UJI KINERJA DAN ANALISIS KELAYAKAN APLIKASI POMPA AIR BERBAHAN BAKAR GAS PADA SISTEM IRIGASI CURAH (SPRINKLER) TANAMAN PAKCOY (Brassica juncea L.)
ABSTRAK
UJI KINERJA DAN ANALISIS KELAYAKAN APLIKASI POMPA AIR
BERBAHAN BAKAR GAS PADA SISTEM IRIGASI CURAH
(SPRINKLER) TANAMAN PAKCOY (Brassica juncea L.)
Oleh
MUKHLIS TRI HANDOKO
Penggunaan bensin sebagai bahan bakar tentunya akan menambah biaya
produksi petani, karena harga bahan bakar bensin semakin mahal dan produksinya
yang terus menurun. Petani harus memilih bahan bakar alternatif yang lebih
murah untuk pengoperasian tenaga penggerak pompa air untuk menekan biaya
produksi. Tujuan dari penelitian ini adalah menguji performansi keseragaman
curahan, keseragaman distribusi, dan laju aplikasi irigasi sprinkler Portable
dengan pompa berbahan bakar gas, dan menganalisa kelayakan bahan bakar gas
sebagai pengganti bensin untuk pompa irigasi sprinkler.
Penelitian dilakukan di desa Marga Agung, Kecamatan Jati Agung,
Lampung Selatan pada bulan Mei-Juni 2015. Tenaga penggerak pompa untuk
irigasi sprinkler dimodifikasi pada bagian karburator (sistem bahan bakar).
Karburator pada mesin pompa digantikan dengan leher karburator universal.
Kemudian dilakukan analisis sifat fisik tanah pada lahan penelitian. Uji
performansi sitem irigasi dilakukan dengan metode singge head nozzle sprinkler.
Sistem irigasi sprinkler portable pompa berbahan bakar gas ini diaplikasikan pada
tanaman pakcoy dengan satu pipa lateral. Penyiraman pada tanaman dilakukan
berdasarkan kadar air tanah pada lahan yang terukur melalui soil moistire meter.
Rata-rata konsumsi bahan bakar gas perjam sebesar 0,51 kg, dengan total
penggunaan bahan bakar selama budidaya sebanyak 4,6 kg. Pengukuran nilai
keseragaman curahan diperoleh rata-rata sebesar 52,6%, sedangkan untuk nilai
keseragaman distribusi rata-rata sebesar 41,2%.
Pengujian keseragaman dilakukan dengan menggunakan metode singgle
head nozzle sprinkler, sehingga penyebaran keseragaman curahan kurang merata.
Berdasarkan segitiga tekstur tanah (USDA), lahan pada tempat penelitian
bertekstur lempung berpasir.
Budidaya pakcoy menggunakan irigasi sprinkler portable dengan pompa
berbahan bakar gas pada luasan lahan 400 m2 layak untuk dilanjutkan, dan
diapikasikan oleh petani karena nilai R/C rasio sebesar 1,4 (R/C rasio >l), serta
biaya irigasi yang dikeluarkan sebanyak Rp.900,-/m3 air irigasi lebih murah
dibandingkan biaya air dari PDAM Way Rilau Bandar Lampung yakni sebesar
Rp3.500,-/m3 air.
Kata kunci: modifikasi, gas LPG, sprinkler portable, uji performansi
ABSTRACT
PERFORMANCE TEST AND ANALYSIS OF APPLICATION WATER
PUMP WITH GAS FUEL IN SPRINKLER IRRIGATION SYSTEM
PAKCOY PLANT (Brassica juncea L.)
By
MUKHLIS TRI HANDOKO
The use of gasoline as fuel would surely increase production costs,
because the price of fuel becomes more expensive whilst gasoline production are
continuing to decrease. Farmers must choose alternative fuel cheaper to operate
propulsion water pumps to reducing production cost. The purpose of this research
was to test performance of the coefficient of uniformity, distribution uniformity,
and application rate of sprinkler irrigation with gas fuel pumps, and to analyze the
feasibility of the fuel gas as a replacement fuel for sprinkler irrigation pumps.
The research was conducted in Marga Agung village, Jati Agung subdistrict, South Lampung in May-June 2015. Propulsion pump for irrigation
sprinkler modified on the carburettor (fuel system). Carburetor in the engine
pumps were replaced with universal carburetor throat. Then analyzes the physical
properties of the soil in the research area. Irrigation system performance test was
conducted using a single head nozzle sprinkler method. Portable Sprinkler
irrigation systems with gas fuel pump was applied to the plant pakcoy with a
lateral pipe. Sprinkling the plants based on soil moisture content in the soil
measured through soil moisture tester.
The average fuel consumption by 0.51 kg of gas per hour, with total fuel
used for the cultivation by 4.6 kg. Measurement value of the coeffisient of
uniformity flow obtained an average by 52,6%, while the value of distribution
uniformity on average by 41.2%.
Uniformity testing performed using a single head nozzle sprinkler, so that
the uniformity of flow less evenly spread. Based on the soil texture triangle
(USDA), land in the research area had sandy loam texture.
Cultivation pakcoy using sprinkler irrigation portable with gas fuel pumps
at 400m2 land area deserves to be continued, and applied by farmers because the
value of R/C ratio was 1.4 (R/C ratio> l), as well as irrigation costs incurred
Rp.900,-/m3 of irrigation water is cheaper than the cost of water from the Class
IV of PDAM Way Rilau bandar Lampung, amounting Rp3.500,-/m3 water.
Key word : modification, LPG gas, portable sprinkler, performance tes
UJI KINERJA DAN ANALISIS KELAYAKAN APLIKASI POMPA AIR
BERBAHAN BAKAR GAS PADA SISTEM IRIGASI CURAH
(SPRINKLER) TANAMAN PAKCOY (Brassica juncea L.)
Oleh
MUKHLIS TRI HANDOKO
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
2015
“Kupersembahkan karya kecil ini untuk Ayah, Ibu, dan Kedua
Kakakku dan saudara kembarku yang selalu memberikan
dukungan, doa, serta kasih sayang yang tiada hentinya”
Serta
“Kepada Almamater Tercinta”
Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
2010
SANWACANA
Puji syukur kehadirat Alloh S.W.T. karena atas Rahmad dan Kuasa -Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan tugas akhir (skripsi) ini dengan baik.
Skripsi yang berjudul “Uji Kinerja dan Analisis Kelayakan Aplikasi Pompa
Air Berbahan Bakar Gas pada Sistem Irigasi Curah (Sprinkler) Tanaman
Pakcoy (Brassica juncea L.)” merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknologi Pertanian (S.TP.) di Jurusan Teknik Pertanian Fakultas
Pertanian Universitas Lampung. Pada kesempatan kali ini penulis mengucapkan
terimakasih kepada :
1.
Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P. selaku ketua jurusan teknik pertanian yang
telah memberikan arahan;
2.
Ahmad Tusi S.TP., M.Si. selaku pembimbing pertama yang telah
memberikan bimbingan dan saran serta kesabaran sehingga terselesaikannya
skripsi ini;
3.
Dr. Ir. Ridwan Zahab, M.S. selaku pembimbing kedua sekaligus
pembimbing akademik yang telah memberikan berbagai masukan dan
bimbingannya dalam penyelesaian skripsi ini;
4.
Ir. Oktafri, M.Si. selaku pembahas yang telah memberikan saran dan
masukan sebagai perbaikan selama penyusunan skripsi ini;
5.
Prof. Dr. Ir. Wan Abbas Zakaria, M.S. selaku dekan Fakultas Pertanian yang
telah membantu dalam administrasi skripsi ini;
6.
Seluruh Dosen serta Staff Jurusan Teknik Pertanian;
7.
Orang tua ku tercinta, Ibu dan Bapak serta Kakak-kakakku dan Saudara
Kembarku yang tidak henti-hentinya memberikan dukungan baik moril
maupun materil serta kasih sayang sehingga menjadi sumber penyemangat
dalam penyusunan skripsi ini;
8.
Keluarga besar Persatuan Mahasiswa Teknik Pertanian (PERMATEP)
Unila;
9.
Teman-teman keluarga besar TEP ’10 yang sangat saya banggakan, terima
kasih atas keceriaan dan doanya;
10.
Teman-teman yang telah membantu penelitian saya selama 3 bulan; Ardi,
Okta, Fadli, Ikhwan, Muammar, Kiki, Suhar, Anwar, Ketut, serta temanteman yang lain yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu;
11.
Keluarga besar Jokam Rajabasa, terimakasih atas dukungan, do’a, semangat,
dan kekeluargaan yang telah diberikan.
Penyusun menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena
itu dengan segala kerendahan hati penulis harapkan saran dan kritik yang sifatnya
membangun kearah perbaikan. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini
dapat bermanfaat untuk kita semua.
Bandar Lampung, 1 Desember 2015
Penulis,
Mukhlis Tri Handoko
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ........................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv
I
PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ................................................................................................1
1.2. Tujuan .............................................................................................................3
1.3. Manfaat Penelitian ..........................................................................................4
II
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ 5
2.1. Kebutuhan Air Irigasi .....................................................................................5
2.1.1. Tekstur Tanah .....................................................................................5
2.1.2. Kadar Air Tanah .................................................................................6
2.1.3. Air Tanah Tersedia .............................................................................6
2.1.4. Fraksi Penipisan Air Tanah Tersedia ..................................................8
2.1.5. Kandungan Air Tanah Kritis (θc) ......................................................10
2.1.6. Evapotranspirasi................................................................................11
2.1.7. Infiltrasi .............................................................................................11
2.2. Irigasi ............................................................................................................12
2.3. Tanaman Pakcoy...........................................................................................18
2.3.1. Morfologi Pakcoy (Brassica rapa L.)...............................................18
2.3.2. Syarat Tumbuh ..................................................................................19
2.3.3. Manfaat dan Kandungan Tanaman Pakcoy ......................................20
2.4. Analisis Biaya Usahatani ..............................................................................21
2.4.1. Analisis Penerimaan Budidaya .........................................................22
2.4.2. Analisis Pendapatan Usahatani .........................................................22
2.5. Analisis Kelayakan Usahatani ......................................................................22
III
METODOLOGI PENELITIAN .................................................................. 24
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................................24
3.2. Alat Dan Bahan Penelitian...........................................................................24
3.3. Metode Penelitian ........................................................................................25
3.3.1. Modifikasi Tenaga Penggerak Pompa ................................................25
3.3.2. Analisis Sifat Fisik Tanah. ..................................................................27
3.3.3. Pengukuran Laju Infiltrasi ..................................................................28
3.3.4. Desain Tata Letak Perpipaan Irigasi Sprinkler Portable ..................29
3.3.5. Penyiapan Lahan ...............................................................................30
3.3.6. Aplikasi Pemberian Air ....................................................................32
3.3.7. Variabel Pengamatan ........................................................................32
IV
HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 36
4.1. Kondisi Lahan Penelitian ..............................................................................36
4.2. Modifikasi Tenaga Penggerak ......................................................................37
4.3. Irigasi Sprinkler ............................................................................................39
4.4. Budidaya Tanaman Pakcoy ..........................................................................42
4.4.1. Pengolahan lahan ..............................................................................42
4.4.2. Penyemaian dan pindah tanam .........................................................43
4.4.3. Pemupukan........................................................................................44
4.4.4. Pemeliharaan .....................................................................................45
4.4.5. Pertumbuhan Tanaman Pakcoy ........................................................46
4.4.6. Kebutuhan Air Irigasi Tanaman Pakcoy ...........................................48
4.4.7. Pemanenan ........................................................................................51
4.5. Kebutuhan Energi .........................................................................................52
4.6. Analisis Biaya ...............................................................................................54
V
SIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 56
5.1. Kesimpulan ...................................................................................................56
5.2. Saran .............................................................................................................57
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 58
LAMPIRAN .......................................................................................................... 60
DAFTAR TABEL
Nomor
Teks
Halaman
Tabel 1. Pengelompokan tanaman menurut penipisan air tanah (soil water
depletion) ................................................................................................ 9
Tabel 2. Besarnya fraksi (p) penipisan air tanah (soil water depletion) untuk
berbagai kelompok tanaman dan ETm ................................................. 10
Tabel 3. Nilai hasil uji kinerja irigasi single head nozzle sprinkler .................... 41
Tabel 4. Kebutuhan energi selama penanaman tanaman Pakcoy ....................... 53
Lampiran
Tabel 5. Hasil Analisis Tekstur Tanah. ............................................................... 61
Tabel 6. Data laju infiltrasi.................................................................................. 62
Tabel 7. Perhitungan laju infiltrasi ...................................................................... 62
Tabel 8. Kebutuhan air irigasi tanaman pakcoy .................................................. 63
Tabel 9. Kecepatan Angin dan Arah angin ......................................................... 65
Tabel 10. Pengukuran CU singgle sprinkler tekanan 1,5 bar Pengulangan 1 ....... 66
Tabel 11. Pengukuran CU singgle sprinkler tekanan 1,5 bar Pengulangan 2 ....... 69
Tabel 12. Pengukuran CU singgle sprinkler tekanan 1,5 bar Pengulangan 3. ...... 72
Tabel 13. Rincian biaya tetap produksi pakcoy dengan luas lahan 400m2 ........... 75
Tabel 14. Rincian biaya tidak tetap produksi pakcoy dengan luas lahan 400m2 .. 75
Tabel 15. Indeks Luas Daun.................................................................................. 76
Tabel 16. Pertumbuhan tinggi tanaman pakcoy selama masa tanam .................... 77
Tabel 17. Pertumbuhan jumlah daun selama masa tanam .................................... 78
Tabel 18. Rincian biaya modifikasi pompa........................................................... 79
Tabel 19. Rincian biaya instalasi irigasi Sprinkler................................................ 79
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Teks
Halaman
Gambar 1. Diagram Alir Modifikasi Tenaga Penggerak Pompa ........................ 25
Gambar 2. Desain modifikasi tenaga penggerak................................................. 26
Gambar 3. Tata letak (lay out) jaringan irigasi sprinkler portable ...................... 30
Gambar 4. Skema lahan penanaman tanaman Pakcoy ........................................ 30
Gambar 5. Tata letak penanaman bibit pakcoy ................................................... 31
Gambar 6. Plot sampel tanaman pakcoy ............................................................. 34
Gambar 7. Diagram alir pelaksanaan penelitian. ................................................ 35
Gambar 8. Segitiga Tekstur Tanah...................................................................... 37
Gambar 9. Rangkaian akhir modifikasi tenaga penggerak pompa. .................... 38
Gambar 10. Skema peletakan Catch-can .............................................................. 40
Gambar 11. Pengolahan lahan (pembajakan) dan pembuatan bedengan. ............. 42
Gambar 12. Bibit pada bak persemaian dan proses pindah tanam. ....................... 43
Gambar 13. Penyebaran pupuk dasar dan penyemprotan pupuk daun ................. 44
Gambar 14. Skema plot tanaman .......................................................................... 46
Gambar 15. Grafik tinggi tanaman pakcoy selama tiga minggu. .......................... 47
Gambar 16. Grafik jumlah daun............................................................................ 48
Gambar 17. Grafik curah hujan dan irigasi tanaman pakcoy bulan Juni .............. 49
Gambar 18. ETc kumulatif selama penanaman Pakcoy........................................ 51
Gambar 19. Grafik pemanenan pada setiap sampel .............................................. 51
Lampiran
Gambar 20. Leher karburator universal. ............................................................... 58
Gambar 21. Leher karburator dengan kran penutup ............................................. 59
Gambar 22. Rangkaian selang dengan stick kompor gas. ..................................... 59
Gambar 23. Rangkaian sambungan stick kompor dengan selang regulator. ........ 60
Gambar 24. Rangkaian akhir modifikasi mesin pompa. ....................................... 60
Gambar 25. Pengukuran tekstur tanah .................................................................. 61
Gambar 26. Pengukuran laju infiltrasi .................................................................. 80
Gambar 27. Pengukuran kadar air tanah ............................................................... 80
Gambar 28. Pengukuran debit sprinkler................................................................ 81
Gambar 29. Pengukuran tebal hujan ..................................................................... 81
Gambar 30. Pengukuran simpangan bola.............................................................. 82
Gambar 31. Pengisian kolam ................................................................................ 82
Gambar 32. Suplai air dari sumber air .................................................................. 83
Gambar 33. Pengukuran pertumbuhan tanaman ................................................... 83
Gambar 34. Pupuk daun ........................................................................................ 84
Gambar 35. Pestisida (Prevathon 50 SC).............................................................. 84
Gambar 36. Pengukur tekanan .............................................................................. 85
Gambar 37. Penyiraman ........................................................................................ 85
Gambar 38. Sprayer .............................................................................................. 86
Gambar 39. Pemasangan Ombrometer ................................................................. 86
Gambar 40. Tanaman tekena jamur ...................................................................... 87
Gambar 41. Pemanenan ........................................................................................ 87
I
1.1.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air merupakan unsur yang sangat penting bagi tanaman. Tanpa air
tanaman tidak dapat tumbuh secara optimal. Ketersediaan air yang cukup akan
membantu tanaman dalam menyerap unsur hara dari dalam tanah dan menjaga
kelembaban tanah untuk menunjang proses evaporasi dan transpirasi. Pemberian
air irigasi di areal pemanfaatan masih dijumpai kendala berupa tidak tersedianya
akses jaringan irigasi. Petani pada umumnya mengandalkan sumur bor dan sumur
gali untuk memenuhi kebutuhan air tanaman.
Pemanfaatan sumur bor dan sumur gali memerlukan biaya tambahan untuk
menunjang proses budidaya pertanian, seperti pembelian pompa dan jaringan
perpipaan. Selain itu, diperlukan biaya operasional pompa seperti bahan bakar,
tenaga operator, dan pelumas. Menurut Sungkono (31 tahun) petani semangka di
Desa Kali Pasir, Kecamatan Rumbia Lampung Tengah, pada musim kemarau
rata-rata petani harus menambah biaya operasional pompa irigasi selama masa
tanam semangka (dua bulan) sebanyak Rp 1.420.000. Biaya ini digunakan untuk
pembelian bahan bakar dan pelumas pompa (hasil wawancara tanggal 30 Januari
2015).
2
Pada umumnya untuk memenuhi kebutuhan air bagi tanaman, sistem
irigasi yang digunakan pada lahan budidaya petani adalah irigasi permukaan.
Permasalahan yang dijumpai dila pangan adalah banyaknya air yang terbuang
akibat kebocoran saluran, sehingga mengakibatkan efisiensi sistem irigasi
permukaan relatif rendah. Seperti yang dikemukakan Widiyono (2011),
kehilangan air di areal pemanfaatan terutama disebabkan oleh kebocoran
perpipaan dan perkolasi saat penyiraman. Lebih lanjut Hansen (1986),
mengemukakan apabila air irigasi diberikan dengan cara penggenangan, jumlah
air yang hilang akibat evaporasi dari permukaan tanah akan sangat besar tanpa
melalui akar, batang dan daun tanaman.
Pemenuhan kebutuhan air untuk meningkatkan produktifitas dapat
dilakukan dengan menggunakan irigasi sprinkler. Menurut Paskalis (2011),
penggunaan irigasi sprinkler lebih efisien dari pada irigasi permukaan. Hal ini
disebabkan penyiraman menggunakan sprinkler memerlukan waktu yang lebih
cepat dari pada irigasi permukaan. Prabowo (2004) juga mengemukakan bahwa
irigasi curah sangat potensial untuk diterapkan pada usaha tani lahan kering
dengan ketersediaan air yang terbatas.
Penggunaan irigasi sprinkler ini perlu adanya pompa air untuk
penyiraman. Pompa air yang biasa digunakan petani pada umumnya
menggunakan tenaga penggerak dengan bahan bakar berupa bensin. Penggunaan
bensin sebagai bahan bakar tentunya akan menambah biaya produksi petani,
karena harga bahan bakar bensin semakin mahal dan produksinya yang terus
menurun. Seperti yang dikemukakan oleh Zed (2014), selama periode sepuluh
tahun produksi minyak bumi indonesia menunjukan penurunan, misalnya pada
3
tahun 2003 produksi minyak bumi indonesia sebesar 419,26 juta barel sedangkan
pada tahun 2013 produksi minyak hanya berkisar 300,83 juta barel. Selain itu,
adanya kebijakan dari pemerintah untuk menghapus subsidi bahan bakar bensin.
Kebijakan tersebut tentunya akan semakin memberatkan petani. Oleh sebab itu
petani harus memilih bahan bakar alternatif yang lebih murah untuk
pengoperasian tenaga penggerak pompa air untuk menekan biaya produksi.
Misalnya adalah bahan bakar gas LPG
Gas LPG dapat digunakan sebagai alternatif bahan bakar untuk
pengoperasian pompa air dalam pemenuhan air irigasi. Selain itu gas LPG mudah
didapat dipasaran dan harganya yang masih sangat terjangkau oleh petani.
Oleh karena itu, untuk menekan biaya produksi dan meningkatkan
produktifitas lahan pertanian, maka perlu dilakukan kajian penelitiaan aplikasi
irigasi sprinkler dengan pompa berbahan bakar gas.
1.2.
Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah untuk :
1.
Menguji performansi keseragaman curahan, keseragaman distribusi, dan
laju aplikasi irigasi sprinkler Portable dengan pompa berbahan bakar gas.
2.
Menganalisa kelayakan bahan bakar gas sebagai pengganti bensin untuk
pompa irigasi sprinkler
4
1.3.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah memberikan pengetahuan kepada
masyarakat tentang penerapan teknologi irigasi sprinkler portable dengan
pompa berbahan bakar alternatif (Gas LPG).
II
2.1.
TINJAUAN PUSTAKA
Kebutuhan Air Irigasi
Kebutuhan air irigasi merupakan kebutuhan tanaman akan air untuk
melakukan proses metabolisme. Faktor-faktor yang mempengaruhi terhadap
kebutuhan air tanaman tersebut antara lain sebagai berikut:
2.1.1. Tekstur Tanah
Ukuran pertikel menentukan tekstur tanah. Menurut Hansen (1986),
partikel-partikel ini ukurannya berkisar antara kerikil halus sampai lumpur.
Partikel yan diameternya lebih besar dari 1,00 milimeter adalah kerikil, partikel
dari 0,05 sampai 1,00 mililmeter adalah pasir dan dari 0,002 sampai 0,05
milimeter adalah lempung (silt), dan yang lebih kecil dari 0,002 milimeter adalah
lumpur (clay).
Kebanyakan tanah tersusun dari campuran antara pasir, lempung dan
lumpur. Apabila partikel pasir mendominasi, maka tanah tersebut disebut pasir.
Jika partikel lumpur mendominasi, maka disebut lumpur. Lempung terletak
diantara pasir dan lumpur. Tanah liat (loam) adalah tanah yang bertekstur
6
menengah yang kira-kira mempunyaijumlah lumpur, lempung dan butir pasir
yang sama (Hansen, 1986).
2.1.2. Kadar Air Tanah
Kadar air merupakan jumlah air yang terkandung di dalam suatu benda,
seperti tanah (disebut juga kelembaban tanah), bebatuan, bahan pertanian, dan
sebagainya. Kadar air digunakan secara luas dalam bidang ilmiah dan teknik dan
diekspresikan dalam rasio, dari 0 (kering total) hingga nilai jenuh air di mana
semua pori terisi air. Nilai kadar air tanah dapat secara volumetrik ataupun
gravimetrik (massa), basis basah maupun basis kering.
2.1.3. Air Tanah Tersedia
Menurut Rosadi (2012), air tanah tersedia adalah air yang diikat oleh butirbutir tanah antara kapasitas lapang ( Field Capacity, Fc) dan titik layu permanen
(Permanent Wilting Point, Pwp). Air tanah tersedia sebenarnya dapat berada
dalam sebagian atau seluruh kisaran itu, tergantung pada sifat-sifat tanaman
(perakaran, kerapatan, kedalaman dan laju pertumbuhan) dan juga sangat
tergantung pada mikroklimat yang ada. Walaupun tanaman secara teoritis dapar
mengambil air dari tanah pada kandungan air diatas Pwp, laju transpirasi menurun
sejalan dengan menutupnya stomata sebagai respons terhadap penurunan
kandungan air tanah. Relatif kecilnya penurunan transpirasi aktual sehubungan
dengan pengurangan kandungan air tanah antara kapasitas lapang (Fc) dan
7
kandungan air tanah kritis (θc) menunjukan bahwa air lebih tersedia dan tanaman
memberikan hasil dan kualitas yang tinggi pada kisaran ini dari pada kandungan
air tanah antara θc dan Pwp (James, 1988).
Volume air antara Fc dan θc disebut air segera tersedia (Readily Avaliable
Water, RAW) sedangkan antara Fc dan Pwp disebut air tersedia (Avaliable Water,
AW).
Air tersedia menurut James (1988) dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan:
AW
= Drz (Fc – Pwp)/100............................... (1)
keterangan,
AW = Air tanah tersedia (cm)
Drz
= Kedalaman zona perakaran (cm)
Fc
= Field Capacity dalam % volume
Pwp = Permanent wilting point dalam % volume
Air tanah segera tersedia (Readily Avaliable Water, RAW) adalah air tanah
tersedia yang bisa dimanfaatkan oleh tanaman untuk memenuhi kebutuhan airnya
dan pertumbuhannya tidak terhambat. Artinya berapapun besarnya kebutuhan air
atau berapapun besarnya evapotranspirasi, semuanya bisa disuplai dari air segera
tersedia (RAW) tersebut. RAW menurut James (1988) dapat dihitung dengan
persamaan:
RAW = Drz (Fc – θc)/100........................(2)
Keterangan,
Drz
= Kedalaman zona perakaran (cm)
Fc
= Field Capacity dalam % volume
Θc
= kandungan air kritis dalam % volume.
James (1988), mengemukakan konsep defisiensi maksimum yang
dibolehkan (Maximum Allowable Deficiency, MAD) untuk menduga jumlah air
8
yang dapat digunakan tanpa pengaruh yang merugikan tanaman. MAD tersebut
dihitung dengan menggunakan persamaan:
MAD =
..................................(3)
Dimana,
MAD = Maximum allowable deficiency
RAW = Readily Avaliable Water
AW = Avaliable Water
2.1.4. Fraksi Penipisan Air Tanah Tersedia
Fraksi penipisan air tanah tersedia adalah bagian dari air tanah tersedia
pada saat evapotranspirasi tanaman aktual (ETa) sama dengan evapotranspirasi
maksimum (ETm) atau pada saat tanaman belum mengalami cekaman air (water
stress). Evapotranspirasi aktual (ETa) akan sama dengan evapotranspirasi
maksimum (ETm) bila air tanah tersedia bagi tanaman cukup, atau ETa=ETm.
Namun, ETa
UJI KINERJA DAN ANALISIS KELAYAKAN APLIKASI POMPA AIR
BERBAHAN BAKAR GAS PADA SISTEM IRIGASI CURAH
(SPRINKLER) TANAMAN PAKCOY (Brassica juncea L.)
Oleh
MUKHLIS TRI HANDOKO
Penggunaan bensin sebagai bahan bakar tentunya akan menambah biaya
produksi petani, karena harga bahan bakar bensin semakin mahal dan produksinya
yang terus menurun. Petani harus memilih bahan bakar alternatif yang lebih
murah untuk pengoperasian tenaga penggerak pompa air untuk menekan biaya
produksi. Tujuan dari penelitian ini adalah menguji performansi keseragaman
curahan, keseragaman distribusi, dan laju aplikasi irigasi sprinkler Portable
dengan pompa berbahan bakar gas, dan menganalisa kelayakan bahan bakar gas
sebagai pengganti bensin untuk pompa irigasi sprinkler.
Penelitian dilakukan di desa Marga Agung, Kecamatan Jati Agung,
Lampung Selatan pada bulan Mei-Juni 2015. Tenaga penggerak pompa untuk
irigasi sprinkler dimodifikasi pada bagian karburator (sistem bahan bakar).
Karburator pada mesin pompa digantikan dengan leher karburator universal.
Kemudian dilakukan analisis sifat fisik tanah pada lahan penelitian. Uji
performansi sitem irigasi dilakukan dengan metode singge head nozzle sprinkler.
Sistem irigasi sprinkler portable pompa berbahan bakar gas ini diaplikasikan pada
tanaman pakcoy dengan satu pipa lateral. Penyiraman pada tanaman dilakukan
berdasarkan kadar air tanah pada lahan yang terukur melalui soil moistire meter.
Rata-rata konsumsi bahan bakar gas perjam sebesar 0,51 kg, dengan total
penggunaan bahan bakar selama budidaya sebanyak 4,6 kg. Pengukuran nilai
keseragaman curahan diperoleh rata-rata sebesar 52,6%, sedangkan untuk nilai
keseragaman distribusi rata-rata sebesar 41,2%.
Pengujian keseragaman dilakukan dengan menggunakan metode singgle
head nozzle sprinkler, sehingga penyebaran keseragaman curahan kurang merata.
Berdasarkan segitiga tekstur tanah (USDA), lahan pada tempat penelitian
bertekstur lempung berpasir.
Budidaya pakcoy menggunakan irigasi sprinkler portable dengan pompa
berbahan bakar gas pada luasan lahan 400 m2 layak untuk dilanjutkan, dan
diapikasikan oleh petani karena nilai R/C rasio sebesar 1,4 (R/C rasio >l), serta
biaya irigasi yang dikeluarkan sebanyak Rp.900,-/m3 air irigasi lebih murah
dibandingkan biaya air dari PDAM Way Rilau Bandar Lampung yakni sebesar
Rp3.500,-/m3 air.
Kata kunci: modifikasi, gas LPG, sprinkler portable, uji performansi
ABSTRACT
PERFORMANCE TEST AND ANALYSIS OF APPLICATION WATER
PUMP WITH GAS FUEL IN SPRINKLER IRRIGATION SYSTEM
PAKCOY PLANT (Brassica juncea L.)
By
MUKHLIS TRI HANDOKO
The use of gasoline as fuel would surely increase production costs,
because the price of fuel becomes more expensive whilst gasoline production are
continuing to decrease. Farmers must choose alternative fuel cheaper to operate
propulsion water pumps to reducing production cost. The purpose of this research
was to test performance of the coefficient of uniformity, distribution uniformity,
and application rate of sprinkler irrigation with gas fuel pumps, and to analyze the
feasibility of the fuel gas as a replacement fuel for sprinkler irrigation pumps.
The research was conducted in Marga Agung village, Jati Agung subdistrict, South Lampung in May-June 2015. Propulsion pump for irrigation
sprinkler modified on the carburettor (fuel system). Carburetor in the engine
pumps were replaced with universal carburetor throat. Then analyzes the physical
properties of the soil in the research area. Irrigation system performance test was
conducted using a single head nozzle sprinkler method. Portable Sprinkler
irrigation systems with gas fuel pump was applied to the plant pakcoy with a
lateral pipe. Sprinkling the plants based on soil moisture content in the soil
measured through soil moisture tester.
The average fuel consumption by 0.51 kg of gas per hour, with total fuel
used for the cultivation by 4.6 kg. Measurement value of the coeffisient of
uniformity flow obtained an average by 52,6%, while the value of distribution
uniformity on average by 41.2%.
Uniformity testing performed using a single head nozzle sprinkler, so that
the uniformity of flow less evenly spread. Based on the soil texture triangle
(USDA), land in the research area had sandy loam texture.
Cultivation pakcoy using sprinkler irrigation portable with gas fuel pumps
at 400m2 land area deserves to be continued, and applied by farmers because the
value of R/C ratio was 1.4 (R/C ratio> l), as well as irrigation costs incurred
Rp.900,-/m3 of irrigation water is cheaper than the cost of water from the Class
IV of PDAM Way Rilau bandar Lampung, amounting Rp3.500,-/m3 water.
Key word : modification, LPG gas, portable sprinkler, performance tes
UJI KINERJA DAN ANALISIS KELAYAKAN APLIKASI POMPA AIR
BERBAHAN BAKAR GAS PADA SISTEM IRIGASI CURAH
(SPRINKLER) TANAMAN PAKCOY (Brassica juncea L.)
Oleh
MUKHLIS TRI HANDOKO
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
2015
“Kupersembahkan karya kecil ini untuk Ayah, Ibu, dan Kedua
Kakakku dan saudara kembarku yang selalu memberikan
dukungan, doa, serta kasih sayang yang tiada hentinya”
Serta
“Kepada Almamater Tercinta”
Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
2010
SANWACANA
Puji syukur kehadirat Alloh S.W.T. karena atas Rahmad dan Kuasa -Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan tugas akhir (skripsi) ini dengan baik.
Skripsi yang berjudul “Uji Kinerja dan Analisis Kelayakan Aplikasi Pompa
Air Berbahan Bakar Gas pada Sistem Irigasi Curah (Sprinkler) Tanaman
Pakcoy (Brassica juncea L.)” merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknologi Pertanian (S.TP.) di Jurusan Teknik Pertanian Fakultas
Pertanian Universitas Lampung. Pada kesempatan kali ini penulis mengucapkan
terimakasih kepada :
1.
Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P. selaku ketua jurusan teknik pertanian yang
telah memberikan arahan;
2.
Ahmad Tusi S.TP., M.Si. selaku pembimbing pertama yang telah
memberikan bimbingan dan saran serta kesabaran sehingga terselesaikannya
skripsi ini;
3.
Dr. Ir. Ridwan Zahab, M.S. selaku pembimbing kedua sekaligus
pembimbing akademik yang telah memberikan berbagai masukan dan
bimbingannya dalam penyelesaian skripsi ini;
4.
Ir. Oktafri, M.Si. selaku pembahas yang telah memberikan saran dan
masukan sebagai perbaikan selama penyusunan skripsi ini;
5.
Prof. Dr. Ir. Wan Abbas Zakaria, M.S. selaku dekan Fakultas Pertanian yang
telah membantu dalam administrasi skripsi ini;
6.
Seluruh Dosen serta Staff Jurusan Teknik Pertanian;
7.
Orang tua ku tercinta, Ibu dan Bapak serta Kakak-kakakku dan Saudara
Kembarku yang tidak henti-hentinya memberikan dukungan baik moril
maupun materil serta kasih sayang sehingga menjadi sumber penyemangat
dalam penyusunan skripsi ini;
8.
Keluarga besar Persatuan Mahasiswa Teknik Pertanian (PERMATEP)
Unila;
9.
Teman-teman keluarga besar TEP ’10 yang sangat saya banggakan, terima
kasih atas keceriaan dan doanya;
10.
Teman-teman yang telah membantu penelitian saya selama 3 bulan; Ardi,
Okta, Fadli, Ikhwan, Muammar, Kiki, Suhar, Anwar, Ketut, serta temanteman yang lain yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu;
11.
Keluarga besar Jokam Rajabasa, terimakasih atas dukungan, do’a, semangat,
dan kekeluargaan yang telah diberikan.
Penyusun menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena
itu dengan segala kerendahan hati penulis harapkan saran dan kritik yang sifatnya
membangun kearah perbaikan. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini
dapat bermanfaat untuk kita semua.
Bandar Lampung, 1 Desember 2015
Penulis,
Mukhlis Tri Handoko
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ........................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv
I
PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ................................................................................................1
1.2. Tujuan .............................................................................................................3
1.3. Manfaat Penelitian ..........................................................................................4
II
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ 5
2.1. Kebutuhan Air Irigasi .....................................................................................5
2.1.1. Tekstur Tanah .....................................................................................5
2.1.2. Kadar Air Tanah .................................................................................6
2.1.3. Air Tanah Tersedia .............................................................................6
2.1.4. Fraksi Penipisan Air Tanah Tersedia ..................................................8
2.1.5. Kandungan Air Tanah Kritis (θc) ......................................................10
2.1.6. Evapotranspirasi................................................................................11
2.1.7. Infiltrasi .............................................................................................11
2.2. Irigasi ............................................................................................................12
2.3. Tanaman Pakcoy...........................................................................................18
2.3.1. Morfologi Pakcoy (Brassica rapa L.)...............................................18
2.3.2. Syarat Tumbuh ..................................................................................19
2.3.3. Manfaat dan Kandungan Tanaman Pakcoy ......................................20
2.4. Analisis Biaya Usahatani ..............................................................................21
2.4.1. Analisis Penerimaan Budidaya .........................................................22
2.4.2. Analisis Pendapatan Usahatani .........................................................22
2.5. Analisis Kelayakan Usahatani ......................................................................22
III
METODOLOGI PENELITIAN .................................................................. 24
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................................24
3.2. Alat Dan Bahan Penelitian...........................................................................24
3.3. Metode Penelitian ........................................................................................25
3.3.1. Modifikasi Tenaga Penggerak Pompa ................................................25
3.3.2. Analisis Sifat Fisik Tanah. ..................................................................27
3.3.3. Pengukuran Laju Infiltrasi ..................................................................28
3.3.4. Desain Tata Letak Perpipaan Irigasi Sprinkler Portable ..................29
3.3.5. Penyiapan Lahan ...............................................................................30
3.3.6. Aplikasi Pemberian Air ....................................................................32
3.3.7. Variabel Pengamatan ........................................................................32
IV
HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 36
4.1. Kondisi Lahan Penelitian ..............................................................................36
4.2. Modifikasi Tenaga Penggerak ......................................................................37
4.3. Irigasi Sprinkler ............................................................................................39
4.4. Budidaya Tanaman Pakcoy ..........................................................................42
4.4.1. Pengolahan lahan ..............................................................................42
4.4.2. Penyemaian dan pindah tanam .........................................................43
4.4.3. Pemupukan........................................................................................44
4.4.4. Pemeliharaan .....................................................................................45
4.4.5. Pertumbuhan Tanaman Pakcoy ........................................................46
4.4.6. Kebutuhan Air Irigasi Tanaman Pakcoy ...........................................48
4.4.7. Pemanenan ........................................................................................51
4.5. Kebutuhan Energi .........................................................................................52
4.6. Analisis Biaya ...............................................................................................54
V
SIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 56
5.1. Kesimpulan ...................................................................................................56
5.2. Saran .............................................................................................................57
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 58
LAMPIRAN .......................................................................................................... 60
DAFTAR TABEL
Nomor
Teks
Halaman
Tabel 1. Pengelompokan tanaman menurut penipisan air tanah (soil water
depletion) ................................................................................................ 9
Tabel 2. Besarnya fraksi (p) penipisan air tanah (soil water depletion) untuk
berbagai kelompok tanaman dan ETm ................................................. 10
Tabel 3. Nilai hasil uji kinerja irigasi single head nozzle sprinkler .................... 41
Tabel 4. Kebutuhan energi selama penanaman tanaman Pakcoy ....................... 53
Lampiran
Tabel 5. Hasil Analisis Tekstur Tanah. ............................................................... 61
Tabel 6. Data laju infiltrasi.................................................................................. 62
Tabel 7. Perhitungan laju infiltrasi ...................................................................... 62
Tabel 8. Kebutuhan air irigasi tanaman pakcoy .................................................. 63
Tabel 9. Kecepatan Angin dan Arah angin ......................................................... 65
Tabel 10. Pengukuran CU singgle sprinkler tekanan 1,5 bar Pengulangan 1 ....... 66
Tabel 11. Pengukuran CU singgle sprinkler tekanan 1,5 bar Pengulangan 2 ....... 69
Tabel 12. Pengukuran CU singgle sprinkler tekanan 1,5 bar Pengulangan 3. ...... 72
Tabel 13. Rincian biaya tetap produksi pakcoy dengan luas lahan 400m2 ........... 75
Tabel 14. Rincian biaya tidak tetap produksi pakcoy dengan luas lahan 400m2 .. 75
Tabel 15. Indeks Luas Daun.................................................................................. 76
Tabel 16. Pertumbuhan tinggi tanaman pakcoy selama masa tanam .................... 77
Tabel 17. Pertumbuhan jumlah daun selama masa tanam .................................... 78
Tabel 18. Rincian biaya modifikasi pompa........................................................... 79
Tabel 19. Rincian biaya instalasi irigasi Sprinkler................................................ 79
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Teks
Halaman
Gambar 1. Diagram Alir Modifikasi Tenaga Penggerak Pompa ........................ 25
Gambar 2. Desain modifikasi tenaga penggerak................................................. 26
Gambar 3. Tata letak (lay out) jaringan irigasi sprinkler portable ...................... 30
Gambar 4. Skema lahan penanaman tanaman Pakcoy ........................................ 30
Gambar 5. Tata letak penanaman bibit pakcoy ................................................... 31
Gambar 6. Plot sampel tanaman pakcoy ............................................................. 34
Gambar 7. Diagram alir pelaksanaan penelitian. ................................................ 35
Gambar 8. Segitiga Tekstur Tanah...................................................................... 37
Gambar 9. Rangkaian akhir modifikasi tenaga penggerak pompa. .................... 38
Gambar 10. Skema peletakan Catch-can .............................................................. 40
Gambar 11. Pengolahan lahan (pembajakan) dan pembuatan bedengan. ............. 42
Gambar 12. Bibit pada bak persemaian dan proses pindah tanam. ....................... 43
Gambar 13. Penyebaran pupuk dasar dan penyemprotan pupuk daun ................. 44
Gambar 14. Skema plot tanaman .......................................................................... 46
Gambar 15. Grafik tinggi tanaman pakcoy selama tiga minggu. .......................... 47
Gambar 16. Grafik jumlah daun............................................................................ 48
Gambar 17. Grafik curah hujan dan irigasi tanaman pakcoy bulan Juni .............. 49
Gambar 18. ETc kumulatif selama penanaman Pakcoy........................................ 51
Gambar 19. Grafik pemanenan pada setiap sampel .............................................. 51
Lampiran
Gambar 20. Leher karburator universal. ............................................................... 58
Gambar 21. Leher karburator dengan kran penutup ............................................. 59
Gambar 22. Rangkaian selang dengan stick kompor gas. ..................................... 59
Gambar 23. Rangkaian sambungan stick kompor dengan selang regulator. ........ 60
Gambar 24. Rangkaian akhir modifikasi mesin pompa. ....................................... 60
Gambar 25. Pengukuran tekstur tanah .................................................................. 61
Gambar 26. Pengukuran laju infiltrasi .................................................................. 80
Gambar 27. Pengukuran kadar air tanah ............................................................... 80
Gambar 28. Pengukuran debit sprinkler................................................................ 81
Gambar 29. Pengukuran tebal hujan ..................................................................... 81
Gambar 30. Pengukuran simpangan bola.............................................................. 82
Gambar 31. Pengisian kolam ................................................................................ 82
Gambar 32. Suplai air dari sumber air .................................................................. 83
Gambar 33. Pengukuran pertumbuhan tanaman ................................................... 83
Gambar 34. Pupuk daun ........................................................................................ 84
Gambar 35. Pestisida (Prevathon 50 SC).............................................................. 84
Gambar 36. Pengukur tekanan .............................................................................. 85
Gambar 37. Penyiraman ........................................................................................ 85
Gambar 38. Sprayer .............................................................................................. 86
Gambar 39. Pemasangan Ombrometer ................................................................. 86
Gambar 40. Tanaman tekena jamur ...................................................................... 87
Gambar 41. Pemanenan ........................................................................................ 87
I
1.1.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air merupakan unsur yang sangat penting bagi tanaman. Tanpa air
tanaman tidak dapat tumbuh secara optimal. Ketersediaan air yang cukup akan
membantu tanaman dalam menyerap unsur hara dari dalam tanah dan menjaga
kelembaban tanah untuk menunjang proses evaporasi dan transpirasi. Pemberian
air irigasi di areal pemanfaatan masih dijumpai kendala berupa tidak tersedianya
akses jaringan irigasi. Petani pada umumnya mengandalkan sumur bor dan sumur
gali untuk memenuhi kebutuhan air tanaman.
Pemanfaatan sumur bor dan sumur gali memerlukan biaya tambahan untuk
menunjang proses budidaya pertanian, seperti pembelian pompa dan jaringan
perpipaan. Selain itu, diperlukan biaya operasional pompa seperti bahan bakar,
tenaga operator, dan pelumas. Menurut Sungkono (31 tahun) petani semangka di
Desa Kali Pasir, Kecamatan Rumbia Lampung Tengah, pada musim kemarau
rata-rata petani harus menambah biaya operasional pompa irigasi selama masa
tanam semangka (dua bulan) sebanyak Rp 1.420.000. Biaya ini digunakan untuk
pembelian bahan bakar dan pelumas pompa (hasil wawancara tanggal 30 Januari
2015).
2
Pada umumnya untuk memenuhi kebutuhan air bagi tanaman, sistem
irigasi yang digunakan pada lahan budidaya petani adalah irigasi permukaan.
Permasalahan yang dijumpai dila pangan adalah banyaknya air yang terbuang
akibat kebocoran saluran, sehingga mengakibatkan efisiensi sistem irigasi
permukaan relatif rendah. Seperti yang dikemukakan Widiyono (2011),
kehilangan air di areal pemanfaatan terutama disebabkan oleh kebocoran
perpipaan dan perkolasi saat penyiraman. Lebih lanjut Hansen (1986),
mengemukakan apabila air irigasi diberikan dengan cara penggenangan, jumlah
air yang hilang akibat evaporasi dari permukaan tanah akan sangat besar tanpa
melalui akar, batang dan daun tanaman.
Pemenuhan kebutuhan air untuk meningkatkan produktifitas dapat
dilakukan dengan menggunakan irigasi sprinkler. Menurut Paskalis (2011),
penggunaan irigasi sprinkler lebih efisien dari pada irigasi permukaan. Hal ini
disebabkan penyiraman menggunakan sprinkler memerlukan waktu yang lebih
cepat dari pada irigasi permukaan. Prabowo (2004) juga mengemukakan bahwa
irigasi curah sangat potensial untuk diterapkan pada usaha tani lahan kering
dengan ketersediaan air yang terbatas.
Penggunaan irigasi sprinkler ini perlu adanya pompa air untuk
penyiraman. Pompa air yang biasa digunakan petani pada umumnya
menggunakan tenaga penggerak dengan bahan bakar berupa bensin. Penggunaan
bensin sebagai bahan bakar tentunya akan menambah biaya produksi petani,
karena harga bahan bakar bensin semakin mahal dan produksinya yang terus
menurun. Seperti yang dikemukakan oleh Zed (2014), selama periode sepuluh
tahun produksi minyak bumi indonesia menunjukan penurunan, misalnya pada
3
tahun 2003 produksi minyak bumi indonesia sebesar 419,26 juta barel sedangkan
pada tahun 2013 produksi minyak hanya berkisar 300,83 juta barel. Selain itu,
adanya kebijakan dari pemerintah untuk menghapus subsidi bahan bakar bensin.
Kebijakan tersebut tentunya akan semakin memberatkan petani. Oleh sebab itu
petani harus memilih bahan bakar alternatif yang lebih murah untuk
pengoperasian tenaga penggerak pompa air untuk menekan biaya produksi.
Misalnya adalah bahan bakar gas LPG
Gas LPG dapat digunakan sebagai alternatif bahan bakar untuk
pengoperasian pompa air dalam pemenuhan air irigasi. Selain itu gas LPG mudah
didapat dipasaran dan harganya yang masih sangat terjangkau oleh petani.
Oleh karena itu, untuk menekan biaya produksi dan meningkatkan
produktifitas lahan pertanian, maka perlu dilakukan kajian penelitiaan aplikasi
irigasi sprinkler dengan pompa berbahan bakar gas.
1.2.
Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah untuk :
1.
Menguji performansi keseragaman curahan, keseragaman distribusi, dan
laju aplikasi irigasi sprinkler Portable dengan pompa berbahan bakar gas.
2.
Menganalisa kelayakan bahan bakar gas sebagai pengganti bensin untuk
pompa irigasi sprinkler
4
1.3.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah memberikan pengetahuan kepada
masyarakat tentang penerapan teknologi irigasi sprinkler portable dengan
pompa berbahan bakar alternatif (Gas LPG).
II
2.1.
TINJAUAN PUSTAKA
Kebutuhan Air Irigasi
Kebutuhan air irigasi merupakan kebutuhan tanaman akan air untuk
melakukan proses metabolisme. Faktor-faktor yang mempengaruhi terhadap
kebutuhan air tanaman tersebut antara lain sebagai berikut:
2.1.1. Tekstur Tanah
Ukuran pertikel menentukan tekstur tanah. Menurut Hansen (1986),
partikel-partikel ini ukurannya berkisar antara kerikil halus sampai lumpur.
Partikel yan diameternya lebih besar dari 1,00 milimeter adalah kerikil, partikel
dari 0,05 sampai 1,00 mililmeter adalah pasir dan dari 0,002 sampai 0,05
milimeter adalah lempung (silt), dan yang lebih kecil dari 0,002 milimeter adalah
lumpur (clay).
Kebanyakan tanah tersusun dari campuran antara pasir, lempung dan
lumpur. Apabila partikel pasir mendominasi, maka tanah tersebut disebut pasir.
Jika partikel lumpur mendominasi, maka disebut lumpur. Lempung terletak
diantara pasir dan lumpur. Tanah liat (loam) adalah tanah yang bertekstur
6
menengah yang kira-kira mempunyaijumlah lumpur, lempung dan butir pasir
yang sama (Hansen, 1986).
2.1.2. Kadar Air Tanah
Kadar air merupakan jumlah air yang terkandung di dalam suatu benda,
seperti tanah (disebut juga kelembaban tanah), bebatuan, bahan pertanian, dan
sebagainya. Kadar air digunakan secara luas dalam bidang ilmiah dan teknik dan
diekspresikan dalam rasio, dari 0 (kering total) hingga nilai jenuh air di mana
semua pori terisi air. Nilai kadar air tanah dapat secara volumetrik ataupun
gravimetrik (massa), basis basah maupun basis kering.
2.1.3. Air Tanah Tersedia
Menurut Rosadi (2012), air tanah tersedia adalah air yang diikat oleh butirbutir tanah antara kapasitas lapang ( Field Capacity, Fc) dan titik layu permanen
(Permanent Wilting Point, Pwp). Air tanah tersedia sebenarnya dapat berada
dalam sebagian atau seluruh kisaran itu, tergantung pada sifat-sifat tanaman
(perakaran, kerapatan, kedalaman dan laju pertumbuhan) dan juga sangat
tergantung pada mikroklimat yang ada. Walaupun tanaman secara teoritis dapar
mengambil air dari tanah pada kandungan air diatas Pwp, laju transpirasi menurun
sejalan dengan menutupnya stomata sebagai respons terhadap penurunan
kandungan air tanah. Relatif kecilnya penurunan transpirasi aktual sehubungan
dengan pengurangan kandungan air tanah antara kapasitas lapang (Fc) dan
7
kandungan air tanah kritis (θc) menunjukan bahwa air lebih tersedia dan tanaman
memberikan hasil dan kualitas yang tinggi pada kisaran ini dari pada kandungan
air tanah antara θc dan Pwp (James, 1988).
Volume air antara Fc dan θc disebut air segera tersedia (Readily Avaliable
Water, RAW) sedangkan antara Fc dan Pwp disebut air tersedia (Avaliable Water,
AW).
Air tersedia menurut James (1988) dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan:
AW
= Drz (Fc – Pwp)/100............................... (1)
keterangan,
AW = Air tanah tersedia (cm)
Drz
= Kedalaman zona perakaran (cm)
Fc
= Field Capacity dalam % volume
Pwp = Permanent wilting point dalam % volume
Air tanah segera tersedia (Readily Avaliable Water, RAW) adalah air tanah
tersedia yang bisa dimanfaatkan oleh tanaman untuk memenuhi kebutuhan airnya
dan pertumbuhannya tidak terhambat. Artinya berapapun besarnya kebutuhan air
atau berapapun besarnya evapotranspirasi, semuanya bisa disuplai dari air segera
tersedia (RAW) tersebut. RAW menurut James (1988) dapat dihitung dengan
persamaan:
RAW = Drz (Fc – θc)/100........................(2)
Keterangan,
Drz
= Kedalaman zona perakaran (cm)
Fc
= Field Capacity dalam % volume
Θc
= kandungan air kritis dalam % volume.
James (1988), mengemukakan konsep defisiensi maksimum yang
dibolehkan (Maximum Allowable Deficiency, MAD) untuk menduga jumlah air
8
yang dapat digunakan tanpa pengaruh yang merugikan tanaman. MAD tersebut
dihitung dengan menggunakan persamaan:
MAD =
..................................(3)
Dimana,
MAD = Maximum allowable deficiency
RAW = Readily Avaliable Water
AW = Avaliable Water
2.1.4. Fraksi Penipisan Air Tanah Tersedia
Fraksi penipisan air tanah tersedia adalah bagian dari air tanah tersedia
pada saat evapotranspirasi tanaman aktual (ETa) sama dengan evapotranspirasi
maksimum (ETm) atau pada saat tanaman belum mengalami cekaman air (water
stress). Evapotranspirasi aktual (ETa) akan sama dengan evapotranspirasi
maksimum (ETm) bila air tanah tersedia bagi tanaman cukup, atau ETa=ETm.
Namun, ETa