Kebutuhan Air Tanaman

Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3

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

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


Kebutuhan air irigasi


LUAS AREAL

POLA TANAM

KOEF TANAMAN

EVAPOTRANSPIRASI

EVAPORASI

FARMS WASTE

HUJAN EFEKTIF

SATUAN KEBUTUHAN AIR

KEBUTUHAN AIR IRIGASI

CONVEYANCE LOSSES

KEBUTUHAN AIR PENGAMBILAN

ALIRAN MASUK

KAPASITAS PENAMPUNGAN

PEREODE TANAM

IMBANGAN AIR

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


Kebutuhan Air TanamanSket kebutuhan air


Hujan efektif (Re)

Transpirasi (T)

Evaporasi (Eo)

Perkolasi (P)

Bocoran/Rembesan (B)

Dari sket tsb didapat

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

IR = Et+P+W-Re

EvaporasiEvaporasi=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


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


Kelembaban Kelembaban = jumlah uap air diudara tiap1 m3.

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)


Tekanan Udara Tekanan udara = gaya 1.00 dyne per 1 cm2 dan sering

disebut 1 milibar (mb). Mengingat kerapatan air raksa pada OoC adalah

13,5952 g/cm2 dan percepatan gravitasi bumi adalah 980,665 cm/dt2 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


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 oCKebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3

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.


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) < 60Sedang 60 – 80Tinggi > 80


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


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


Hubungan Evaporasi dengan Kecepatan angin

Formula Trabert V = C(1 + t) v(Pw – p)

Di mana V = kecepatan penguapanC = tetapan dari alat ukur penguapan, ditempat yang disinari matahari = 0,237 = koefisien pengembangan volume = 1/271 t = suhuv = kecepatan angin

Pw = tekanan maksimum uap di permukaan air suhu toC

P = tekanan uap pada saat pengamatan pada suhu toC


Evaporasi Penman


Tabel Tekanan Uap Jenuh


Suhu Co

P (mmHg)

Suhu Co

P (mmHg)

Suhu Co

P (mmHg)

- 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

355,4

760(1atm)

1076

1740

11650

29770

Contoh PerhitunganSuhu 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


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)

Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4

Contoh Perhitungan Evaporasi

Dasar Unit Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agust Septe Oktob Nop Des1 Suhu Udara C 26,23 24,74 27,31 28,00 27,05 26,29 25,06 24,85 25,61 27,39 27,63 27,172 Kelembaban Relatif % 94,02 81,16 90,70 88,09 81,22 79,48 76,84 67,78 73,13 76,64 89,20 90,473 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 0,41 0,38

4Penyinaran Matahari (8 jam); Q1 % 65,30 65,05 59,17 32,81 73,37 78,04 70,91 67,62 83,63 72,19 62,80 60,47

5 Lintang 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,006 Albedo

7Transfer ke 12 jam 0,786 Q1+3,46 % 54,79 54,59 49,97 29,24 61,13 64,80 59,20 56,61 69,19 60,20 52,82 50,99

Perhitungan (prosida/Penman)

8 Tabel 2 dan (1) 9,10 8,93 9,24 9,32 9,20 9,12 8,97 8,95 9,03 9,24 9,27 9,22

9 Tabel 2 dan (1) 2,59 2,40 2,74 2,86 2,70 2,60 2,45 2,42 2,51 2,74 2,79 2,73

10 Tabel 2 dan (1) mmHg 25,60 23,31 27,21 28,32 26,74 25,74 23,90 23,60 24,64 27,21 27,69 27,05

11 Tabel 2 dan (1) 2,00 1,89 2,08 2,14 2,06 2,01 1,92 1,90 1,95 2,08 2,10 2,08

12 = (2) x (10) mmHg 24,07 18,92 24,68 24,95 21,72 20,46 18,37 16,00 18,02 20,85 24,70 24,47

13 Tabel 3 dan (12) 0,10 0,16 0,10 0,10 0,13 0,14 0,16 0,19 0,17 0,14 0,10 0,10

14 = (10) - (12) 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) 1,07

6,38

2,95

4,59

5,72

9,00

10,55

21,71

23,76

17,77

7,11

3,22


Rumus Hargreaves

Ep = 17,4 . D . Tc. (Fh . Fw . Fs . Fe) Ep = evaporasi (mm/bulan)D = koefisien jumlah siang hari bulananTc = temperatur rerata bulananFh = 0,59 – 0,55 Hn2

Fw = 0,75 + 0,0255WkdFs = 0,478 + o,48 S; S = jam penyinaran matahari

(%)Fe = 0,950 + 0,0001 E; E = Elevasi tempat dpl (m)Hn = 0,40 Hm + 0,69 Hm2

Hn = kelembaban relatif rerata siang hari (%)Wkd = kecepatan angin rerata ketinggian 2 m (km/hari)Hm = kelembaban relatif harian rata-rata.


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


Perhitungan Evapotranspirasi A. Keseimbangan hidrologi (outflow-inflow) 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


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)


Methoda dari persamaan di atas 1. Methode Blaney – Cridle U = k.f Di mana U = evapotranspirasi bulanan (mm/bulan) k = koefisien tergantung dari jenis tanaman f = (t+p)/100Cara ini baik untuk digunakan dalam perkiraan evapotranspirasi jangka panjang.Kemudian cara tersebut disempurnakan seperti berikut ini.


.

di manaK = Kt x Ke

Kt = 0,0311 t + 0,240

t = suhu udara

Ke = koefisien tanaman

P = prosentase jam siang dalam setahun


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 manaEv = class A pan evaportaion D = monthly day time coefisienHn = Kelembaban relatif bulanan rerata pada tengah hari (at noon)T = temperatur bulanan rerata


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.


3. Cara Thornthwaite Banyaknya Evapotranspirasi adalah berdasar pada suhu udara rerata bulanan, standar bulan 30 hari. E = c x Ia. Di manaE = vapotranspirasi potensial bulanan (cm/bulan)C dan a koefisien yang tergantung dari tempat.T = suhu udara rata-rata bulanana = 0,000000675.I3 – 0,000771.I2 + 0,01792.I + 0,49239I = indek panas=


12

1

514,1

5t

tI

4. Penman ModifikasiDari 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


Koefisien Tanaman Menurut Prosida/Nedeco dengan

FAO(1984)


Bulan Nedeco/ Prosida F A O

Trad HYV Trad HYV

0,51,01,52.02,53,03,54,0

1,201,201,321,401,351,241,12

0

1,201,271,331,301,15

0

1,101,101,101,101,051,050.95

0

1,101,101,051,050,95

0

Catatan

- Angka-angka koefisien tersebut digunakan dengan methode Modifikasi Penman

- HYV = high yielding variety of paddy = padi umur pendek- Trad = Tradisional = padi umur

panjangKofisien tersebut digunakan pada waktu

pertumbuhan tanaman, penyemaian sudah termasuk dalam pengolahan lahan


Koefisien tanaman untuk non padi


½ bulan

ke

Kacang panjang

Jagung Kacang tanah

Bawang Kacang hijau

Kapas

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0,50

0,75

1,00

1,00

0,82

0,45

0,50

0,59

0,96

1,05

1,02

0,95

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

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

Pengukuran EvaporasiPan Evaporation dan Class A Pan

evaporation


25 Cm10 Cm

20 Cm 120 Cm

Pan Evaporation

Class A Pan evaporation

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

Kebutuhan Air Tanaman 35Pertemuan 4

Pengukuran evaporasi di lapangan Bentuk alat


100 cm

100 cmTanaman Padi

20 cm

2-3 cm

Cm4

Pengukuran Evapotranspirasi Dengan Lysimeter Pipa drain Tanaman Padi

Mistar ukur


C

60 Cm

10 Cm

10 Cm

10 Cm

Pasir

A B

Prosedur pelaksanaanLysimeter 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


Documents

Kebutuhan Air Tanaman