Kebutuhan Air Tanaman indonesia. ppt

Jumlah air yang dibutuhkan tanaman
untuk tumbuh secara optimal.
Pakar kebutuhan air tanaman ini al:
Blaney – Criddle,
Penman,
Thornthwaite dll
Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Kegunaan/maksud dan tujuan
Kebutuhan air Tanaman
- Menentukan pola tanam, rencana tata tanam dan
intensitas tanaman.
- Menentukan dimensi saluran dan bangunan irigasi
-  Menentukan areal yang dapat diairi
- Menentukan “Optimum Storage” Waduk
- Untuk irigasi air tanah, menentukan jumlah dan
jarak pompa.
- Pembuatan Pedoman Eksploitasi

Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Kebutuhan air irigasi
LUAS AREAL
POLA TANAM
KOEF TANAMAN
EVAPOTRANSPIR
ASI
FARMS WASTE

EVAPORASI

HUJAN EFEKTIF

SATUAN KEBUTUHAN
AIR
PEREODE TANAM
KEBUTUHAN AIR IRIGASI

CONVEYANCE LOSSES
KEBUTUHAN AIR PENGAMBILAN
IMBANGAN AIR
ALIRAN MASUK
KAPASITAS PENAMPUNGAN
Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

3 bagian pokok KAT
1. Kebutuhan bagi tanaman : tebal/banyaknya air
yang dibutuhkan tanaman untuk membuat
jaringan tanaman ( batang, daun ), untuk
diuapkan/ “Evapotranspirasi” atau sering disebut
dengan “Nilai Consumptiv Use” (Et)
2. Kebutuhan air untuk areal pertanian: jumlah air
untuk Evapotranspirasi, Perkolasi & Peresapan
ke samping.
3. Kebutuhan air untuk irigasi : jumlah air untuk
evapotranspirasi, perkolasi dan kehilangan

selama penyaluran
Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Kebutuhan Air
Sket kebutuhan air
Tanaman
Hujan efektif
(Re)

Dari sket tsb didapat

Transpirasi (T)

IR = Eo+T+(P+B)+W-Re

Evaporasi (Eo) IR

= Et+P+W-Re

Bocoran/
Rembesan (B)

Perkolasi (P)

Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Evaporasi
Evaporasi=peristiwa berubahnya air menjadi uap.
Jika yang menguap dari tanaman = Transpirasi
Penguapan dipengaruhi oleh beberapa faktor al:
- Suhu,
- Kelembaban,
- Tekanan Udara,
- Sinar matahari,
- Kecepatan Angin

Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Suhu

 Suhu atau temperatur sangat penting

dalam perubahan bentuk baik pemuaian,
penyusutan, lebih – lebih pada penguapan
sehingga suhu yang tinggi dipastikan
penguapanpun besar.
 Suhu dikatakan panas apabila suhu rerata
harian > 30o C
 Suhu dikatakan dingin apabila suhu rerata
harian < 15o C
Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Kelembaban
Kelembaban = jumlah uap air diudara tiap1 m 3.
Suhu makin tinggi kandungan uap makin besar.
Kelembaban relatif = perbandingan Volume massa
uap dan massa uap jenuh pada suhu yang sama.
Kelembaban relatif dinyatakan dlm %
H = e/E x 100
Dengan
H = kelembaban relatif
e = tekanan uap saat pengukuran (mb / mmHg)
E = tekanan uap jenuh (mb atau mmHg)
Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Tekanan Udara
Tekanan udara = gaya 1.00 dyne per 1 cm 2 dan
sering disebut 1 milibar (mb).
Mengingat kerapatan air raksa pada O oC adalah
13,5952 g/cm2 dan percepatan

gravitasi bumi adalah 980,665 cm/dt 2
maka:
1 atmosfir = 760 mmHg
= 76 x 13,5951 x 980,665
= 1.013,250 dyne/cm2
= 1,013 mb.
Makin tinggi suatu tempat makin berkurang tekanan
udaranya
Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Hubungan antara tekanan
udara dan elevasi suatu
tempat
Menurut Laplace sebagai
berikut.
H = 18.400 (1 + t) log(o/)
Di mana
H = selisih elevasi

 = tekanan udara elevasi H(m) dalam mmHg
o = tekanan udara elevasi mula-mula (mmHg)
   = koefisien pengembangan udara = 0,00367
t = suhu rata-rata sampai H (m) dalam oC
Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Sinar
Matahari


Matahari merupakan sumber panas/ sumber
energi yang utama dalam kehidupan ini. Baik
manusia maupun tumbuh-tumbuhan.
 Sinar matahari yang diperhitungan dalam
proses evaporasi adalah waktu penyinaran,
karena matahari dalam menyinari bumi
terkadang terhalang oleh awan dsb.
 Alat ukur sinar matahari Jordan. Lama

penyinaran matahari dapat diketahui, dengan
mencatat sinar yang masuk ke mulut alat
pencatat.

Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Jumlah jam penyinaran
 Jumlah jam penyinaran yang dapat terjadi

dalam satu hari adalah tetap tergantung pada
musim dan jarak lintang ke kutub.
 Laju radiasi Matahari =Perbandingan jumlah
jam penyinaran yang terjadi dan jumlah jam
penyinaran yang dapat terjadi. Laju Radiasi
Matahari makin besar makin baik keadaan
cuaca.
 Klasifikasi Penyinaran Matahari berdasar laju
radiasi dalam %.

Low (rendah) < 60
Sedang
60 – 80
Tinggi
> 80
Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Kecepatan Angin
 Angin sangat berpengaruh dalam evaporasi,

karena angin dapat membawa kandungan
uap dan dapat merubah kandungan tersebut.
 Apalagi kalau udara yang dibawa oleh angin
tersebut berasal dari daerah yg lebih panas.
 Alat Ukur Kecepatan angin = Anemometer.
Klasifikasi kecepatan angin
Ringan
< 2m/dt

Umum (moderat) 2 – 5 m/dt
Kuat(kencang)
5 – 8 m/dt
Amat kencang
> 8 m/dt
Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Hubungan Evaporasi dg
Kelembaban
Hubungan antara
evaporasi/penguapan

diteliti

oleh Mitcherlich, menghasilkan rumus sbb:
D= (12,3 + 0,1 ) V
Di mana
D = Saturation Difference (selisih kejenuhan)
= Selisih berat jumlah uap yang jenuh dalam
satuan isi (g) dengan jumlah uap pada
saat itu
V = Jumlah penguapan dalam 24 jam

Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Hubungan Evaporasi dengan
Kecepatan angin
Formula Trabert
V = C(1 +  t) v(Pw – p)
Di mana
V = kecepatan penguapan
C = tetapan dari alat ukur penguapan, ditempat yang
disinari matahari = 0,237
 = koefisien pengembangan volume = 1/271
t = suhu
v = kecepatan angin
Pw = tekanan maksimum uap di permukaan air suhu toC
P = tekanan uap pada saat pengamatan pada suhu t oC

Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Evaporasi Penman

Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Tabel Tekanan Uap Jenuh

Suhu
P
Suhu
P
Suhu
Co (mmHg) Co (mmHg) Co
- 60
- 40
- 20
- 10
0

0.0008
0.096
0.783
1.964
4.580

10
20
30
40
50
60

9.210
17.55
31.86
55.40
92.60
149.60

80
100
110
125
200
250

Pertemuan 3

P
(mmHg)
355,4
760(1atm)
1076
1740
11650
29770

Kebutuhan Air Tanaman

Contoh Perhitungan
Suhu bola kering 30o C, suhu bola basah 26o C
Kecepatan angin 1 m/dt. Berapa Evaporasinya.
Penyelesaian.
ea = 31,86 mmHg, Kelembaban relatif 68%
(Tabel kelembaban)
ed = 31,86 x 68% = 21,65 mmHg
Kecepatan angin 1 m/dt = (1x24 x 60 x60)/1600
= 54 mile/ hari
E = 0,35 (31,86–21,65)(1+54/100)= 5 mm/hari
Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Perhitungan Evaporasi
Dengan data-data klimatologi
-  Temperatur rata-rata bulanan (o C)
-  Kelembaban Relatif (%)
- Kecepatan angin rerata bulanan dalam
m/dt pada ketinggian 2 meter diatas
permukaan tanah. Selain ketinggian 2
meter dikonversi ke ketinggian 2 meter.
Formula f(z) = (2/z)1/7.
-  Lama penyinaran matahari Q1 (%) selama
12 jam. Bila data tidak 12 jam dikonversi
ke 12 jam. Formula Q = 0,786 Q1 + 3,46
- Letak lintang dari lokasi (utara atau
selatan)
Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

Contoh Perhitungan
Evaporasi

Dasar
Unit
Jan
Feb Maret April
Mei
Juni
Juli
Agust Septe Oktob
1 Suhu Udara
C
26,23 24,74 27,31 28,00 27,05 26,29 25,06 24,85 25,61 27,39
2 Kelembaban Relatif
%
94,02 81,16 90,70 88,09 81,22 79,48 76,84 67,78 73,13 76,64
3 Kecepatan Angin U2
m/dt
0,43
0,39
0,41
0,40
0,50
0,39
0,48
0,51
0,57
0,44
Penyinaran Matahari (8 jam);
4 Q1
%
65,30 65,05 59,17 32,81 73,37 78,04 70,91 67,62 83,63 72,19
5 Lintang
 
7,00
7,00
7,00
7,00
7,00
7,00
7,00
7,00
7,00
7,00
6 Albedo
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transfer ke 12 jam 0,786
7 Q1+3,46
%
54,79 54,59 49,97 29,24 61,13 64,80 59,20 56,61 69,19 60,20
Perhitungan (prosida/Penman)
8 Tabel 2 dan (1)

 

9 Tabel 2 dan (1)

 

9,10

8,93

9,24

9,32

9,20

9,12

8,97

8,95

9,03

9,24

Nop
27,63
89,20
0,41

Des
27,17
90,47
0,38

62,80
60,47
7,00
7,00
 
 
52,82

50,99
 

9,27

9,22

2,59

2,40

2,74

2,86

2,70

2,60

2,45

2,42

2,51

2,74

2,79

2,73

25,60

23,31

27,21

28,32

26,74

25,74

23,90

23,60

24,64

27,21

27,69

27,05

2,00

1,89

2,08

2,14

2,06

2,01

1,92

1,90

1,95

2,08

2,10

2,08

24,07

18,92

24,68

24,95

21,72

20,46

18,37

16,00

18,02

20,85

24,70

24,47

0,10

0,16

0,10

0,10

0,13

0,14

0,16

0,19

0,17

0,14

0,10

0,10

mmHg

1,53

4,39

2,53

3,37

5,02

5,28

5,53

7,60

6,62

6,36

2,99

2,58

15 Tabel 4 dan (3)

 

0,23

0,47

0,33

0,34

0,34

0,58

0,58

0,81

1,04

0,68

0,58

0,35

16 = (14) x (15)

 

0,34

2,04

0,83

1,14

1,69

3,05

3,19

6,14

6,89

4,32

1,73

0,89

17 Tabel 5 dan (5)

 

9,12

9,16

8,90

8,32

7,64

7,25

7,37

7,95

8,59

8,99

9,08

9,06

18 Tabel 6 dan (7) dan (5)

 

0,32

0,36

0,36

0,40

0,44

0,44

0,48

0,48

0,44

0,44

0,40

0,36

19 = (17) x (18)

 

2,93

3,30

3,20

3,32

3,35

3,18

3,52

3,79

3,76

3,94

3,62

3,26

20 = (8) x {1.00 - (7)}

 

4,11

4,06

4,62

6,59

3,58

3,21

3,66

3,88

2,78

3,68

4,37

4,52

21 =1.00-{(20)/10}

 

0,59

0,59

0,54

0,34

0,64

0,68

0,63

0,61

0,72

0,63

0,56

0,55

22 = (8) x (13) x (21)

 

0,54

0,84

0,50

0,30

0,77

0,89

0,93

1,02

1,08

0,81

0,52

0,52

23 = (19) - (22)

 

2,39

2,46

2,71

3,02

2,58

2,28

2,59

2,77

2,68

3,13

3,10

2,75

24 = (9) x (23)

 

6,20

5,90

7,42

8,63

6,96

5,94

6,34

6,71

6,73

8,56

8,65

7,50

25 = (16) x (24)

 

2,13

12,05

6,14

9,81

11,78

18,09

20,25

41,24

46,33

36,97

14,93

6,69

26 = (25 )/ (11)

 

10 Tabel 2 dan (1)

mmHg

11 Tabel 2 dan (1)

 

12 = (2) x (10)

mmHg

13 Tabel 3 dan (12)

 

14 = (10) - (12)

1,07

6,38

2,95

4,59

5,72

9,00

10,55

Pertemuan 4

21,71

23,76

17,77

Kebutuhan Air Tanaman

7,11

3,22

Rumus Hargreaves
Ep = 17,4 . D . Tc. (Fh . Fw . Fs . Fe)
Ep
D
Tc
Fh
Fw
Fs
Fe
Hn
Hn
Wkd
Hm

= evaporasi (mm/bulan)
= koefisien jumlah siang hari bulanan
= temperatur rerata bulanan
= 0,59 – 0,55 Hn2
= 0,75 + 0,0255Wkd
= 0,478 + o,48 S; S = jam penyinaran matahari (%)
= 0,950 + 0,0001 E; E = Elevasi tempat dpl (m)
= 0,40 Hm + 0,69 Hm2
= kelembaban relatif rerata siang hari (%)
= kecepatan angin rerata ketinggian 2 m (km/hari)
= kelembaban relatif harian rata-rata.

Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

Evapotranspirasi
Air di dalam tanah juga dapat naik melalui
tumbuh-tumbuhan dan diuapkan ke udara
yang disebut transpirasi. Proses Evaporasi
dan Transpirasi terjadi secara bersamaan
dan disebut dengan Evapotranspirasi

Pertemuan 3

Kebutuhan Air Tanaman

Perhitungan
A. Keseimbangan hidrologi
Evapotranspirasi
inflow)
 
 

(outflow-

Keseimbangan air dipetak sawah
Is + R + Ig = S + Et + Pv + Ph + Os

Di mana
Is
= Debit air yang masuk ke petak sawah
R
= Curah hujan
Ig
= Air yang masuk lewat rembesan samping
S
= Jumlah air yang tersedia
Et
= Evapotranspirasi
Pv
= Perkolasi vertikal
Ph
= Perkolasi horizontal
Os
= Air yang keluar dari petak sawah.
P
= Pv + Ph = jumlah perkolasi
Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

B. Dari data Klimatologi
Evapotranspirasi tergantung dari
1.Evaporasi (Ep)
2.Kandungan air tanah selama pertumbuhan
tanaman (m)
3.Sifat tanah dan tingkat kesuburannya (s),
4.Jenis tanaman ( c )
5.Produksi bahan organik (y) dan panas (Qh)
Et = f(Ep,m,s,C,y,Qh)
Padi sistem irigasi yang baik faktor m,s,c,y dapat
dianggap konstan, sehingga
Et = f(Ep,Qh)
Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

Methoda dari persamaan di
1.
Methode Blaney – Cridle
atas

U = k.f
Di mana
U = evapotranspirasi bulanan (mm/bulan)
k = koefisien tergantung dari jenis tanaman
f = (t+p)/100
Cara ini baik untuk digunakan dalam perkiraan
evapotranspirasi jangka panjang.
Kemudian cara tersebut disempurnakan seperti
berikut ini.

Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

.
di mana
K
= Kt x Ke
Kt = 0,0311 t + 0,240
t
= suhu udara
Ke = koefisien tanaman
P
= prosentase jam siang dalam setahun

Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

2. Hargreaves
Perhitungan evapotranspirasi ini berdasar pada
pemakaian Class A pan evaporation. Karena alat ini,
beliau menggunakan rumus empiris dengan faktor
klimatologi sama dengan Class A pan evaporation.

Ev = 0,38 D(1-Hn)(T-32)
Di mana
Ev
= class A pan evaportaion
D
= monthly day time coefisien
Hn
= Kelembaban relatif bulanan rerata pada
tengah hari (at noon)
T = temperatur bulanan rerata

Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

Dalam satuan metrik
Ev = 17,4 D Tc (1-Hn)

Di mana
Ev = class A pan evaportaion dalam mm/bulan
D = monthly day time coefisien
Tc = temperatur bulanan rata-rata dalam 0 C
Hn = Kelembaban relatif
Faktor kelembaban relatif (1–Hn) dapat dimodifikasi
dalam faktor-faktor angin (kecepatan angin),
Penyinaran Matahari (shunshine), elevasi.
Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

3.

Cara Thornthwaite

Banyaknya Evapotranspirasi adalah berdasar
pada suhu udara rerata bulanan, standar bulan
30 hari.
E = c x Ia.
Di mana
E
= vapotranspirasi potensial bulanan (cm/bulan)
C dan a koefisien yang tergantung dari tempat.
T
= suhu udara rata-rata bulanan
a
= 0,000000675.I3 – 0,000771.I2 + 0,01792.I + 0,49239
1, 514
12
t 

I
= indek panas=
I   
t
1

5

Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

4. Penman Modifikasi
Dari Kreteria Perencanaan Irigasi KP 01
direkomendasikan bahwa Evapotranspirasi
memakai Evaporasi Modifikasi Penman
dikalikan dengan faktor tanaman yang
diperoleh dari Nedeco/Prosida atau FAO
Et = Kc. Ep
Di mana
Et = Evapotranspirasi
Kc = Koefisien tanaman
Ep = Evaporasi potensial
Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

Koefisien Tanaman
Menurut Prosida/Nedeco dengan
FAO(1984)
Bulan
Nedeco/ Prosida
FA O
0,5
1,0
1,5
2.0
2,5
3,0
3,5
4,0

Trad

HYV

Trad

HYV

1,20
1,20
1,32
1,40
1,35
1,24
1,12
0

1,20
1,27
1,33
1,30
1,15
0

1,10
1,10
1,10
1,10
1,05
1,05
0.95
0

1,10
1,10
1,05
1,05
0,95
0

Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

Catatan
- Angka-angka koefisien tersebut digunakan
dengan methode Modifikasi Penman
- HYV
= high yielding variety of paddy
= padi umur pendek
- Trad
= Tradisional = padi umur panjang
Kofisien tersebut digunakan pada waktu
pertumbuhan tanaman, penyemaian sudah
termasuk dalam pengolahan lahan

Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

Koefisien tanaman untuk non padi
½ bulan
ke
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Kacang Jagung
panjang
0,50
0,75
1,00
1,00
0,82
0,45

0,50
0,59
0,96
1,05
1,02
0,95

Kacang Bawang
tanah
0,50
0,51
0,66
0,85
0,95
0,95
0,55
0,55

0,50
0,51
0,69
0,90
0,95

Pertemuan 4

Kacang Kapas
hijau
0,50
0,64
0,89
0,95
0,88

0,50
0,50
0,58
0,75
0,91
1,04
1,05
1,05
1,05
0,78
0,65
0,65
0,65

Kebutuhan Air Tanaman

Pengukuran Evaporasi
Pan Evaporation dan Class A Pan
evaporation
20 Cm

120 Cm

10 Cm

25 Cm

Class A Pan
evaporation

Pan Evaporation
Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

Cara penelitian
Pan diisi penuh air jernih

setinggi 20 Cm (628
Cm3), dibiarkan selama 1 hari, kemudian diukur
dan selisihnya merupakan jumlah penguapan yang
terjadi.
Besar
evaporasi/penguapan
=
Air
yang
dituangkan + Curah hujan (bila ada) – sisa air di
pan evaporation.
Angka-angka yang didapat dari pengukuran
digunakan
untuk
perhitungan
pendekatan
(estimation) banyaknya air yang diperlukan untuk
tanaman
Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

35

Pengukuran evaporasi di
lapangan
Bentuk alat
  4Cm

100 cm

100 cm

Tanaman Padi
20 cm
2-3 cm
Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

36

Pengukuran
Evapotranspirasi
 Dengan Lysimeter
Pipa drain
Mistar ukur

Tanaman Padi

10 Cm
60 Cm
10 Cm

Pasir

A

10 Cm

B

C
Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

37

Prosedur pelaksanaan
Lysimeter A,B dan C diletakkan di sawah.
Lysimeter A tanpa alas. Lysimeter ini diukur
Evapotranspirasi (ET) sekaligus perkolasi (P).
Lysimeter B diletakkan disampingnya tanpa
tanaman, diukur Evaporasinya(Ep) &Perkolasi (P).
Lysimeter C dengan alas diletakkan disamping
tanpa tanaman, Lysimeter C diukur evaporasi
(Ep)
ET = A – (B+C) = (Ep + T)
Di mana
ET = Evapotranspirasi
EP = Evaporasi
T = Transpirasi
P = Perkolasi
Pertemuan 4

Kebutuhan Air Tanaman

38