ANALISIS NERACA AIR PADA BUDIDAYA PADI GOGO

1. Alumni Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung 2. Dosen Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung

ABSTRAK

ANALISIS NERACA AIR PADA BUDIDAYA PADI GOGO

Oleh

Elhamida Rezkia Amien(1), Sugeng Triyono(2), Ahmad Tusi(2)

Tantangan terbesar bagi negara dengan jumlah penduduk lebih dari 200 juta jiwa adalah masalah pangan (Sumodiningrat, 2001). Konversi lahan pertanian menjadi areal nonpertanian turut menyebabkan penurunan produktivitas beras. Masalah lain adalah kelangkaan air untuk irigasi. Penanaman padi gogo diharapkan mampu mengurangi penggunaan air karena padi gogo dapat ditanam di lahan kering.

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis neraca air pada zona perakaran padi gogo, menganalisis hubungan antara curah hujan dan limpasan permukaan, menganalisis hubungan antara curah hujan dan perkolasi, menganalisis evapotranspirasi, dan evaluasi nilai kc pada tanaman padi gogo.

Penelitian dilakukan di Laboratorium Lapang Terpadu Fakultas Pertanian Universitas Lampung dimulai bulan Agustus - Desember 2011. Percobaan menggunakan 2 plot lahan penelitian dengan perlakuan plot A menggunakan terpal dan plot B tidak menggunakan terpal yang masing-masing dilengkapi kolam penampungan air hujan pada bagian hilirnya.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa curah hujan menghasilkan perkolasi sebesar 25,3%, limpasan sebesar 20,8% dan sisanya digunakan pada proses evapotranspirasi dan menjadi air tersimpan. Jumlah seluruh ETc padi gogo dalam

satu musim tanam ialah sekitar 85,1% dari input yang digunakan. Kc tanaman

yang dihasilkan ialah kc in=1,09 ; kc mid=1,77 ; dan kc end=1,23. Air hujan tidak

cukup untuk memenuhi kebutuhan air tanaman sehingga dibutuhkan irigasi. Satu m3 air irigasi dapat menghasilkan 1,79 kg padi gogo pada plot yang menggunakan terpal dan 1,38 kg padi pada plot yang tidak menggunakan terpal.

1. Alumni Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung 2. Dosen Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung

ABSTRACT

WATER BALANCE ANALYSIS FOR PADDY GOGO CULTIVATION

By

Elhamida Rezkia Amien(1), Sugeng Triyono(2), Ahmad Tusi(2)

The greatest challenge faced by the country with population more than 200 million is about food (Sumodiningrat, 2001). Farm land conversion became nonfarm areal has been realized to couse the declining productivity of rice. Other problem may be the water scarcity for irrigation. Cultivating paddy gogo (the upper land paddy rice) can possibly reduce water consumption and then reduce the water dependency for rice production.

The aims of this research were to analyze water balance in paddy gogo cultivation. The research included analyses of relation between rainfall and surface runoff and percolation, evapotranspiration, and determination of crop constant kc for paddy

gogo.

Field experiment was conducted at the Integrated Field Laboratory College of Agriculture, University of Lampung from August to December 2011. Field observations were carried out on two groups of experimental plots, with plastics liner (plot A) and without plastics liner (plot B). All the plots were equiped with runoff water storage ponds at the downstream.

The results showed that rainfall produce percolation as many as 25,6%; surface runoff 20,8%; and the rest was used for the evapotranspiration process and soil water savings. Total of the whole ETc paddy gogo at one growing season is about

85,1% by the input. The crop koeficients were kc init= 1,09 ; kc mid= 1,77; and kc

end=1,23. Rainfall was found to be not enough to fulfill the crop water requirements, thus irigation was needed. One meter cubic of irrigation water produced 1,79 kg paddy gogo in the plot A and 1,38 kg in the plot B.

ANALISIS NERACA AIR PADA BUDIDAYA PADI GOGO

(Skripsi)

Oleh

Elhamida Rezkia Amien

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2012

ANALISIS NERACA AIR PADA BUDIDAYA PADI GOGO

(Skripsi)

Oleh

Elhamida Rezkia Amien

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian

pada

Jurusan Teknik Pertanian

Fakultas Pertanian Universitas Lampung

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2012

DAFTAR GAMBAR

Gambar Teks Halaman Gambar 1. Titik Pengukuran Kadar Air pada Satu Plot Menggunakan Soil

Moisture Meter ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. Skema Neraca Air Lahan Budidaya Padi Gogo . Error! Bookmark not

defined.

Gambar 3. Segitiga Tekstur Tanah Menurut USDA ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4. Kadar Air Tanah Harian Pada Plot A .. Error! Bookmark not defined. Gambar 5. Kadar Air Tanah Pada Plot B ... Error! Bookmark not defined. Gambar 6. Irigasi Kumulatif Pada Plot A dan B .... Error! Bookmark not defined. Gambar 7. Pemberian Irigasi Harian ... Error! Bookmark not defined. Gambar 8. ETc Kumulatif Pada Plot A dan B ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 9. Nilai kc Pada Setiap Fase PertumbuhanError! Bookmark not defined.

Gambar 10. Perbandingan Nilai kc Padi ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 11. Hubungan Curah Hujan Dengan Perkolasi ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 12. Hubungan Curah Hujan dengan Limpasan Pada Plot B ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 13. Perbandingan Jumlah Limpasan Pada Plot A dan B ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 14. Tinggi Tanaman Padi Gogo Selama Penelitian Error! Bookmark not defined.

Gambar 15. Jumlah Anakan Tanaman Padi Gogo Selama Penelitian ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 16. Jumlah Malai Tanaman Padi Gogo .... Error! Bookmark not defined. Gambar 17. Penampang Melintang Lahan Tanpa Menggunakan Terpal ... Error!

Bookmark not defined.

Gambar 18. Penampang Melintang Lahan yang Menggunakan Terpal ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 19. Tata Letak Plot Lahan Penanaman Padi Gogo Tampak Atas ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 20. Tata Letak Plot Lahan Penanaman Padi gogo . Error! Bookmark not defined.

Gambar 21. (a) Sebelum Pengolahan Lahan dan (b) Pengolahan Lahan ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 22. (a) Pemasangan Terpal dan (b) Kolam Penampungan Air ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 23. (a) Penggemburan Tanah dan (b) Pemberian Kompos ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 24. (a) Penggunaan Mulsa dan (b) Padi yang Mulai Tumbuh ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 25. (a) Pemberian Pupuk dan (b) Padi Saat Berumur 2 Minggu ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 26. (a) Padi Saat Berumur 4 Minggu dan (b) 6 Minggu Error! Bookmark not defined.

Gambar 27. (a) Padi Saat Berumur 10 Minggu dan (b) 11 Minggu ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 28. (a) Padi Saat Berumur 12 Minggu dan (b) 15 Minggu ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 29. (a). Pembungaan Padi dan (b). Padi yang Mulai Menguning .. Error! Bookmark not defined.

Gambar 30. Hama dan Penyakit yang Menyerang Padi Gogo... Error! Bookmark not defined.

Gambar 31. Pengukuran (a) Kadar Air Tanah dan (b) Tinggi Padi Gogo .... Error! Bookmark not defined.

Gambar 32. (a) Pengukutan Tinggi Air Kolam dan (b) Penyemprotan Insectisida ... Error! Bookmark not defined. Gambar 33. Instruments Professional Wireless Weather Station di Jurusan

Teknik Pertanian Unila ... Error! Bookmark not defined. Gambar 34. Analisis regresi linear kalibrasi alat soil moisture meter ... Error!

DAFTAR ISI

Halaman DAFTAR ISI ... 1

DAFTAR TABEL ... Error! Bookmark not def DAFTAR GAMBAR ... Error! Bookmark not def I. PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not def 1.1. Latar Belakang ... Error! Bookmark not def 1.2. Tujuan Penelitian ... Error! Bookmark not def 1.3. Manfaat Penelitian ... Error! Bookmark not def II. TINJAUAN PUSTAKA ... Error! Bookmark not def 2.1. Budidaya Padi Gogo (Oryza sativa L.) ... Error! Bookmark not def A. Penyiapan Lahan ... Error! Bookmark not def B. Pemilihan Benih ... Error! Bookmark not def C. Cara Tanam ... Error! Bookmark not def D. Pemeliharaan ... Error! Bookmark not def 2.2. Neraca Air ... Error! Bookmark not def A. Presipitasi ... Error! Bookmark not def B. Infiltrasi dan Perkolasi ... Error! Bookmark not def C. Intersepsi ... Error! Bookmark not def D. Aliran Permukaan ... Error! Bookmark not def E. Evapotranspirasi ... Error! Bookmark not def 2.3. Sifat Fisik Tanah ... Error! Bookmark not def A. Tekstur ... Error! Bookmark not def B. Struktur ... Error! Bookmark not def C. Porositas ... Error! Bookmark not def D. Berat Jenis Tanah (Bulk Density) ... Error! Bookmark not def 2.4. Kadar Air Tanah ... Error! Bookmark not def 2.5. Hubungan Air, Tanah, dan Tanaman ... Error! Bookmark not def

III. METODOLOGI PENELITIAN ... Error! Bookmark not def 3.1. Waktu dan Tempat ... Error! Bookmark not def 3.2. Alat dan Bahan ... Error! Bookmark not def 3.4. Pengumpulan Data ... Error! Bookmark not def 3.5. Prosedur Penelitian ... Error! Bookmark not def A. Persiapan ... Error! Bookmark not def B. Pengamatan ... Error! Bookmark not def C. Analisis Data ... Error! Bookmark not def IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... Error! Bookmark not d 4.1. Sifat Fisik Tanah ... Error! Bookmark not def 4.2. Kadar Air Tanah ... Error! Bookmark not def 4.3. Irigasi ... Error! Bookmark not def 4.4. Evapotranspirasi Tanaman ... Error! Bookmark not def 4.5. Perkolasi ... Error! Bookmark not def 4.6. Limpasan Permukaan ... Error! Bookmark not def 4.7. Evaporasi Kolam ... Error! Bookmark not def 4.8. Pertumbuhan Tanaman ... Error! Bookmark not def 4.9. Produksi Padi Gogo ... Error! Bookmark not def 4.10. Neraca Air ... Error! Bookmark not def

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... Error! Bookmark not def 5.1. Kesimpulan ... Error! Bookmark not def 5.2. Saran... Error! Bookmark not def

DAFTAR PUSTAKA ... Error! Bookmark not def LAMPIRAN ... Error! Bookmark not def

DAFTAR PUSTAKA

Allen, R.G., L.S. Pereira, D. Raes, dan M. Smith. 1998. Crop

Evapotranspiration,Guileines For Computing Crop Water Requirements. FAO irrigation and drainage paper No.56. FAO, Rome.

Arimbi, D. 2011. Analisis Neraca Air Pada Lahan Bera di Plot Percobaan Laboratorium Lapang Terpadu Universitas Lampung. (Skripsi). Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Arsyad, S. 2010. Konservasi Tanah dan Air. IPB Press. Bogor.

Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

BPS. 2010. Tabel Luas Panen, Produktivitas, Produksi Tanaman Padi Seluruh Provinsi. Diakses pada 11 April 2011. http://www.BPS.go.id//.

Gustama, A. 2012. Mempelajari Neraca Air (Water Balance) pada Lahan Budidaya Cabai di Laboratorium Lapang Terpadu Universitas Lampung. (Skripsi). Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Hakim, N., M.Y. Nyapka, A.M. Lubis, S.G. Nugroho, M.A. Diha, G.B. Hong, dan H.H. Bailey. 1986. Dasar- Dasar Ilmu Tanah. Penerbit Universitas

Lampung. Bandar Lampung.

Handoko. 1995. Klimatologi Dasar. PT.Dunia Pustaka Jaya. Jakarta.

Indarto. 2010. Hidrologi Dasar Teori dan Contoh Aplikasi Model Hidrologi. Bumi Aksara. Jakarta.

Irawan, B. 2005. Konversi Lahan Sawah : Potensi Dampak, Pola Pemanfaatannya, dan Faktor Determinan. Forum Penelitian Agro Ekonomi. Volume 23 No.1, Juli 2005:1-18.

Islami, T dan W.H. Utomo. 1995. Hubungan Tanah, Air, dan Tanaman. IKIP Semarang Press. Semarang.

Publishing Company. Florida.

Mahbub, M. 2010. ModulMenghitung Neraca Air Lahan. Diakses pada 21 Juni 2012. http://mmahbub.wordpress.com/.

Mahbub, M. 2010. PenuntunPraktikum Agrohidrologi. Diakses pada 16 Juli 2012. http://mmahbub.files.wordpress.com/2010/05/4-hitungro.pdf.

Mori, K dan Suyono. 1999. Hidrologi untuk Pengairan. PT. Pradnya Paramita. Jakarta.

Perdana, A. 2011. Budidaya Padi Gogo. Diakses pada 26 Juni 2012.

http://sawitwatch.or.id/148_budidaya padi gogo.pdf.

Purwono dan Purnamawati. 2009. Budidaya 8 Jenis Tanaman Pangan Unggul. Penebar Swadaya. Jakarta.

Sibuea, P. 2011. Krisis Beras dan Diversifikasi Konsumsi. Diakses pada 15 Maret 2011. http://www.mediaindonesia.com/.

Sumodiningrat, G. 2001. Menuju Swasembada Pangan. RBI. Jakarta. Suryatmojo, H. 2006. Konsep Neraca Air. Diakses pada 21 Juni 2012.

http://mayong.staff.ugm.ac.id/.

Suryatmojo, H. 2006. 7.Hidrometri. Diakses pada 16 Juli 2012. http://mayong.staff.ugm.ac.id/.

I. KESIMPULAN DAN SARAN

1.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini antara lain:

1. Curah hujan menghasilkan perkolasi sebesar 25,3%, limpasan sebesar 20,8%, dan sisanya digunakan pada proses evaporasi, transpirasi, dan menjadi air tersimpan.

2. Jumlah seluruh ETc padi gogo dalam satu musim tanam ialah sekitar 85,1%

dari input yang digunakan.

3. Kc tanaman padi gogo yang dihasilkan ialah kc in=1,09 ; kc mid=1,77 ; dan

kc end=1,23.

4. Selama periode penelitian (Agustus-Desember 2011) air hujan tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan air tanaman sehingga dibutuhkan irigasi. 5. Pada plot yang menggunakan terpal, 1m3 air irigasi dapat menghasilkan

1,78 kg padi gogo dan 1,4 kg pada plot yang tidak menggunakan terpal.

5.2. Saran

1. Untuk hasil padi gogo yang optimal, sedapat mungkin kondisi tanah dipertahankan berada antara FC (Field Capacity) dan θc (Critical Water Content).

I. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Lapang Terpadu Fakultas Pertanian

Universitas Lampung. Lokasi penelitian terletak pada 05°22ˈLS dan 105°14ˈBT

pada ketinggian 148 m dpl. Analisis sifat fisik tanah dilakukan di Laboratorium Tanah Politeknik Negeri Lampung dan Laboratorium Teknik Sumber Daya Air dan Lahan (TSDAL) Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Percobaan lapang berlangsung pada bulan Agustus 2011 sampai Desember 2011.

3.2. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi soil moisture meter,

professionalinstruments wireless weather stations, ring sample, stopwatch,

cutter, sekop, cangkul, oven, alat tulis, alat hitung, timbangan, jangka sorong, mistar ukur, hand tractor, GPS (Global Position System), dan peralatan laboratorium lainnya.

Bahan yang digunakan yaitu model lahan pertanian, kolam penampungan air hujan dan aliran permukaan, bibit padi gogo (varietas Situbagendit), pupuk

organik, mulsa organik, sampel tanah, Pupuk urea, KCL, SP 36, NPK, furadan, insectisida, terpal, bambu, dan bata.

3.4. Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data adalah melalui pengamatan. variabel yang diamati meliputi:

1. Data klimat harian (curah hujan, kelembaban relatif udara, angin, dan suhu udara).

2. Data-data sifat fisik tanah (kapasitas lapang, tekstur tanah dan kerapatan isi tanah).

3. Kadar air tanah.

4. Evapotranspirasi pada tanaman. 5. Penguapan di kolam.

6. Air limpasan yang tertampung dikolam. 7. Perkolasi.

8. Pertumbuhan tanaman.

Data sekunder berupa kecepatan angin diperoleh dari Badan Metereologi

Klimatlogi dan Geofisika (BMKG) Raden Inten II, Branti, Lampung Selatan. Data pendukung lain berupa radiasi bersih matahari, tekanan uap air aktual, tekanan uap air jenuh, konstanta psikometrik, gradien tekanan uap air jenuh terhadap suhu udara, dan panas spesifik untuk penguapan diestimasi menggunakan program Komputer Microsoft office excel.

3.5. Prosedur Penelitian

Penelitian dilakukan dengan metode percobaan lapang menggunakan 2 plot lahan penelitian. Dalam masing-masing plot terdapat 4 petakan. Perlakuan yang diberikan pada plot lahan penelitian yaitu:

A : Menggunakan terpal B : Tanpa terpal

A. Persiapan

1. Pembuatan Model Lahan

Sebelum penelitian dimulai, dilakukan survai tempat yang sesuai untuk dijadikan lahan penelitian. Kemudian dilakukan penyiapan lahan meliputi pembersihan lahan, isolasi lahan, dan pembuatan kolam penampungan air hujan. Plot A menggunakan terpal (tanah diuruk sampai kedalaman 30 cm kemudian dilapisi terpal dan selanjutnya ditimbun tanah kembali) dan plot B tidak menggunakan terpal. Satu plot lahan yang digunakan berukuran 4 m x 2 m dengan kemiringan landai, ditambah luas kolam yang berukuran 4 m x 0,5 m dengan kedalaman 0,5 m. Dalam 1 plot lahan masing-masing petakan percobaan berukuran ukuran 2 m x 1 m yang antar petakan dibatasi terpal untuk mencegah masuknya air limpasan dari petakan yang lain.

2. Pengambilan Sampel Tanah

Sampel tanah diambil dari lahan yang telah disiapkan untuk diuji sehingga diketahui sifat fisiknya. Sampel tanah yang diambil berupa contoh tanah

terganggu (disturbed soil sample) dan contoh tanah tidak terganggu (undisturbed soil sample). Contoh tanah diambil pada kedalaman 0- 20 cm dari permukaan tanah. Pengambilan contoh tanah tidak terganggu menggunakan ring sample.

3. Penanaman

Kegiatan penanaman dimulai dengan pemilihan benih dilakukan dengan

merendam benih dalam air. Benih yang mengapung dibuang. Selanjutnya benih yang tersisa direndam selama ±24 jam dan setiap 12 jam air diganti. Setelah benih mulai berkecambah, proses penanaman siap dilakukan.

Pada plot penelitian, lubang tanam disiapkan dengan jarak barisan tanam ±40 cm dan jarak dalam baris ±20 cm. Kompos diberikan sebanyak ±100 gr per lubang tanam. Dalam 1 lubang tanam diberikan 5 benih kemudian ditaburkan furadan agar tidak diganggu serangga dalam tanah. Mulsa organik digunakan pada 2 minggu pertama untuk menjaga kelembaban tanah dan menjaga benih dari

serangan hama. Setelah benih berumur 2 minggu, dilakukan seleksi pada tanaman padi gogo dengan membuang 2 tanaman yang tidak bagus.

Pemupukan dilakukan 3 kali yaitu pada 2 MST (Minggu Setelah Tanam), 6 MST, dan 10 MST. Pada pemupukan pertama, pupuk yang diberikan yaitu 150 kg/ha SP-36, 100 kg/ha KCL, dan sepertiga dari 250 kg/ha Urea. Sedangkan pada pemupukan kedua dan ketiga, pupuk yang digunakan adalah NPK. Pupuk diberikan diantara tanaman dengan membuat lubang kecil kemudian pupuk diberikan. Pemberian insectisida dilakukan saat tanaman terserang hama dengan penyemprotan insectisida.

B. Pengamatan

1. Sifat Fisik Tanah

Tekstur tanah dianalisis menggunakan contoh tanah terganggu dengan metode hydrometer dan untuk menentuan tekstur tanah, menggunakan diagram segitiga tekstur tanah menurut USDA ( United State Departement of Agriculture). Kerapatan isi tanah dihitung menggunakan Persamaan 7.

Pengukuran kadar air tanah pada kondisi kapasitas lapang dilakukan pada contoh tanah tidak terganggu dengan menggunakan metode volumetri. Contoh tanah yang telah diketahui volumenya dibenamkan kedalam air sampai tanah dalam keadaan jenuh. Selanjutnya, tanah ditiriskan selama ± 24 jam sampai tanah berada pada kapasitas Lapang. Tanah ditimbang kemudian dioven pada suhu 105°C selama ± 48 jam. Tanah ditimbang kembali untuk dihitung berat keringnya. Kapasitas lapang volumetri (θ) akan diperoleh melalui perhitungan kapasitas lapang gravimetri (W) yang dihitung dengan menggunakan persamaan matematis:

(1)

dimana:

W = kapasitas lapang gravimetri (%) W1 = berat ring sample (g)

W2 = berat tanah dalam keadaan kapasitas lapang (g)

Selanjutnya,

θ = W x BD (2)

2. Data Klimat Harian

Pengukuran data klimat harian menggunakan professionalinstruments wireless weather stations yang diletakan pada ketinggian ± 5 m di luar gedung Teknik Pertanian Universitas Lampung (TEP-Unila). Data klimat harian berupa curah hujan, kelembaban udara, dan suhu terbaca otomatis pada perangkat wireless weather stations.

3. Kadar Air Tanah

Kadar air tanah pada lahan di ukur dengan menggunakan alat soil moisture meter, dengan membenamkan probe atau sensor. Panjang probe yang digunakan berukuran 12 cm. Untuk mengukur kadar air tanah, masing-masing probe dibenamkan di 5 titik berbeda atau lebih pada satu plot. Hasil dari pengukuran kadar air menggunaka probe ini kemudian di rata-rata kemudian dikalibrasi menggunakan persamaan 28 yang terdapat pada lampiran. Hasil dari kalibrasi selanjutnya dijadikan kadar air harian. Berikut contoh gambar titik-titik pengukuran pada satu plot.

Gambar 1.Titik Pengukuran Kadar Air Pada Satu Plot Menggunakan Soil Moisture Meter

4. Irigasi

Air irigasi diberikan berdasarkan penurunan kadar air tanah harian. Irigasi yang diberikan dihitung dengan ,

(3)

Dimana,

I = volume irigasi yang diberikan (m3 atau l) Drz = kedalaman akar (0,20 m)

θi = kadar air harian saat pengukuran (% volume)

L = luas permukaan yang akan diirigasi (m2) (James, 1993).

Irigasi diberikan saat KAT mendekati θC yang dihasilkan dari :

(4) Dimana,

(5)

θc = titik kritis (% volume)

θPWP = titik layu permanen, diperoleh dari Tabel 1. (% volume)

θAW = air tersedia (% volume)

5. Limpasan

Limpasan dihitung berdasarkan perubahan tinggi permukaan air kolam dengan perhitungan sebagai berikut :

(6)

Dimana,

RO = limpasan (mm)

TK i = tinggi air kolam hari ini (mm)

Tk i-1 = tinggi air kolam kemarin (mm)

CH = curah Hujan (mm) L. Kolam = luas kolam (mm)

L. Petak = luas lahan per petak (mm)

6. Perkolasi

Perkolasi diduga berdasarkan pengamatan selisih tinggi permukaan air kolam antara plot yang menggunakan terpal dengan plot yang tidak menggunakan terpal. Pengukuran ini dilakukan saat terjadi hujan dengan persamaan sebagai berikut

Perkolasi = Limpasan Plot A – Limpasan Plot B ( 7)

Evapotranspirasi rujukan (ETo) diukur berdasarkan data klimat dan dihitung

menggunakan Persamaan 5. Konstanta psikometrik (γ) diperoleh dari perhitungan dengan persamaan:

₍₈₎

Dengan,

(9)

Dimana

γ = konstnta psikometrik (Kpa/°C) P = tekanan atmosfer (Kpa)

Z = elevasi di atas permuaan air laut (m)

Gradien tekanan uap air(∆),tekanan uap air jenuh (es) dan tekanan uap air aktual

(ea), diperoleh dari nilai suhu dan kelembaban udara (Allen dkk., 1998), yang

dirumuskan dalam persamaan sebagai berikut. [

]

(10)

Dimana,

∆ = gradien tekanan uap air (kPa/ºC) T = suhu udara (ºC)

₍₁₁₎

(12)

dengan,

[ ] (13)

es = tekanan uap air jenuh (kPa)

ea = tekanan uap air aktual (kPa)

eo = tekanan uap jenuh pada suhu T (KPa)

(14)

Dimana,

Rns = radiasi netto gelombang pendek pada permukaan tanaman (MJ/m²hari) Rnl = radiasi netto gelombang panjang permukaan tanaman (MJ/m²hari) (Allen dkk., 1998).

Evapotranspirasi tanaman (ETc) dihitung berdasarkan,

ETc= CH + I + θi-1 - θi (15)

Dimana,

θi-1= kadar air kemarin (mm)

Untuk mengetahui nilai koefisien tanaman (kc) dapat menggunakan Persamaan 6.

8. Evaporasi Kolam

Evaporasi dihitung berdasarkan ketinggian permukaan air kolam hari ini dikurang kemarin yang dapat dinyatakan dalam persamaan:

Evaporasi = TKi– TKi-1 (16)

Dimana,

TK i = tinggi air kolam hari ini (mm)

Tk i-1 = tinggi air kolam kemarin (mm).

9. Pertumbuhan Tanaman

Pengamatan pertumbuhan tanaman dilakukan rutin setiap 1 minggu sekali, meliputi tinggi tanaman, jumlah anakan, jumlah malai, berat brangkasan basah, berat brangkasan kering, dan berat bulir padi. Dari 30 tanaman yang terdapat dalam 1 petakan, 9 tanaman dipilih secara acak sebagai sampel yang diamati dari

awal hingga akhir penelitian. Tinggi tanaman diukur dari pangkal batang sampai pucuk daun tertinggi.

C. Analisis Data

Dari hasil pengamatan diperoleh hubungan antara curah hujan dan limpasan permukaan, penggunaan terpal terhadap laju perkolasi, dan pertumbuhan tanaman terhadap kebutuhan air.

Data pengamatan dan perhitungan yang diperoleh akan dianalisis serta disajikan dalam bentuk tabel, grafik, dan uraian. Analisis neraca air dihitung berdasarkan prinsip Persamaan 2 dengan asumsi lahan terisolasi dari aliran air masuk selain dari curah hujan dan pemberian air irigasi.

I ET P Permukaan

Tanah SFI RO

Drz LI LO

Kontrol

Permukaan

Dasar GW DP L Zona Perakaran

Gambar 2. Skema Neraca Air Lahan Budidaya Padi Gogo (James, 1993).

Keterangan:

I = irigasi (mm)

ET = evapotranspirasi (mm) P = curah hujan (mm)

SFI = aliran permukaan masuk kedalam volume kontrol (mm) RO = aliran permukaan keluar volume kontrol (mm)

LI = aliran bawah lateral masuk kedalam volume kontrol (mm) LO = aliran bawah permukaan keluar volume kontrol (mm) GW = kenaikan air kapiler masuk kedalam volume kontrol (mm) DP = perkolasi (mm)

Engkau berpikir tentang dirimu sebagai seonggok materi semata, padahal di dalam dirimu tersimpan kekuatan tak

terbatas

~Ali bin Abi Thalib~

....Aku dekat...Aku mengabulkan permohonan orang yang berdoa apabila ia memohon kepada-Ku

~QS. Al Baqarah :186~

If we don’t change, we don’t grow. If we don’t grow, we aren’t

really living ~Gail Sheehy~

Sometime, i need to make a mistake before i know how to make it true and it can be an experience which is called as a

lesson.

Hal yang paling kamu takutkan tidak mempunyai kekuatan. Ketakutanmu akan hal itulah yang mempunyai kekuatan. Menghadapi kenyataan benar-benar akan membebaskanmu.

~Oprah Winfrey~

Optimislah,, jangan pernah berputus asa dan menyerah tanpa usaha. Berbaik sangkalah kepada Rabb, dan tunggulah

segala kebaikan dan keindahan dari-Nya.

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tantangan terbesar bagi negara dengan jumlah penduduk lebih dari 200 juta jiwa adalah pangan (Sumodiningrat, 2001). Setiap tahunnya jumlah penduduk Indonesia kian meningkat. Peningkatan jumlah penduduk tidak sebanding dengan peningkatan produktivitas pangan. Menurut Sibuea (2011), Indonesia diperkirakan akan mengimpor 1,75 juta ton beras dan menjadi negara pengimpor beras terbesar kedua di dunia.

Pencetakan sawah baru yang sedang dilakukan pemerintah tidak cukup membantu peningkatan produksi beras. Menurut Irawan (2005) agar lahan sawah yang baru dapat berproduksi secara optimal diperlukan waktu sekitar 10 tahun. Pada tahun 2010, tercatat luas panen padi sebesar 13.244.184 ha dengan produktivitas lahan 50,14 kw/ha dan produksi 66.411.469 ton (BPS, 2010). Produksi padi untuk masa mendatang akan sangat tergantung dari luas areal yang masih tersedia dan

produktivitasnya (Purwono dan Purnamawati, 2009).

Padi sawah membutuhkan penggenangan air dalam pembudidayaannya. Air yang digunakan biasanya berasal dari waduk, sungai atau saluran irigasi yang terdapat di daerah tersebut. Menurut Purwono dan Purnamawati (2009), ketinggian genangan air dalam petakan cukup 2-5 cm. Mengingat air yang akan menjadi

langka saat ini maka air perlu dimanfaatkan semaksimal mungkin. Penanaman padi gogo diharapkan dapat mengurangi penggunaan air karena lahan budidaya padi gogo tidak memerlukan penggenangan air dan dapat ditanam di areal

maupun tanpa harus membuat suatu areal menjadi sawah yang berlumpur. Selain itu, intensifikasi padi gogo merupakan salah satu upaya peningkatan produksi beras.

Konsep ketersediaan air berhubungan dengan siklus hidrologi. Menurut Suryatmojo (2006), neraca air merupakan alat untuk mendekati nilai-nilai hidrologis proses yang terjadi di lapangan. Perhitungan neraca air lahan

merupakan salah satu informasi yang penting untuk menentukan langkah kegiatan usaha tani.

1.2. Tujuan Penelitian

Penelitian bertujuan untuk :

1. Menganalisis neraca air pada zona perakaran padi gogo.

2. Menganalisis hubungan antara curah hujan dengan limpasan permukaan. 3. Menganalisis hubungan antara curah hujan dan perkolasi.

4. Menganalisis evapotraspirasi.

5. Evaluasi nilai kc pada tanaman padi gogo.

Manfaat penelitian ini adalah mengetahui besar potensi air hujan untuk

dimanfaatkan sebagai sumber air irigasi pada tanaman padi gogo, dan mengetahui nilai kc tanaman padi gogo.

Judul Skripsi : ANALISIS NERACA AIR PADA BUDIDAYA PADI GOGO

Nama Mahasiswa : Elhamida Rezkia Amien Nomor Pokok Mahasiswa : 0714071006

Jurusan : Teknik Pertanian

Fakultas : Pertanian

MENYETUJUI

1. Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc. Ahmad Tusi, S.TP., M.Si. NIP. 19611211 198703 1 004 NIP. 19810613 200501 1 001

2. Ketua Jurusan Teknik Pertanian

Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc. NIP. 19611211 198703 1 004

MENGESAHKAN

1. Tim Penguji

Ketua : Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc. ...

Sekretaris : Ahmad Tusi, S.TP., M.Si. ...

Penguji

Bukan Pembimbing : Prof. Dr. Ir.R.A. Bustomi Rosadi, M.S. ...

2. Dekan Fakultas Pertanian

Prof. Dr. Ir. Wan Abbas Zakaria, M.S. NIP. 19610826 198702 1 001

PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA

Saya adalah Elhamida Rezkia Amien NPM 0714071006 . Dengan ini menyatakan bahwa apa yang tertulis dalam karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri yang berdasarkan pada pengetahuan dan informasi yang telah saya dapatkan. Karya ilmiah ini tidak berisi material yang telah

dipublikasikan sebelumnya atau ditulis orang lain atau dengan kata lain bukanlah hasil dari plagiat karya orang lain.

Demikianlah peryataan ini saya buat dan dapat dipertanggungjawabkan. Apabila dikemudian hari terdapat kecurangan dalam karya ini maka saya siap

mempertanggungjawabkanya.

Bandar Lampung, Agustus 2012 Yang membuat pernyataan

Elhamida Rezkia Amien NPM : 0714071006

PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA

Saya adalah Elhamida Rezkia Amien NPM 0714071006 . Dengan ini menyatakan bahwa apa yang tertulis dalam karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri yang berdasarkan pada pengetahuan dan informasi yang telah saya dapatkan. Karya ilmiah ini tidak berisi material yang telah

dipublikasikan sebelumnya atau ditulis orang lain atau dengan kata lain bukanlah hasil dari plagiat karya orang lain.

Demikianlah peryataan ini saya buat dan dapat dipertanggungjawabkan. Apabila dikemudian hari terdapat kecurangan dalam karya ini maka saya siap

mempertanggungjawabkanya.

Bandar Lampung, Agustus 2012 Yang membuat pernyataan

Elhamida Rezkia Amien NPM : 0714071006

Persembaha

Allhamdulillahirobbil alamin, rasa syukur tak terhingga kepada Allah Swt untuk setiap nikmat, karunia, dan kekuatan yang dipinjamkan kepada

hamba-Nya sehingga dapat menyelesaikan karya sederhana yang ku persembahkan untuk:

Kedua orang tuaku tercinta yang selalu mendukung, memberikan solusi, yang selalu membantuku , mengarahkanku, terimakasih untuk segalanya. Adikku, Fauzy yang bersedia membantuku,, terimakasih.

Keluarga besarku, terimakasih untuk support yang telah diberikan.

Sahabat-sahabatku,,Pika, mb Nana, Mb Eka, Vivi, terimakasih untuk saran, motifasi, dan waktu untuk

menemaniku selama ini.

My dear friends Penyeter’s comunity ...luki , Inu, Hizami, Dwi, Malis, Oktaviana, Koko, Nurdin, Wira,, Terimakasih.

Teman-temanku di FOSI FP, khususnya Liska, Ghesika, Yulyanti,,,Terimaksih untuk masukannya.

Mb dewi, ka Andika, ka Erwin, terimakasih untuk kesediaan kalian membantuku.

Almamater UNILA tercinta, teman-teman

seperjuanganku TEKTAN angkatan ’07 terimakasih untuk semua semangat, motivasi, masukan, dan kritikan

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Padang pada tanggal 14 Februari 1990 , sebagai anak pertaman dari dua bersaudara, dari pasangan Drs. Mhd. Amin dan Ir. Martini Amir.

Pendidikan Taman Kanak-Kanak (TK) Aisyiyah Bustanul Athfal Bandar

Lampung diselesaikan tahun 1995, Sekolah Dasar (SD) Muhammadiyah 1 Bandar Lampung pada tahun 1995-2001. Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 8 Bandar Lampung pada tahun 2001-2004 dan Madrasah Aliyah (MA) Negeri 1 Bandar Lampung pada tahun 2004-2007.

Tahun 2007, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung melalui jalur Penelusuran Kemampuan Akademik dan Bakat (PKAB). Penulis pernah melaksanakan Praktik Umum di PT Gunung Madu Plantations (GMP) Lampung Tengah dengan judul

“Mempelajari Penanganan Limbah Cair Pada Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) di PT Gunung Madu Plantations (GMP) Gunung Batin, Lampung

SANWACANA

Puji syukur kehadirat Allah SWT, Robb semesta alam yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Analisis Neraca Air Pada Budidaya Padi Gogo . Skripsi ini dibuat untuk melengkapi salah satu syarat dalam mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian jenjang pendidikan Strata Satu Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung.

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih dan hormat kepada seluruh pihak yang telah membantu kepada :

1. Bapak Dr. Ir. Sugeng Triyono, M. Sc., selaku pembimbing skripsi, pembimbing akademik, dan Ketua Jurusan terimakasih atas bantuan, pengarahan, dan waktunya yang telah diberikan kepada penulis dengan penuh perhatian dan kesabaran selama penelitian hingga penyusan maupun penulisan skripsi ini selesai.

2. Bapak Ahmad Tusi S.T.P., M.Si, selaku pembimbing skripsi terimakasih atas bantuan, pengarahan, perhatian, masukan, dan waktu yang telah diberikan kepada penulis.

3. Bapak Prof. Dr. Ir. R.A. Bustomi Rosadi, M.S., selaku pembahas, terimakasih atas masukan dan pengarahan yang telah diberikan kepada penulis.

4. Bapak Prof. Dr. Ir. Wan Abbas Zakaria, M.S., selaku Dekan Fakultas Pertanian terimakasih atas bantuan yang telah diberikan.

5. Kedua orang tua dan adikku tersayang yang telah mendukung selama melaksanakan penelitian.

6. Seluruh Staf Administrasi dan Keluarga besar Teknik Pertanian. 7. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Pertanian Unila angkatan ‘06,

‘07dan ‘08 atas segala dukungan dan kerja samanya.

Semoga Allah SWT membalas semua amal kebaikan yang telah dilakukan, memudahkan segala urusan, menambahkan nikmat dan rezki kepada kalian semua, sebagaimana yang telah dianugerahkan selama ini. Terakhir penulis persembahkan skripsi ini kepada Universitas Lampung yang merupakan tempat penulis menimba ilmu. Mudah-mudahan skripsi ini memberikan sumbangan pemikiran khususnya pada bidang pertanian.

Bandar Lampung, Agustus 2012

I. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Budidaya Padi Gogo (Oryza sativa L.)

Padi merupakan tanaman pangan berupa rumput berumpun. Tanaman pertanian kuno ini berasal dari dua benua, yaitu Asia dan Afrika Barat tropis dan subtropis. Terdapat 25 jenis Oryza. Jenis yang dikenal adalah O. sativa dengan dua

subspesies. Pertama, yaponica (padi bulu) yang ditanam di daerah subtropis. Kedua, indica (padi cere) yang ditanam di Indonesia. Berdasarkan sistem budidaya, padi dibedakan dalam dua tipe, yaitu padi kering (gogo) dan padi sawah. Padi gogo ditanam di lahan kering (tidak digenangi), sedangkan padi sawah ditanami di sawah yang selalu tergenang air.

Batang padi berbuku dan berogga. Dari buku batang ini tumbuh anakan atau daun. Bungan atau malai muncul dari buku terakhir pada tiap anakan. Akar padi adalah akar serabut yang sangat efektif dalam penyerapan hara, tetapi peka terhadap kekeringan. Akar padi terkonsentrasi pada kedalaman antara 10-20 cm.

Padi gogo adalah budidaya padi di lahan kering. Sember air seluruhnya tergantung pada curah hujan. Oleh karena itu, untuk pertumbuhan yang baik, tanaman padi gogo membutuhkan curah hujan lebih dari 200 mm per bulan selama tidak kurang dari 3 bulan (Purwono dan Purnamawati, 2009).

A. Penyiapan Lahan

Lahan kering yang digunakan untuk padi gogo di Indonesia umumnya adalah lahan marjinal yang sebenarnya kurang menguntungkan untuk pertumbuhan tanaman. Pemberian bahan organik pada lahan kering sebanyak 2-20 ton/ha sanagat disarankan karena dapat memperbaiki struktur fisik, kimia, dan biologi tanah. Bahan organik yang digunakan sebaiknya mudah ditemukan di sekitar lokasi lahan, seperti sisa jerami atau brangkasan tanaman, sampah organik, kotoran ternak, dan kompos.

Untuk mendapatkan struktur yang gembur, tanah diolah dengan bajak atau

cangkul kemudian digaru dan diratakan. Pengolahan tanah sebaiknya sedalam 15-20 cm. Tujuannya untuk memberikan media tumbuh yang baik bagi daerah perakaran (Purwono dan Purnamawati, 2009).

B. Pemilihan Benih

Kebutuhan benih untuk padi gogo lebih banyak daripada padi sawah, yaitu sekitar 50 kg/ha. Hal ini disebabkan persentase tumbuh padi gogo lebih kecil. Benih padi gogo tidak perlu disemai terlebih dahulu. Benih dapat langsung ditanam dalam lubang tanam atau diperlakukan seperti pada padi sawah.

Sebelum disemai, benih direndam terlebih dahulu dalam larutan air garam (200 g garam per liter air). Benih yang mengambang dibuang karena sudah tidak bagus lagi. Benih yang bagus ditiriskan lalu dicuci dan direndam dengan air bersih selama 24 jam. Air rendaman diganti tiap 12 jam. Perendaman dimaksudkan

untuk memecahkan dormansi. Benih kemudian dihamparkan dan dibungkus kain basah selama 24 jam. Bakal lembaga akan muncul berupa bintik putih pada bagian ujungnya. Hal tersebut labih menguntungkan karena benih benar-benar telah siap berkecambah dan tanaman lebih cepat tumbuh (Purwono dan

Purnamawati, 2009).

C. Cara Tanam

Penanaman dapat dilakukan jika kondisi tanah tidak terlalu kering. Benih ditanam dengan jarak barisan tanaman 40-50 cm, sedangkan jarak dalam baris 20 cm atau 40-50 cm x 20 cm. Adapun tiap lubang ditanam sebanyak 5 benih (Purwono dan Purnamawati, 2009).

D. Pemeliharaan

Dosis pupuk yang diberikan cenderung lebih banyak, terutama untuk fosfor, yaitu 200-250 kg urea/ha, 150 kg SP-36/ha, dan 75-100 kg KCl/ha. Sepertiga dosis pupuk urea dan seluruh dosis pupuk SP-36 dan KCl diberikan saat tanaman berumur 2 MST (Minggu Setelah Tanam). Sepertiga dosis pupuk urea lagi diberikan saat tanaman berumur 5-7 MST, dan terakhir sepertiga dosis lagi menjelang primordia (10 MST).

Pengendalian gulma akan sangat berpengaruh terhadap produksi padi gogo. Penyiangan pada awal penanaman sangat diperlukan kerena pertumbuhan awal padi gogo lambat.

Masalah dalam penanaman padi gogo adalah kerebahan sehingga disarankan tanaman sedikit dibumbun agar presentase tanaman rebah berkurang. Selain itu, adanya fase-fase kritis padi, yaitu fase awal pertumbuhan, primordia bunga hingga munculnya bunga dan pengisian biji. Jika terjadi kekeringan pada fase-fase tersebut, akan menurunkan hasil dan meningkatkan presentase gabah hampa (Purwono dan Purnamawati, 2009).

2.2. Neraca Air

Dalam proses sirkulasi air, penjelasan mengenai hubungan antara aliran ke dalam

(inflow) dan aliran ke luar (outflow) disuatu daerah untuk suatu periode tertentu disebut neraca air ( Mori dan Suyono, 1999).

Pada suatu areal pertanian, penyediaan air tanaman berasal dari curah hujan (P) atau irigasi (I). Sedangkan kehilangan air dapat berupa drainase (D), limpasan permukaan (runoff, RO), evaporasi (E), dan transpirasi (T). Sebagian air

disimpan sebagai cadangan dalam tanah (∆S). Keseluruhan masukan (input) dan keluaran (output) air ini dapat dirumuskan sebagai neraca air, yaitu :

P + I = D + RO + E + T + ∆S (1)

Semua unsur dinyatakan dalam satuan yang sama, misalnya mm hari-1 atau m3ha-1 hari-1 (Handoko, 1995).

Neraca air lahan kering (tanpa irigasi atau tadah hujan) yang ditanami tanaman semusim dapat dinyatakan sebagai berikut :

Yang menyatakan I = jumlah air irigasi yang diperlukan, ∆M=perubahan

kandungan air tanah pada daerah perakaran selama masa tertentu (misalnya seminggu), yaitu selisih antara kandungan air tanah setelah masa tertentu (Mt) dikurangi dengan kandungan air semula (Mo); R=jumlah curah hujan; O=jumlah aliran permukaan;P =jumlah perkolasi keluar ke bawah daerah perakaran; dan Ua=evapotranspirasi aktual, selama masa yang sama (Arsyad, 2010).

Neraca air lahan bermanfaat dalam mempertimbangkan kesesuaian lahan pertanian, mengatur jadwal tanam dan panen, mengatur pemberian air irigasi dalam jumlah dan waktu yang tepat ( Mahbub, 2010).

A. Presipitasi

Presipitasi adalah curahan atau turunnya air dari atmosfer ke permukaan bumi dan laut dalam bentuk yang berbeda yaitu curah hujan di daerah tropis dan curah hujan serta salju di daerah beriklim sedang (Asdak, 1995). Sebagian besar hujan dihasilkan oleh udara yang naik dan mengalami penurunan suhu (Handoko, 1995).

Besarnya curah hujan adalah volume air yang jatuh pada suatu areal tertentu. Oleh karena itu, besarnya curah hujan dapat dinyatakan dalam m3 per satuan luas, atau secara umum dinyatakan dalam tinggi kolom air yaitu (mm). Besarnya curah hujan dapat dimaksudkan untuk satu kali hujan atau untuk masa tertentu seperti per hari, per bulan, per musim atau per tahun (Arsyad, 2010)

B. Infiltrasi dan Perkolasi

Infiltrasi adalah perjalanan air masuk ke dalam tanah. Perkolasi merupakan proses kelanjutan perjalanan air tersebut ke tanah yang lebih dalam. Dengan kata lain, infiltrasi adalah perjalanan air ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler (gerakan air ke arah lateral) dan gravitasi (gerakan air ke arah vertikal). Setelah keadaan jenuh pada lapisan tanah bagian atas terlampaui, sebagian dari air tersebut mengalir ke tanah yang lebih dalam sebagai akibat gaya gravitasi bumi dan dikenal sebagai proses perkolasi (Asdak, 1995).

Laju infiltrasi (infiltration rate) adalah banyaknya air persatuan waktu yang masuk melalui permukaan tanah, dinyatakan dalam mm jam-1 atau cm jam-1. Kemampuan tanah untuk menyerap air infiltrasi pada suatu saat dinamai kapasitas infiltrasi (infiltration capacity) tanah. Laju perkolasi adalah banyaknya air yang melalui penampang profil tanah per satuan waktu, dinyatakan dalam mm jam-1 atau cm jam-1. Kapasitas perkolasi adalah kemampuan profil tanah melalukan air di dalam profil tanah. Infiltrasi dan perkolasi berhubungan erat (Arsyad, 2010).

C. Intersepsi

Intersepsi (interception loss) adalah proses ketika air hujan jatuh pada permukaan vegetasi di atas permukaan tanah, tertahan beberapa saat untuk kemudian

diuapkan kembali (hilang) ke atmosfer atau diserap oleh vegetasi yang

bersangkutan. Proses intersepsi terjadi selama berlangsungnya curah hujan dan setelah hujan berhenti. Air hujan jatuh lewat tajuk vegetasi melalui dua proses mekanis, yaitu air lolos (throughfall) dan aliran batang (stemflow). Air lolos jatuh

langsung ke permukaan tanah melalui ruangan antar tajuk / daun atau menetes melalui daun, batang, dan cabang. Sedangkan aliran batang adalah air hujan yang dalam perjalanannya mencapai permukaan tanah mengalir melalui batang

tubuhan. Cara pengukuran dan perhitungan besarnya intersepsi yang terjadi dalam suatu plot percobaan (Asdak, 1995) :

Ic = Pg– (Th-Sf) (3)

I = Ic + II (4)

Dimana :

Ic = intersepsi tajuk (mm)

Pg = curah hujan kotor, gross precipitation (mm)

Th = air lolos, yaitu air huajn yang lolos lewat tajuk (mm)

Sf = aliran batang (mm)

I = intersepsi total

II = intersepsi serasah

D. Aliran Permukaan

Aliran permukaan adalah air yang mengalir di atas permukaan tanah atau bumi. Bentuk aliran inilah yang paling penting sebagai penyebab erosi. Dalam

hidrologi, istilah runoff digunakan untuk aliran di atas permukaan tanah bukan aliran di bawah permukaan tanah (Arsyad, 2010). Definisi singkat aliran permukaan (runoff) merupakan bagian dari air hujan yang tidak terinfiltrasi ke dalam tanah. Ketika tanah sudah menjadi jenuh maka infiltrasi akan berkurang sehingga untuk jumlah air hujan yang sama maka jumlah aliran akan bervariasi tergantung pada kondisi lengas tanah. Jumlah air yang terinfiltrasi pada saat awal terjadinya hujan akan menaikkan kadar lengas tanah. Hal ini berarti bahwa tanah tidak lagi mampu menyerap air sebanyak sebelumnya, akibatnya terjadi

penurunan laju infiltrasi dan konsekuensinya akan terjadi aliran permukaan (surface runoff) yang berasal dari air hujan yang jatuh pada bagian akhir (Indarto, 2010).

E. Evapotranspirasi

Evapotranspirasi merupakan gabungan antara proses evaporasi dan transpirasi. Transpirasi adalah perjalanan air dalam jaringan vegetasi (proses fisiologis) dari akar tanaman ke permukaan daun dan akhirnya menguap ke atmosfer (Asdak, 1995). Evaporasi (evaporation) adalah perubahan air dari bentuk cair menjadi bentuk uap, kebalikan dari proses kondensasi. Pada setiap saat dimana terjadi kontak antara air dan udara maka terjadi proses penguapan (Indarto, 2010). Dua unsur utama untuk berlangsungnya evaporasi adalah energi (radiasi) matahari dan air. Pengukuran evaporasi dari permukaan badan air dilakukan dengan cara membandingkan jumlah air yang diukur antara dua waktu yang berbeda (Asdak, 1995).

Evapotranspirasi acuan (ETp) menggambarkan laju maksimum kehilangan air

suatu pertanaman yang ditentukan oleh kondisi iklim pada keadaan penutupan tajuk tanaman pendek yang rapat dengan penyediaan air yang cukup. Batasan tersebut dimaksudkan untuk memaksimumkan laju kehilangan air dengan meminimumkan tahanan gerakan air (tanaman pendek), meminimumkan kontrol stomata terhadap transpirasi (penyediaan air cukup) serta meminimumkan

pengaruh evaporasi tanah (tajuk rapat) sehingga ETp hanya ditentukan oleh

Evapotranspirasi tanaman acuan (ETo) dapat diartikan sebagai laju

evapotranspirasi tanaman rumput hijau yang tumbuh seragam pada ketinggian 8-15 cm, tumbuh aktif, menutupi permukaan tanah secara sempurna pada kondisi tidak kekurangan air (Doorenbos dan Pruitt, 1977; Arimbi, 2011). Pendugaan nilai ETo dapat dilakukan dengan beberapa metode salah satunya adalah metode

Pennman-Monteith. Persamaan metode tersebut adalah sebagai berikut : (5) dengan,

ETo = evapotranspirasi referensi (mm/hari)

T = temperatur harian pada ketinggian 2 m (°C) U2 = kecepatan angin pada ketinggian 2 m (m/s)

es = tekanan uap air jenuh (kPa)

ea = tekanan uap air aktual (kPa)

es– ea = defisit tekanan uap air (kPa)

= konstanta psikometrik (kPa/°C)

∆ = gradien tekanan uap air jenuh terhadap suhu udara (kPa/°C) Rn = radiasi bersih (MJ m-2 hari -1)

G = panas spesifik untuk penguapan (MJ m-2 hari -1) (Allen dkk., 1998).

Evapotranspirasi aktual (ETa) atau juga dikenal dengan evapotranspirasi tanaman

(ETc). Istilah evapotranspirasi tanaman (ETc) umumnya digunakan untuk

perencanaan irigasi. Tidak seperti ETo yang nilainya relatif konstan, nilai ETc

berubah-ubah menurut umur atau fase perkembangan tanaman. Dalam

perencanaan irigasi, ETc dianggap merupakan kebutuhan air optimum tanaman

yang didekati dari (Handoko, 1995) :

Dimana,

kc = koefisien tanaman yang tergantung umur atau fase perkembangan tanaman.

2.3. Sifat Fisik Tanah

Sifat-sifat fisik tanah tergantung pada jumlah, ukuran, bentuk, susunan dan komposisi mineral dari partikel-partikel tanah; macam dan jumlah bahan organik, volume dan bentuk pori-porinya serta perbandingan air dan udara menempati pori-pori pada waktu tertentu (Hakim dkk., 1986).

A. Tekstur

Tekstur tanah merupakan salah satu sifat tanah yang sangat menentukan

kemampuan tanah untuk menunjang pertumbuhan tanaman (Islami dan Utomo, 1995). Tekstur tanah ialah perbandingan relatif (dalam persen) fraksi-fraksi pasir, debu, dan liat. Tekstur tanah penting kita ketahui karena komponen ketiga fraksi butir-butir tanah tersebut akan menentukan sifat-sifat fisika, fisika-kimia, dan kimia tanah (Hakim dkk., 1986). Menurut sistem USDA liat berukuran

(diameter) < 0,002 mm, debu berdiameter 0,002-0,05 mm, dan pasir berdiameter 0,05-2 mm (Arsyad, 2010).

B. Struktur

Struktur tanah adalah penyusun (arrangement) partikel-partikel tanah primer seperti pasir, debu, dan liat membentuk agregat-agregat yang satu agregat dengan lainnya dibatasi oleh bidang bedah alami yang lemah. Struktur dapat

memodifikasikan pengaruh tekstur dalam hubungannya dengan kelembaban, porositas, tersedianya unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pertumbuhan akar (Hakim dkk., 1986).

C. Porositas

Porositas tanah adalah kemampuan tanah dalam menyerap air (Asdak, 1995). Di dalam tanah terdapat sejumlah ruang pori-pori. Ruang pori-pori ini penting karena ruang-ruang ini diisi oleh air dan udara. Air dan udara (gas-gas) juga bergerak melalui ruang pori-pori ini (Hakim dkk., 1986).

D. Berat Jenis Tanah (Bulk Density)

Berat jenis tanah adalah massa tanah kering yang mengisi ruangan di dalam lapisan tanah. Berat jenis tanah dengan demikian merupakan massa per satuan tanah kering. Volume tersebut dalam hal ini mewakili ruangan dalam tanah yang terisi oleh butir-butir tanah (Asdak, 1995).

BD =

(7)

2.4. Kadar Air Tanah

Sebagian besar air yang diperlukan oleh tumbuhan berasal dari tanah (disebut air tanah). Air ini harus tersedia pada saat tumbuhan memerlukannya. Kebutuhan air setiap tumbuhan berbeda. Air diperlukan oleh tumbuhan untuk memenuhi

asimilasi untuk pembentukan karbohidrat, serta untuk mengangkut hasil-hasil fotosintesisnya keseluruh jaringan tumbuhan (Hakim dkk., 1986).

Di dalam tanah, air berada di dalam ruang pori di antara padatan tanah. Jika tanah dalam keadaan jenuh air, semua ruang pori tanah terisi oleh air. Dalam keadaan ini jumlah air yang disimpan di dalam tanah jadi merupakan jumlah air

maksimum disebut Kapasitas Penyimpanan Air Maksimum. Selanjutnya, jika tanah kita biarkan mengalami pengeringan, sebagian ruang pori akan terisi oleh udara dan sebagian lainnya terisi air. Cara yang paling sederhana untuk

menentukan kandungan air tanah adalah dengan menimbang sejumlah contoh tanah (biasanya sekitar 10-20 g) dalam keadaan lembab atau basah (Tb) kemudian contoh tanah tersebut dikeringkan dalam oven pada suhu 105° selama 4-24 jam. Selanjutnya tanah kering ditimbang (Tk), dan kandungan air massa (W) diperoleh dengan :

(8) Cara penentuan kandungan air semacam ini disebut cara gravimetri dan

merupakan cara penentuan secara langsung. Kandungan air volume (θ) pada

umumnya tidak ditentukan secara langsung, tetapi dihitung dari kandungan air massa (W) dengan persamaan (Islami dan Utomo, 1995) :

⁄ (9)

Dengan,

ρb = bobot volume tanah (Mgm-3

)

ρc = berat jenis cairan tanah, biasanya digunakan nilai 1 Mgm-3

2.5. Hubungan Air, Tanah, dan Tanaman

Untuk dapat tumbuh baik dan berproduksi tinggi tanaman tidak hanya

membutuhkan hara yang cukup dan seimbang, tetapi juga memerlukan lingkungan fisik tanah yang cocok supaya akar tanaman dapat berkembang dengan bebas, proses-proses fisiologi bagian tanaman yang berada di dalam tanah dapat berlangsung dengan baik dan tanaman berdiri tegak, tidak mudah rebah (Islami dan Utomo, 1995).

Mulsa mengurangi erosi dengan cara meredam energi hujan yang jatuh sehingga tidak merusak struktur tanah, mengurangi kecepatan dan jumlah aliran permukaan sehingga mengurangi daya kuras aliran permukaan. Mulsa juga mengurangi penguapan air dari tanah sehingga meningkatkan kandungan air tanah. Selain dari sisa-sisa tumbuhan, bahan lain seperti plastic, batu, dan pasir dapat digunakan sebagai mulsa (Arsyad, 2010).

Karena air yang diabsorpsi oleh tumbuhan dari tanah tidak mengalir secara bebas, melainkan berdifusi lambat ke dalam akar tumbuhan melalui proses osmosis maka diperlukan area kontak yang luas antara akar tumbuhan dengan partikel tanah (Hakim dkk., 1986). Dalam membicarakan air tanah, sering kali orang menghubungkannya dengan kemampuan tanaman untuk menghisap

(mengabsorpsi) air. Unuk ini dikenal istilah kapasitas lapang (Field Capacity) dan titik layu (Wilting Point). Disamping itu dikenal juga istilah kapasitas penyimpanan air, KPA, (Water Holding Capacity) (Islami dan Utomo, 1995).

Kapasitas penyimpanan air (KPA) adalah jumlah air maksimum yang dapat disimpan oleh suatu tanah. Keadaan ini dapat tercapai jika memberi air pada tanah sampai terjadi kelebihan air setelah itu kelebihan airnya dibuang. Jadi pada keadaan ini semua rongga pori terisi air. Setelah semua pori terisi udara (tercapai kapasitas penyimpanan air maksimum), pemberian air dihentikan. Karena adanya gaya gravitasi, gerakan air tanah tetap berlangsung. Gerakan ini makin lama makin lambat, dan setelah ± 2-3 hari gerakan tersebut praktis berhenti. Pada keadaan ini air tanah dalam keadaan kapasitas lapang. Jika proses kehilangan air dibiarkan terus berlangsung pada suatu saat kandungan air tanah sedemikian rendahnya sehingga energi potensialnya sangat tinggi dan mengakibatkan tanaman tidak mempu menggunakan air tanah tersebut. Hal ini ditandai dengan layunya tanaman terus menerus. Oleh karena itu keadaan air tanah pada keadaan ini disebut titik layu permanen (Permanen Wilting Point). Air tanah yang berada diantara kapasitas lapang dan titik layu merupakan air yang dapat digunakan oleh tanaman, oleh karena itu disebut air tersedia (Available Water) (Islami dan Utomo, 1995).

Tabel 1. Penjelasan Sifat Fisik Tanah

Tekstur Tanah

Kapasitas Lapang (FC)

(% by vol)

Titik Layu Permanen (PWP) (% by vol)

Jumlah Air Tersedia

Persen Volum (v)

AW= (0,10)(θc) (mm/cm)

AW=(0,12)(θc)

(in/ft)

Pasir 15

(10-20) 7 (3-10) 8 (6-10) 0,8 (0,7-1,0) 1,0 (0,8-1,2) Lempung Berpasir 21 (15-27) 9 (6-12) 12 (9-15) 1,2 (0,9-1,5) 1,4 (1,1-1,8)

Lempung 31

(25-36) 14 (11-17) 17 (14-20) 1,7 (1,4-1,9) 2,0 (1,7-2,3) Lempung Berliat 36 (31-42) 18 (15-20) 18 (16-22) 1,9 (1,7-2,2) 2,3 (2,0-2,6) Liat Berdebu 40

(35-46) 20 (17-22) 20 (18-23) 2,1 (1,8-2,3) 2,5 (2,2-2,8)

Liat 44

(39-49) 21 (19-24) 23 (20-25) 2,3 (2,0-2,5) 2,7 (2,4-3,0) Sumber : James, 1993

Ada dua fenomena penting yang memungkinkan tumbuhan dapat mengambil sejumlah air yang banyak dan teratur, yaitu:

1. Pergerakan kapiler air tanah ke perakaran.

Pergerakan kapiler ini hanya mencapai jarak beberapa centimeter saja

dibandingkan dengan kecepatan suplisi air yang diperlukan oleh tumbuhan. Ini tidak berarti bahwa gerakan kapiler tidak penting dalam penyediaan air bagi tumbuhan. Karena akar mengabsorbsikan air maka gerakan kapiler

bagaimanapun lambatnya adalah penting dalam penyediaan air bagi tumbuhan.

2. Pertumbuhan akar kearah tanah yang lembab.

Selama periode pertumbuhan tertentu, akar sering memanjang begitu cepat sehingga kontak baru dengan partikel tanah selalu tercipta walaupun suplai air cepat menurun dan tanpa bantuan air kapiler. Perpanjangan akar begitu cepat sehingga secara praktis dapat memenuhi kebutuhan air bagi tumbuhan

Dimana,

kc = koefisien tanaman yang tergantung umur atau fase perkembangan tanaman.

2.3. Sifat Fisik Tanah

Sifat-sifat fisik tanah tergantung pada jumlah, ukuran, bentuk, susunan dan komposisi mineral dari partikel-partikel tanah; macam dan jumlah bahan organik, volume dan bentuk pori-porinya serta perbandingan air dan udara menempati pori-pori pada waktu tertentu (Hakim dkk., 1986).

A. Tekstur

Tekstur tanah merupakan salah satu sifat tanah yang sangat menentukan

kemampuan tanah untuk menunjang pertumbuhan tanaman (Islami dan Utomo, 1995). Tekstur tanah ialah perbandingan relatif (dalam persen) fraksi-fraksi pasir, debu, dan liat. Tekstur tanah penting kita ketahui karena komponen ketiga fraksi butir-butir tanah tersebut akan menentukan sifat-sifat fisika, fisika-kimia, dan kimia tanah (Hakim dkk., 1986). Menurut sistem USDA liat berukuran

(diameter) < 0,002 mm, debu berdiameter 0,002-0,05 mm, dan pasir berdiameter 0,05-2 mm (Arsyad, 2010).

B. Struktur

Struktur tanah adalah penyusun (arrangement) partikel-partikel tanah primer seperti pasir, debu, dan liat membentuk agregat-agregat yang satu agregat dengan lainnya dibatasi oleh bidang bedah alami yang lemah. Struktur dapat

memodifikasikan pengaruh tekstur dalam hubungannya dengan kelembaban, porositas, tersedianya unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pertumbuhan akar (Hakim dkk., 1986).

C. Porositas

Porositas tanah adalah kemampuan tanah dalam menyerap air (Asdak, 1995). Di dalam tanah terdapat sejumlah ruang pori-pori. Ruang pori-pori ini penting karena ruang-ruang ini diisi oleh air dan udara. Air dan udara (gas-gas) juga bergerak melalui ruang pori-pori ini (Hakim dkk., 1986).

D. Berat Jenis Tanah (Bulk Density)

Berat jenis tanah adalah massa tanah kering yang mengisi ruangan di dalam lapisan tanah. Berat jenis tanah dengan demikian merupakan massa per satuan tanah kering. Volume tersebut dalam hal ini mewakili ruangan dalam tanah yang terisi oleh butir-butir tanah (Asdak, 1995).

BD =

(7)

2.4. Kadar Air Tanah

Sebagian besar air yang diperlukan oleh tumbuhan berasal dari tanah (disebut air tanah). Air ini harus tersedia pada saat tumbuhan memerlukannya. Kebutuhan air setiap tumbuhan berbeda. Air diperlukan oleh tumbuhan untuk memenuhi

asimilasi untuk pembentukan karbohidrat, serta untuk mengangkut hasil-hasil fotosintesisnya keseluruh jaringan tumbuhan (Hakim dkk., 1986).

Di dalam tanah, air berada di dalam ruang pori di antara padatan tanah. Jika tanah dalam keadaan jenuh air, semua ruang pori tanah terisi oleh air. Dalam keadaan ini jumlah air yang disimpan di dalam tanah jadi merupakan jumlah air

maksimum disebut Kapasitas Penyimpanan Air Maksimum. Selanjutnya, jika tanah kita biarkan mengalami pengeringan, sebagian ruang pori akan terisi oleh udara dan sebagian lainnya terisi air. Cara yang paling sederhana untuk

menentukan kandungan air tanah adalah dengan menimbang sejumlah contoh tanah (biasanya sekitar 10-20 g) dalam keadaan lembab atau basah (Tb) kemudian contoh tanah tersebut dikeringkan dalam oven pada suhu 105° selama 4-24 jam. Selanjutnya tanah kering ditimbang (Tk), dan kandungan air massa (W) diperoleh dengan :

(8)

Cara penentuan kandungan air semacam ini disebut cara gravimetri dan merupakan cara penentuan secara langsung. Kandungan air volume (θ) pada umumnya tidak ditentukan secara langsung, tetapi dihitung dari kandungan air massa (W) dengan persamaan (Islami dan Utomo, 1995) :

⁄ (9)

Dengan,

ρb = bobot volume tanah (Mgm-3

)

ρc = berat jenis cairan tanah, biasanya digunakan nilai 1 Mgm-3

2.5. Hubungan Air, Tanah, dan Tanaman

Untuk dapat tumbuh baik dan berproduksi tinggi tanaman tidak hanya

membutuhkan hara yang cukup dan seimbang, tetapi juga memerlukan lingkungan fisik tanah yang cocok supaya akar tanaman dapat berkembang dengan bebas, proses-proses fisiologi bagian tanaman yang berada di dalam tanah dapat berlangsung dengan baik dan tanaman berdiri tegak, tidak mudah rebah (Islami dan Utomo, 1995).

Mulsa mengurangi erosi dengan cara meredam energi hujan yang jatuh sehingga tidak merusak struktur tanah, mengurangi kecepatan dan jumlah aliran permukaan sehingga mengurangi daya kuras aliran permukaan. Mulsa juga mengurangi penguapan air dari tanah sehingga meningkatkan kandungan air tanah. Selain dari sisa-sisa tumbuhan, bahan lain seperti plastic, batu, dan pasir dapat digunakan sebagai mulsa (Arsyad, 2010).

Karena air yang diabsorpsi oleh tumbuhan dari tanah tidak mengalir secara bebas, melainkan berdifusi lambat ke dalam akar tumbuhan melalui proses osmosis maka diperlukan area kontak yang luas antara akar tumbuhan dengan partikel tanah (Hakim dkk., 1986). Dalam membicarakan air tanah, sering kali orang menghubungkannya dengan kemampuan tanaman untuk menghisap

(mengabsorpsi) air. Unuk ini dikenal istilah kapasitas lapang (Field Capacity) dan titik layu (Wilting Point). Disamping itu dikenal juga istilah kapasitas penyimpanan air, KPA, (Water Holding Capacity) (Islami dan Utomo, 1995).

Kapasitas penyimpanan air (KPA) adalah jumlah air maksimum yang dapat disimpan oleh suatu tanah. Keadaan ini dapat tercapai jika memberi air pada tanah sampai terjadi kelebihan air setelah itu kelebihan airnya dibuang. Jadi pada keadaan ini semua rongga pori terisi air. Setelah semua pori terisi udara (tercapai kapasitas penyimpanan air maksimum), pemberian air dihentikan. Karena adanya gaya gravitasi, gerakan air tanah tetap berlangsung. Gerakan ini makin lama makin lambat, dan setelah ± 2-3 hari gerakan tersebut praktis berhenti. Pada keadaan ini air tanah dalam keadaan kapasitas lapang. Jika proses kehilangan air dibiarkan terus berlangsung pada suatu saat kandungan air tanah sedemikian rendahnya sehingga energi potensialnya sangat tinggi dan mengakibatkan tanaman tidak mempu menggunakan air tanah tersebut. Hal ini ditandai dengan layunya tanaman terus menerus. Oleh karena itu keadaan air tanah pada keadaan ini disebut titik layu permanen (Permanen Wilting Point). Air tanah yang berada diantara kapasitas lapang dan titik layu merupakan air yang dapat digunakan oleh tanaman, oleh karena itu disebut air tersedia (Available Water) (Islami dan Utomo, 1995).

Tabel 1. Penjelasan Sifat Fisik Tanah

Tekstur Tanah

Kapasitas Lapang (FC)

(% by vol)

Titik Layu Permanen (PWP) (% by vol)

Jumlah Air Tersedia

Persen Volum (v)

AW= (0,10)(θc)

(mm/cm)

AW=(0,12)(θc)

(in/ft)

Pasir 15

(10-20) 7 (3-10) 8 (6-10) 0,8 (0,7-1,0) 1,0 (0,8-1,2) Lempung Berpasir 21 (15-27) 9 (6-12) 12 (9-15) 1,2 (0,9-1,5) 1,4 (1,1-1,8)

Lempung 31

(25-36) 14 (11-17) 17 (14-20) 1,7 (1,4-1,9) 2,0 (1,7-2,3) Lempung Berliat 36 (31-42) 18 (15-20) 18 (16-22) 1,9 (1,7-2,2) 2,3 (2,0-2,6)

Liat Berdebu 40

(35-46) 20 (17-22) 20 (18-23) 2,1 (1,8-2,3) 2,5 (2,2-2,8)

Liat 44

(39-49) 21 (19-24) 23 (20-25) 2,3 (2,0-2,5) 2,7 (2,4-3,0) Sumber : James, 1993

Ada dua fenomena penting yang memungkinkan tumbuhan dapat mengambil sejumlah air yang banyak dan teratur, yaitu:

1. Pergerakan kapiler air tanah ke perakaran.

Pergerakan kapiler ini hanya mencapai jarak beberapa centimeter saja

dibandingkan dengan kecepatan suplisi air yang diperlukan oleh tumbuhan. Ini tidak berarti bahwa gerakan kapiler tidak penting dalam penyediaan air bagi tumbuhan. Karena akar mengabsorbsikan air maka gerakan kapiler

bagaimanapun lambatnya adalah penting dalam penyediaan air bagi tumbuhan.

2. Pertumbuhan akar kearah tanah yang lembab.

Selama periode pertumbuhan tertentu, akar sering memanjang begitu cepat sehingga kontak baru dengan partikel tanah selalu tercipta walaupun suplai air cepat menurun dan tanpa bantuan air kapiler. Perpanjangan akar begitu cepat sehingga secara praktis dapat memenuhi kebutuhan air bagi tumbuhan