LAPORAN PRAKTIKUM
AZAS DAN TEKNIK IRIGASI
ACARA I
PENENTUAN KEBUTUHAN AIR TANAMAN
Disusun oleh :
Nama
: Yuda Wahyu Satyo PutroNIM
: 11/320097/TP/10236Golongan: BCo. Ass:1. Noto, STP. 2.
Fransiskus Benhardi Wastuwidya 3. Nofita Kurnia DewiLABORATORIUM
TEKNIK SUMBERDAYA LAHAN DAN AIR
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2014BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar BelakangTanaman merupakan salah satu dari makhluk
hidup. Untuk dapat terus tumbuh dan berkembang maka harus dipenuhi
persyaratan tumbuhnya. Diantara persyaratan tumbuh suatu tanaman,
irigasi merupakan hal yang sangat penting. Irigasi dapat diberikan
pada tanaman melalui berbagai cara. Untuk dapat memberikan irigasi
yang sesuai dengan tingkat kebutuhan suatu tanaman, maka harus
dilakukan penentuan kebutuhan air tanamannya. Tingkat kebutuhan air
suatu tanaman sering diartikan sebagai Evapotranspirasi (Eto),
dikarenakan Eto telah mewakili banyaknya kebutuhan air suatu
tanaman dari besarnya penguapan yang dihasilkan oleh evaporasi dan
transpirasi.Penentuan kebututuhan air tanaman seiring waktu telah
mengalami perkembangan. Salah satu cara untuk menentukan besarnya
kebutuhan air tanaman adalah melalui perhitungan. Perhitungan
biasanya dilakukan atas dasar data-data cuaca yang didapat dan juga
dengan cara pengukuran langsung dilapangan (lysimeter). Metode yang
digunakan dalam perhitungan Evapotrasnpirasi yakni : Metode
Blaney-Criddle, Penman, dan Radiasi. Pada kegiatan praktikum ini
akan dihitung besarnya kebutuhan air tanaman dengan metode Penman.
Selain itu juga akan dilakukan penghitungan dengan menggunakan
software Cropwat.B. Tujuan
1. Menentukan besarnya nilai kebutuhan ait tanaman (crop water
requirement)
2. Membuat neraca air (water balance)
3. Mengenal perangkat lunak (software) untuk menghitung
kebutuhan air tanaman dan kebutuhan air irigasi
C. Manfaat
Manfaat dari pelaksanaan kegiatan praktikum acara I ini yakni
agar praktikan dapat menghitung kebutuhan air suaut tanaman, dapat
menjalankan program CROPWAT. Sehingga dapat diaplikasikan dalam
kehidupan sehari-hari, misalnya pada pembagian dan penyaluran air
irigasi melalui sistem irigasi yang didasarkan atas besarnya
perkiraan/perhitungan kebutuhan air tanaman. BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Evaporasi adalah perubahan air dari bentuk air ke bentuk gas dan
menguap dari permukaan tanah, air, atau daun tanaman ke udara. Bila
permukaanair tanah dekat dengan permukaan tanah, evaporasi dari
tanah dianggap setara dengan evaporasi yang terjadi di permukaan
air bebas. Sedangkan pada air tanah yang dalam, evaporasinya
cenderung bisa diabaikan. Evaporasi ini dipengaruhi oleh sifat
meteorologist, sifat permukaan benda yang menguap, sifat air dll
(Ambler, 1991).
Secara umum terdapat tiga faktor penting yang sangat menentukan
besarnya kebutuhan air tanaman yaitu sifat tanah, iklilm, dan
tanaman. Sifat tanah yang berhubungan dengan kebutuhan air tanaman
adalah temperatur tekstur, infiltrasi, dans truktur tanah. Iklim
yang berhubungan dengan kebutuhan air tanaman adalah temperatur,
lama dan total radiasi matahari, kecepatn angin dan kelembaban
relatif udara. Sedangkan sifat tanaman yang berpengaruh adalah
tetapan kebutuhan air tanaman (Kc). Evapotranspirasi adlah faktor
utama yang mempengaruhi produksi bahan kering. Oleh karena itu,
evapotranspirasi merupakan penentu produksi untuk suatu wilayah.
Taksiran mengenai besarnya evapotranspirasi yang mendekati
kenyataan sangat penting bagi para ahli teknik irigasi, ahli
agronomi dan pihak lain yang berkecimpung dalam bidang perencanaan
pertanian (Islami, T, 1995).Kebutuhan air tanaman (crop water
requirment) dapat diketahui dengan pendekatan perhitungan harga
evapotranspirasi yaitu jumlah air yang dibutuhkan untuk dapat
menggantikan kehilangan air akibat penguapan baik dari permukaan
air tanah dan tanaman yang bebas dari tumbuhan penganggu di lahan
yang luas. Dalam kondisi fisik tanah yang tidak terkekang, baik air
tanah dan kesuburannya dapat mencapai potensi produksi yang optimal
dalam lingkungan pertumbuhan yang wajar (Doorenbos, 1997).
Dasar penelitian kebutuhan air tanaman adalah menentukan kurva
koefisien kebutuhan air tanaman, yaitu nisbah antara
evapotranspirasi tanaman dalam keadaan pertumbuhan normal (Et),
dengan evapotranspirasi potensial dari tanaman acuan (Etp) sebagai
fungsi dari waktu pertumbuhan tanaman (t), atau dinyatakan
sebagai:
Et / Etp = kc = f (t)
Berdasarkan persamaan tersebut, bila Etp dapat diketahui (dapat
diperhitungkan) dan umur tanaman diketahui maka Et dapat diketahui
pula. Kebutuhan air tanaman dianggap merupakan kebutuhan air untuk
evaporasi dan transpirasi saja, serta tanaman tidak mengalami
takanan kekurangan atau kelebihan air selama pertumbuhannya
(Pusposutardjo, 1993).
Metode perhitungan untuk menentukan kebutuhan air tanaman yang
berdasarkan rumus-rumus pendekatan seringkali dipakai. Rumus-rumus
pendekatan umumnya berupa rumus-rumus empiris yang dikembangkan
berdasarkan kondisi yang ada di lapangan. Rumus-rumus tersebut
antara lain : Blaney Criddle, Hargraves, Penman, Radiasi, Panci
Evaporasi, Thornthwaite, Wickman, IRRI, Lowry Johnson,
Christiansen, dan lain-lainnya (Radjulaini, 2000).
http://www.instiperjogja.ac.id/download/jurnal/IRIGASI-TANGGAL
TANAMAN.PDF BAB III
METODE PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Seperangkat komputer
b. Kalkulator
c. Alat tulis
d. Kertas
2. Bahan
a. Data klimatologi tahun 2008 yang meliputi curah hujan,
temperatur, kelembaban, intensitas penyinaran matahari, dan
kecepatan angin.
b. Data tanaman
B. Cara kerja
1. Metode Penman-Montheith :
a. Besar nilai evapotranspirasi dihitung dengan menggunakan
metode Penman-Montheith berdasarkan data klimatologi yang
tersedia.
b. Besar kebutuhan air tanaman untuk tanaman jagung dengan
variasi umur dihitung dengan nilai Kc yang diketahui.
2. Metode CROPWAT :
a. Software CROPWAT diinstal terlebih dahulu, kemudian dibuka.c.
Data klimatologi dimasukkan tahun 2008 yang meliputi curah hujan,
temperatur, kelembaban, intensitas penyinaran matahari, dan
kecepatan angin.
b. Kemudian dihitung nilai ETo dengan meng-klik button
bertuliskan ETo.
c. Setelah diperoleh nilai ETo untuk tiap bulan, data kemudian
disimpan dalam bentuk .pem dan .txt.
C. Cara analisis
1. Mencari nilai temperatur rata-rata tiap data (Tmean)
2. Menentukan kecepatan angin (U) dalam satuan m/s
3. Menentukan nilai tekanan uap jenuh
4. Menentukan tekanan uap harian (ed) dalam satuan kPa
5. 6. Menentukan nilai slop kurva tekanan uap () dalam satuan
kPa C-1
7. Menentukan nilai tekanan atmosfer (P) dalam satuan kPa
dimana z : ketinggian tempat (m)
8. Menentukan nilai panas laten penguapan () dalam satuan
MJ/kg
9. Menentukan konstanta psycrometrik () dalam satuan kPa C-1
10. Menentukan nilai kanopi resistance (rc) dalam satuan
sm-1
11. Menentukan nilai aerodynamic resistance (ra) dalam satuan
sm-1
12. Menentukan nilai modifikasi konstanta psycrometrik (*) (kPa
C-1)
13. Menentukan nilai ETaerodynamic dalam satuan mm/day
14. Menentukan nomor hari (J)
15. Menentukan nilai deklinasi matahari () dalam satuan rad
16. Menentukan nilai sudut matahari (s) dalam satuan rad
17. Menentukan nilai jarak relatif matahari (dr)
18. Menentukan nilai radiasi permukaan atmosfer (Ra) dalam
satuan MJ/m2d
19. Menentukan nilai panjang hari
20. Menentukan nilai angka angstrom (Rs) dalam satuan MJ/m2d
21. Menentukan nilai radiasi gelombang pendek (Rns) dalam satuan
MJ/m2d
22. Menentukan nilai faktor per-awanan (f)
23. Menentukan emisivitas ()
24. 25. Menentukan nilai radiasi thermal bersih (RnL) dalam
satuan MJ/m2d
dimana Tkx : max day temperature (Kelvin)
Tkn : min day temperature (Kelvin)
26. Menentukan nilai radiasi yang diterima atmosfer (Rn) dalam
satuan MJ/m2d
27. Menentukan nilai soil heat flux (G) dalam satuan MJ/m2d
28. Menentukan nilai energi yang ditinggal di atmosfer (E)
(MJ/m2d)
29. Menentukan nilai ET tang terjadi karena radiasi (mm/day)
30. Menentukan nilai ETo dalam satuan mm/day
31. Menentukan nilai ETc dalam satuan mm/day
D. Contoh perhitungan
Contoh perhitungan untuk data iklim bulan Juli 2008 :
1. Mencari nilai temperatur rata-rata tiap data (Tmean)
Tmean = 24,4 C
2. Menentukan kecepatan angin (U) dalam satuan m/s
3. Menentukan nilai tekanan uap jenuh
4. Menentukan tekanan uap harian (ed) dalam satuan kPa
5. 6. Menentukan nilai slop kurva tekanan uap () dalam satuan
kPa C-1
7. Menentukan nilai tekanan atmosfer (P) dalam satuan kPa
dimana z : ketinggian tempat (m) = 350 feet dengan 1 feet
=0,3048 m
8. Menentukan nilai panas laten penguapan () dalam satuan
MJ/kg
9. Menentukan konstanta psycrometrik () dalam satuan kPa C-1
10. Menentukan nilai kanopi resistance (rc) dalam satuan
sm-1
11. Menentukan nilai aerodynamic resistance (ra) dalam satuan
sm-1
12. Menentukan nilai modifikasi konstanta psycrometrik (*) (kPa
C-1)
13. Menentukan nilai ETaerodynamic dalam satuan mm/day
14. Menentukan nomor hari (J)
Januari= 15 hari
Februari= 31 + 14 = 45 hari
Maret= 31 + 28 +15 = 74 hari
April= 31 + 28 +31 + 15 = 105 hari
Mei= 31 + 28 +31 + 30 + 15 = 135 hari
Juni= 31 + 28 +31 + 30 + 31 + 15 = 166 hari
Juli= 31 + 28 +31 + 30 + 31 +30 + 15 = 166 hari
15. Menentukan nilai deklinasi matahari () dalam satuan rad
16. Menentukan nilai sudut matahari (s) dalam satuan rad
17. Menentukan nilai jarak relatif matahari (dr)
18. Menentukan nilai radiasi permukaan atmosfer (Ra) dalam
satuan MJ/m2d
19. Menentukan nilai panjang hari
20. Menentukan nilai angka angstrom (Rs) dalam satuan MJ/m2d
21. Menentukan nilai radiasi gelombang pendek (Rns) dalam satuan
MJ/m2d
22. Menentukan nilai faktor per-awanan (f)
23. 24. Menentukan emisivitas ()
25. Menentukan nilai radiasi thermal bersih (RnL) dalam satuan
MJ/m2d
dimana Tkx : max day temperature (Kelvin) = 31 C
Tkn : min day temperature (Kelvin) = 19,6 C
26. Menentukan nilai radiasi yang diterima atmosfer (Rn) dalam
satuan MJ/m2d
27. Menentukan nilai soil heat flux (G) dalam satuan MJ/m2d
28. Menentukan nilai energi yang ditinggal di atmosfer (E)
(MJ/m2d)
29. Menentukan nilai ET tang terjadi karena radiasi (mm/day)
30. Menentukan nilai ETo dalam satuan mm/day
31. Menentukan nilai ETc dalam satuan mm/day
B. Grafik
BulanETo (CROPWAT)ETo (Penman-Monteith
Januari4,194,3116
Februari4,194,1334
Maret4,114,2257
April4,64,3084
Mei4,224,0471
Juni4,163,9071
Juli3,483,9656
Agustus3,844,1377
September4,254,3407
Oktober4,374,2881
November4,154,0518
Desember3,683,4915
Grafik 1. Grafik hubungan antara hasil perhitungan ETo dengan
metode
CROPWAT dan metode Penman-Monteith vs bulan
BAB V
PEMBAHASAN
Pada praktikum acara I ini, praktikan mempelajari bagaimana cara
menghitung kebutuhan air tanaman. Kebutuhan air tanaman adalah
jumlah air yang dibutuhkan oleh tanaman untuk proses pertumbuhannya
sehingga diperoleh produksi yang baik. Kebutuhan air tanaman
ditentukan oleh besar evapotranspirasi. Evapotranspirasi merupakan
proses kehilangan air akibat adanya penguapan dari tanah dan dari
dalam tubuh tanaman itu sendiri.
Pada praktikum ini digunakan dua metode untuk menghitung
evapotanspirasi tanaman acuan (ETo) yaitu dengan metode
Penman-Monteith dan metode CROPWAT. Data yang digunakan pada
praktikum ini adalah data iklim pada stasiun Adisutjipto tahun
2008. Evapotranspirasi acuan (ETo) adalah besarnya evapotranspirasi
dari tanaman hipotetik (teoritis) yaitu dengan ciri ketinggian 12
cm, tahanan dedaunan yang ditetapkan sebesar 70 det/m dan albedo
(pantulan radiasi) sebesar 0,23, mirip dengan evapotranspirasi dari
tanaman rumput hijau yang luas dengan ketinggian seragam, tumbuh
subur, menutup tanah seluruhnya dan tidak kekurangan air (Usman,
2004).
Pada metode Penman-Monteith, diperlukan data iklim seperti curah
hujan, lama penyinaran, temperatur udara rata-rata, maksimum, dan
minimum, kelembaban udara, dan kecepatan angin. Selain itu,
digunakan pula data topografi yaitu letak lintang dan elevasi atau
ketinggian tempat. Pada metode ini, banyak nilai yang perlu
dihitung, di antaranya tekanan uap jenuh, tekanan uap harian, panas
laten penguapan, konstanta psycrometrik, aerodynamic resistance,
ETaero, ETrad, dan masih banyak lagi seperti yang telah ada pada
bab III.
Berdasarkan hasil perhitungan dengan metode ini, diperoleh nilai
ETo tiap bulan selama 1 tahun. Nilai ETo terbesar adalah pada bulan
September yaitu 4,3407 mm/day, sedangkan nilai ETo terendah adalah
pada bulan Desember yaitu 3,4915 mm/day. Hasil tersebut menunjukkan
bahwa kebutuhan air tanaman pada bulan September paling tinggi atau
paling banyak di antara bulan-bulan lainnya pada tahun 2008. Selain
menggunakan metode ini, digunakan pula metode CROPWAT, yaitu
menggunakan program komputer.
Cropwat merupakan suatu program komputer under DOS untuk
menghitung evapotranspirasi Penman Modifikasi dan kebutuhan air
untuk tanaman. Selanjutnya dapat juga digunakan untuk menghitung
kebutuhan air irigasi, jadwal pemberian air irigasi untuk
macam-macam kondisi pengelolaan dan suplai air untuk seluruh daerah
irigasi dengan bermacam-macam pola tanam tertentu. Untuk melakukan
perhitungan tersebut, dibutuhkan data-data klimatologi dan
data-data lainnya misalnya data tanaman dan data pola tanam.
Berdasarkan hasil perhitungan dengan metode ini, diperoleh nilai
ETo tiap bulan selama 1 tahun. Nilai ETo terbesar adalah pada bulan
April yaitu 4,6 mm/day, sedangkan nilai ETo terendah adalah pada
bulan Juli yaitu 3,48 mm/day. Hasil tersebut menunjukkan bahwa
kebutuhan air tanaman pada bulan April paling tinggi atau paling
banyak di antara bulan-bulan lainnya.
Hasil tersebut berbeda dengan hasil perhitungan menggunakan
metode Penman-Monteith, namun pada grafik antara nilai ETo vs
bulan, dapat dilihat bahwa bentuk grafik hampir sama. Perbedaan
dapat terjadi karena perbedaan cara perhitungan pada kedua metode.
Perhitungan dengan metode Penman-Monteith menuntut ketelitian dalam
penghitungan karena terdapat 28 nilai yang harus dihitung untuk
kemudian mendapatkan nilai ETo. Metode Penman-Monteith paling
dianjurkan untuk digunakan karena dinilai hasil perhitungan dengan
metode ini lebih mendekati hasil pengukuran langsung.
Sedangkan menggunakan metode CROPWAT lebih mudah dan praktis
karena hanya perlu memasukkan data iklim yang dibutuhkan, kemudian
pengguna dapat langsung mengetahui nilai ETo dengan meng-klik
button bertuliskan ETo. Selain itu, program CROPWAT ini dapat
membantu para ahli melakukan perhitungan dalam perencanaan dan
pengelolaan suatu daerah irigasi. Lebih lanjut, program ini
diharapkan dapat membantu memberikan rekomendasi untuk memperbaiki
irigasi yang telah ada, dan merencanakan jadwal irigasi yang sesuai
dengan kondisi suplai air yang beraneka ragam.
BAB VI
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dan hasil perhitungan, dapat
disimpulkan bahwa :
1. Kebutuhan air tanaman adalah jumlah air yang dibutuhkan oleh
tanaman untuk proses pertumbuhannya sehingga diperoleh produksi
yang baik. Kebutuhan air tanaman ditentukan oleh besar
evapotranspirasi.
2. Evapotranspirasi merupakan proses kehilangan air akibat
adanya penguapan kandungan air dalam tanah (evaporasi) dan dari
dalam tubuh tanaman (transpirasi) itu sendiri.
3. Untuk menghitung evapotranspirasi dapat digunakan dua metode,
yaitu metode Penman-Monteith dan metode CROPWAT dimana metode
CROPWAT menggunakan software komputer.
4. Pada grafik antara nilai ETo hasil perhitungan kedua metode
vs bulan , dapat dilihat bahwa bentuk grafik hampir sama, hal
tersebut menunjukkan hasil yang tidak berbeda jauh antara kedua
metode.
B. Saran
Praktikum berjalan cukup baik, namun praktikum selesai terlalu
sore karena terlalu lama menghitung dan sebaiknya praktikan lebih
memahami penggunaan kalkulator dengan baik dan benar sehingga dapat
menghitung dengan cepat.
LAMPIRAN
