TEKNIK PEMBERIAN AIR IRIGASI (IRRIGATION APPLICATION) PENDAHULUAN (INTRODUCTION) FUNGSI IRIGASI Fungsi utama:Memenuhi kebutuhan air tanaman Fungsi spesifik: 1. mengambil air dari sumber (diverting) 2. Membawa/mengalirkan air dari sumber ke lahan pertanian (conveying) 3. mendistribusikan air kepada tanaman (distributing) 4. mengatur dan mengukur aliran air (regulating and measuring)MACAM IRIGASI Menurut sumber airnya: 1. Air permukaan : sungai, danau, waduk 2. Airtanah : akuiferMenurut cara pengambilan airnya: 1. Pengambilan gravitasi 2. PompaMACAM IRIGASI Menurut cara pengalirannya: 1. Saluran terbuka (open channel) 2. Jaringan pipa (pipe network)Menurut cara distribusi di lahan: 1. Irigasi permukaan 2. Irigasi curah 3. Irigasi tetes IRIGASI PERMUKAAN (SURFACE IRRIGATION) Proses Irigasi Permukaan qdo yo Profil permukaan air Profil infiltrasi Fase-fase Pemberian Air Irigasi berakhir Mulai irigasi Fase deplesi Fase simpanan Fase awal Fase resesiwaktu Jarak sepanjang lahan Proses tersebut dapat dimodelkan dengan model matematik, seperti hydrodinamic model, kinematic model Persamaan Kontinyuitas (1) dA dx y (cy/ct) dt T Persamaan Kontinyuitas (2) Aliran unsteadyPerubahan debit terhadap jarak: cQ/cx Perubahan kedalaman thd waktu: cy/ctPerubahan debit yang melalui ruang dalam waktu dt : (cQ/cx) dx dtPerubahan simpanan selama dt: T dx (cy/ct) = dx (cA/ct) dtPersamaan Kontinyuitas (3) Air bersifat incompressible perubahan debit + perubahan simpanan = 0 0 =|.|

\|cc+|.|

\|cc=|.|

\|cc+|.|

\|ccdttAdx dt dxxQdttydx T dt dxxQ0 =|.|

\|cc+|.|

\|cctyTxQ0 =|.|

\|cc+|.|

\|cctAxQDisederhanakan: atau Persamaan Energi (1) datum Permukaan air Garis energi Garis percepatan dx z y ov2/2g dz z + dz y + dy ov2/2g + d(ov2/2g) hf = Sf.dxDasar saluran ha Persamaan Energi (2) Kemiringan dasar saluran : So Kemiringan permukaan air : Sw Kemiringan garis energi : Sf Kemiringan garis percepatan : Sa Berat air : wPersamaan Energi (3) percepatan : cv/ctpercepatan untuk tiap satuan berat air adalah : (w/g)(cv/ct) gaya = massa x percepatan Kerja oleh percepatan sepanjang dx : (w/g)(cv/ct) dx kehilangan energi krn percepatanDalam satuan berat air:dxtvghacc=1Persamaan Energi (4) Kehilangan energi krn gesekan: Sehingga persamaan Bernoulli: Disederhanakan: dx Sf hf . =dx Sf dxgvg gvdgvdy y dz zgvy z .12 2 22 2 2+cc+||.|

\|+ + + + + = + +o o o0 .122= +cc+||.|

\|+ + dx Sf dxtvg gvd dy dzoPersamaan Energi (5) dibagi dx dan diubah ke diferensial parsial Atau Untuk kemiringan saluran So = - cz/cx maka Persamaan Saint Venant ( )0122=cc+||.|

\|cc+ +c+ ctvg gvxSfxy z o01=cc+cc+ +cc+cctvg tvgvSfxyxz oSf Sotvg xvgvxy =cc+cc+cc 1 oKinerja Irigasi Permukaan Keseragaman (uniformity) Efisiensi aplikasi (application efficiency) Kecukupan (adequacy)Keseragaman Keseragaman menunjukkan kemerataan distribusi air di lahan. Besarnya tergantung waktu infiltrasi di seluruh lahan Keseragaman besar bila slope besar, kekasaran hidrolik kecil, debit besar, atau laju infiltrasi kecil.Keseragaman Di lapangan diukur dengan mengukur kedalaman infiltrasi di sepanjang lahan tiap jarak tertentu dan dihitung dengan keseragaman Christiansen % 100 1||.|

\| =x ndCUEfisiensi Aplikasi Efisiensi aplikasi adalah jumlah air yang digunakan oleh tanaman dibagi total air yang diberikan. Efisiensi aplikasi akan besar bila debit kecil, panjang lahan besar, kekasaran hidrolik besar, slope kecil, atau laju infiltrasi besar Efisiensi Aplikasi % 100= RZEa( )RO DPDRZi fc ==100u uAQt= Kecukupan Kecukupan adalah banyaknya bagian lahan yang menerima air cukup untuk mempertahankan kuantitas dan kualitas produksi tanaman pada tingkat menguntungkan. Kecukupan seringkali didekati dengan efisiensi simpanan% 100fcrzSSEs =Contoh hubungan antar kinerja irigasi permukaan CU rendah Ea rendah Es tinggi CU tinggi Ea tinggi Es rendah CU tinggi Ea rendah Es tinggi Beberapa JenisIrigasi Permukaan Irigasi Genangan/Sawah (Basin) sawah galengan siphon saluran Irigasi Alur (Furrow) Irigasi Alur (Furrow) aluralur Pola pembasahan Irigasi Surjan Irigasi Surjan Tabukan: Tanaman: palawija Ledokan Tanaman: padi Irigasi Surjan RE ETc ETc P P RO S IRIGASI CURAH (SPRINKLER) Irigasi Curah Membentuk tetesan mirip hujan ke lahan Fungsi: memenuhi kebutuhan air tanaman mencegah pembekuan mengurangi erosi angin memberikan pupuk Keuntungan Irigasi Curah pengukuran air lebih mudah tidak mengganggu pekerjaan pertanian dan hemat lahan efisiensi air tinggi investasi dengan mempertimbangkan kebutuhan jaringan distribusi luwes dan memungkinkan otomasi sehingga O&P lebih murah Kesesuaian Pemakaian Tanaman Cocok hampir semua tanaman (pohon, semak, hamparan), dapat disiramkan di atas atau di bawah kanopi Tidak cocok untuk beberapa jenis sayuran yang mudah rusak karena tetesan air Kemiringan lahan Cocok untuk lahan datar maupun bergelombang Tanah Paling cocok untuk tanah pasiran, tapi cocok untuk ham Air irigasi Cocok untuk air yang bersih dan bebas sedimen Komponen Irigasi Curah sumber sprinkler lateral mainlinepompa Contoh untuk sprinkler tak bergerak Tipe pemasangan sprinkler Portable Semi-portable Semipermanent Permanent Set-move Solid set Tipe pencurah Impact sprinkler Gear-driven sprinkler Reaction sprinkler Fixed head sprinkler Kinerja sprinkler Debit sprinkler Jarak lemparan Pola distribusi Rata-rata aplikasi Ukuran tetesan (droplets) ==nixii i iP A KC Q1aQk A =LSQk A =Pemilihan Sprinkler Kapasitas debit Tekanan operasi Lain-lain: Sudut nozzle, ukuran tetesan, jarak lemparan, dan pola aplikasi disesuaikan dengan angin, tanaman, dan sistem yang digunakan Sudut nozzle tergantung kecepatan angin dan tinggi tanaman Ukuran tetesan kecil cocok untuk tanah terbuka, tetesan besar cocok untuk daerah berangin IRIGASI TETES (TRICKLE / DRIP) Irigasi Tetes Definisi: suatu sistem untuk memasok air (dan pupuk) tersaring ke dalam tanah melalui suatu pemancar (emiter / dripper) Debit kecil dan konstan serta tekanan rendah. Air akan menyebar di tanah baik ke samping maupun ke bawah karena gaya kapiler dan gravitasi. Bentuk sebarannya tergantung jenis tanah, kelembaban, permeabilitas tanah, dan jenis tanaman Kesesuaian pemakaian Tanaman Biasanya cocok untuk tanaman semak, pohon, dan menjalar Tanaman dengan nilai ekonomi tinggi Topografi Bisa dipakai di semua jenis slope Tanah Bisa dipakai di semua jenis tanah Air Harus menggunakan air yang bersih untuk mencegak mampet di emiter Air harus bebas sedimen, ganggang, endapan pupuk, dll. Beberapa metode irigasi tetes Drip irrigation Subsurface irrigation Bubbler irrigation Spray irrigation Keuntungan irigasi tetes Efisiensi sangat tinggi (evaporasi , tidak ada gerakan air di udara, tidak ada pembasahan daun, runoff , pengairan dibatasi di sekitar tanaman pokok) Respon tanaman lebih baik (produksi, kualitas, keseragaman) Tidak mengganggu aerasi tanah, dapat dipadu dengan unsur hara, tekanan rendah, tidak mengganggu keseimbangan kadar lengas Mengurangi perkembangan serangga, penyakit, dan jamur Penggaraman/pencucian garam efektif karena ada isolasi lokasi.Keuntungan irigasi tetes Lahan tidak terganggu karena pengolahan tanah, siraman, dll. Meningkatkan drainasi permukaan. Perencanaan dan konstruksi murah bila penyumbatan tidak terjadi dan pemeliharaan emiter minimum. O&P murah. Bisa diletakkan di bawah mulsa plastik,bisa diterapkan di daerah bergelombang Komponen Irigasi Tetes Control head Sumber air Lateral Manifold Main line valve Sumber air HIDROPONIK (HYDROPINIC) Pengertian Hidroponik: Hydro air, Ponos kerja Hidroponik: pengerjaan atau pengelolaan air sebagai media tumbuh tanaman dan tempat mengambil unsur hara yang diperlukan pada budidaya tanaman tanpa menggunakan tanah sebagai media tanamKelebihan Kebersihan lebih mudah dijaga Tidak ada masalah berat (pengolahan tanah dan gulma) Air dan pupuk sangat efisien, Tidak tergantung musim Kualitas produksi tinggi Produktivitas tanaman lebih tinggi Mudah diseleksi dan dikontrol Dapat diusahakan di lahan sempitMacam-macam hidroponik Berdasarkan jenis media:1. Hidroponik dengan kultur air Mengunakanlarutannutrisisebagaimedianya. Contoh:NutrientFilmTechnique(NFT)dan Floating Hydroponic System (FHS)2. Hidroponik substrat Menggunakanmediatanamberupabahanporus selain tanah.Contohmediatanam:pasir,potongankayu, serbukkayu,arangkayu,sabutkelapa,batang pakis, dan arang sekam.Macam-macam hidroponik Berdasarkan cara pemberian larutan nutrisi: 1. sistem sirkulasi 2. sistem non-sirkulasiNutrient Film Technique (NFT) NFT: metode budidaya tanaman di mana akar tanaman tumbuh pada lapisan nutrisi yang dangkal dan tersirkulasi yang memungkinkan tanaman memperoleh, air, nutrisi, dan oksigen secara cukupMesin pendingin Tangki larutan nutrisi TimerPompaNutrient Film Technique (NFT) Syarat-syarat:1. kemiringan talang seragam 2. kecepatan aliran tidak boleh terlalu tinggi 3. lebar talang harus memadai 4. dasar talang harus rata 5. larutan nutrisi disirkulasikan secara berkala Kekurangan:1. Butuh supplai listrik terus menerus 2. Bila terjadi infeksi penyakit terhadap satu tanaman, maka seluruh tanaman akan tertular dalam waktu singkat.3. Butuh investasi awal besarFloating Hydroponic System (FHS) FHS: budidaya tanaman dengan cara menancapkan tanaman pada lubang styrofoam yang mengapung pada larutan nutrisi dalam suatu bak atau kolam sehingga akar tanaman terendam dan dapat menyerap larutan nutrisiFloating Hydroponic System (FHS) Larutan nutrisi tidak disirkulasi (tetap pada wadah Fluktuasi suhu larutan nutrisi lebih rendah Tanaman Mulsa TanahStyrofoam Larutan nutrisi Lantai kolam Hidroponik substrat Hidroponik substrat: metode budidaya tanaman dimana akar tanaman tumbuh pada media porus selain tanah yang dialiri larutan nutrisi sehingga memungkinkan tanaman memperoleh air, nutrisi, dan oksigen secara cukup Hidroponik substrat karakteristik media tanam: dapat menyerap dan menghantarkan air tidak mempengaruhi pH air tidak berubah warna tidak mudah lapuk Macam media tanam Anorganik Organik Cara pemberian larutan nutrisi: irigasi tetes, pasang surut Sistem Pasang Surut(ebb and flow) Tanaman ditanam di dalam pot dan diletakkan dalam suatu bak. Bak digenangi dan dikeringkan dengan larutan nutrisisecara bergantiansehingga komposisi larutan nutrisi dan oksigen seimbang Cara penggenangan dan pengeringan: Manual Otomatis dengan pengatur waktu (timer) Otomatis maupun sensor kadar lengas Sistem Pasang Surut TimerPompaTanaman dalam pot Tanki larutan nutrisi Bak pasang surut Aeroponik Aeroponik: cara bercocok tanam dimana akar tanaman tergantung di udara dan disemprot dengan larutan nutrisi secara terus menerusTanaman Styrofoam Plastik penutup Sprinkler Lubang drainase Rumah kaca (green house) Tanaman hidroponik biasanya dibudidayakan dalam greenhouse atau rumah kaca Fungsi rumah kaca di daerah tropis: melindungi tanaman dari curah hujan langsung dan dari serangan hama Rumah kaca daerah tropis harus memperhatikan ventilasi yang baik agar temperatur tidak terlalu tinggi Pendinginan rumah kaca: Evaporative cooling misting Zone cooling Aspek irigasi dalam hidroponik Fungsi irigasi dalam hidroponik: Memenuhi kebutuhan air tanaman Memberikan nutrisi bagi tanaman Efisiensi harus diperhatikan Kualitas air harus diperhatikan terutama untuk sistem sirkulasi Frekuensi penyiraman pada hidroponik substrat harus tepat