topik 2 kuliah kebut air irigasi-dkk

1Topik 2. Kebutuhan Air Irigasi - dkk

Topik 2. Kebutuhan Air Irigasi Untuk Tanaman Non-Padi danPadi

Pendahuluan

Tujuan Instruksional Khusus: Mahasiswa mampu: (a) memilih metodauntukmenghitung kebutuhan air irigasi untuk berbagai jenis tanaman pada suatu kondisi

iklimtertentu di suatu daerah; (b) membedakan kebutuhan air untuk tanaman padi dannon-padi.

Pokok bahasan:(a) Berbagai metoda Perhitungan Evapotranspirasi tanaman Acuan (ETo)(b) Penentuan koefisien tanaman(c) Pendugaan hujan efektif(d) Pendugaan kebutuhan air tanaman (ETc) dan keperluan air irigasi(e) Khusus perhitungan kebutuhan air irigasi untuk tanaman padiBahan Ajar

Bahan Ajar terdiri dari: (1) Air yang diperlukan tanaman dan pemakaian air, (2)Irigasipadi sawah, (3) Penelitian SRI (System of Rice Intensification). Pada FileTambahanTeknik Irigasi dan Drainase


Kuliah Topik 2, tercantum: (a) Software dan manual programCROPWAT- win, (b)D.K. Kalsim, 2007. Rancangan Operasional Sistim Irigasi untukPengembangan SRI.Seminar KNI-ICID 24 November 2007, Bandung, (c) DeficitIrrigation, paper FAO,2003, dalam bentuk pdf.

Air yang Diperlukan Tanaman dan Pemakaian Air1.

Penggunaan konsumtif adalah jumlah total air yang dikonsumsitanaman untukpenguapan (evaporasi), transpirasi dan aktivitas metabolisme tanaman.Kadang-kadangistilah itu disebut juga sebagai evapotranspirasi tanaman.Jumlah evapotranspirasikumulatif selama pertumbuhan tanaman yang harus dipenuhioleh air irigasi,dipengaruhi oleh jenis tanaman, radiasi surya, sistim irigasi,lamanya pertumbuhan,hujan dan faktor lainnya. Jumlah air yang ditranspirasikan tanamantergantung padajumlah lengas yang tersedia di daerah perakaran, suhu dan kelembabanudara, kecepatanangin, intensitas dan lama penyinaran, tahapan pertumbuhan, tipededaunan.Terdapat dua metoda untuk mendapatkan angka penggunaan konsumtiftanaman, yakni(a) pengukuran langsung dengan lysimeter bertimbangan(weighing lysimeter)atautidak bertimbangan (Gambar 1a dan 1b), dan (b) secara tidaklangsung denganmenggunakan rumus empirik berdasarkan data unsur cuaca.

Secara tidak langsung dengan menggunakan rumus empirikberdasarkan data unsurcuaca, pertama menduga nilai evapotranspirasi tanaman acuan(ETo). ETo adalah1jumlah air yang dievapotranspirasikan oleh tanaman rumputan dengantinggi 15~20 cm,tumbuh sehat, menutup tanah dengan sempurna, pada kondisi cukup air.Ada berbagairumus empirik untuk pendugaan evapotranspirasi tanaman acuan (ETo)tergantung padaketersediaan data unsur cuaca, antara lain: metoda Blaney-Criddle,Penman, Radiasi,Panci evaporasi (FAO, 1987). Akhir-akhir ini (1999) FAOmerekomendasikan metodaPenman-Monteith untuk digunakan jika data iklim tersedia (suhu rerataudara harian,jam penyinaran rerata harian, kelembaban relatif rerata harian, dankecepatan anginrerata harian. Selain itu diperlukan juga data letak geografi dan elevasilahan di ataspermukaan laut.

Selanjutnya untuk mengetahui nilai ET tanaman tertentu maka ETodikalikan dengannikai Kc yakni koefisien tanaman yang tergantung pada jenistanaman dan tahappertumbuhan. Nilai Kc tersedia untuk setiap jenis tanaman.

ETc = Kc ETo .../1/Keperluan air untuk ETc ini dipenuhi oleh air hujan (efektif) dan kalautidak cukup olehair irigasi. Keperluan air irigasi atau KAI dinyatakan denganpersamaan: .../2/KAI = ETc - HeHujan efektif (He) adalah bagian dari total hujan yang digunakanuntuk keperluantanaman. Perhitungan ETo dan daftar nilai Kc ada dalam programCROPWAT.Hujan EfektifEvapotranspirasi tanaman acuan (Reference crop evapotranspiration)1Teknik Irigasi dan Drainase


FAO mengumpulkan beberapa metoda metoda empirik untukmenghitung hujan efektifuntuk non-padi antara lain :2

Nilai persentase tertentu dari hujan bulanan (fixed percentage): P = a x P,a. eff totbiasanya nilai a = 0,7 0,9Hujan andalan (dependable rain)didefinisikan sebagai hujan dengan peluangb.terlewati tertentu: peluang terlewati 80% menggambarkan kondisitahun kering,50% kondisi tahun normal dan 20% kondisi tahun basah. Secaraempirik menurutAGLW/FAO:

P = 0.6 * P - 10; untuk P < 60 mm/bulan ef mean meanP = 0.8 * P - 25; untuk P > 60 mm/bulan ef mean mean

c. Rumus empirik yang dikembangkan secara lokal, biasanyadikembangkan denganrumus umum sebagai berikut:

P = a P + b untuk P < Z mmeff mean meanP = c P + d untuk P > Z mmeff mean meanKonstanta a, b, c dan d dikembangkan berdasarkan penelitian secaralokal.Hujan bulanan dengan peluang terlewati tertentu (misalnya 75%),untuk beberapadaerah sudah mempunyai persamaan linier antara hujan bulanan rata-rata denganhujan bulanan dengan peluang terlewati tertentu. Untuk Indonesia,Oldeman, L.R.(1980) menyatakan bahwa hujan peluang terlewati 75% (Y)dapat dinyatakandengan persamaan: Y = 0,82 X - 30, dimana X = rata-rata hujanbulanan. Hujanefektif untuk tanaman padi adalah 100% dari Y, sedangkan untukpalawija 75% dariY.USBR (United State Bureau of Reclamation) :d.

P = P x (125 - 0.2 P )/125; untuk P < 250 mm ef mean mean meanP = 125 + 0.1 x P ; untuk P > 250 mm ef mean mean

Gambar 1a. Lisimeter bertimbangan Gambar 1b. Lisimeter tak-bertimbangan2. Irigasi Padi SawahPengelolaan air irigasi padi sawah sangat penting untukmemaksimumkan pemanfaatanpengembangan teknologi budidaya padi. Dasar utama dalampengelolaan air tersebutMartin Smith, 1991. CROPWAT (ver.5.7): Manual and Guidelines. FAO2Teknik Irigasi dan Drainase


adalah pengetahuan tentang kondisi air yang optimum dalam kaitannyadengan tahappertumbuhan padi dan beberapa metoda untuk mendapatkan kondisioptimum tersebut.Keperluan air irigasi untuk tanaman padi

Seringkali dikatakan bahwa irigasi tanaman padi di sawah adalahmerupakan suatuproses penambahan air hujan untuk memenuhi keperluan air tanaman.Tanaman padisawah memerlukan air cukup banyak dan menginginkan genangan airuntuk menekanpertumbuhan gulma dan sebagai usaha pengamanan apabila terjadikekurangan air. Didaerah tropik walaupun pada musim hujan, sering terjadi suatu periodakering sampai 3minggu tidak turun hujan. Pada situasi tersebut diperlukan air irigasiuntuk menjaminpertumbuhan tanaman padi yang baik. Pada umumnya tinggigenangan air adalahsekitar 50 - 75 mm untuk padi varietas unggul (HYV), sedangkan untuk varietas lokal3antara 100 - 120 mm. Maksimum genangan air pada HYV adalahsekitar 15 cm.

4

Apabila laju evaporasi sekitar 2 - 6 mm/hari dan perkolasi ataurembesan sekitar 6mm/hari, maka lapisan genangan air tersebut akan mencapai nol padaselang waktu 4sampai 15 hari, apabila tidak ada hujan dan air irigasi. Apabila situasitersebut berlanjutsampai beberapa minggu terutama pada masa pertumbuhantanaman yang pekaterhadap kekeringan maka akan terjadi pengurangan produksi.

Suatu tetapan konversi keperluan air biasanya dinyatakan denganmm/hari yang dapatdikonversi ke suatu debit kontinyu pada suatu areal yakni 1 l/det/ha =8,64 mm/hari atau1 mm/hari = 0,116 l/det/ha .5

Pengolahan tanah

Terdapat beberapa metoda yang berbedadalam perhitungan keperluan air tanamandan umumnya perhitungan tersebut tidak

mencakup keperluan air selamapengolahan tanah. Sebagai contoh suatumetoda yang direkomendasikan olehFAO hanya didasarkan pada evapotran-

pirasi tanaman acuan, faktor tanaman,pertimbangan semua kehilangan air

irigasi dan hujan efektif. Keperluan airselama pengolahan tanah padi sawahumumnya menentukan puncak keperluan

air irigasi pada suatu areal irigasi.Beberapa faktor penting yangmenentukan besarnya keperluan airselama pengolahan tanah adalah sebagaiberikut :(1) Waktu yang diperlukan untukHYV: High Yielding Variety (varietas unggul)3Berdasarkan penelitian di IRRI (International Rice Research Institute), Los Banos,Filipina4 1liter =10 m ; 1 ha = 10 m ; 1 hari = 24 jam = 24 x 60 x 60 detik5 - 3 3 4 2Teknik Irigasi dan Drainase


pengolahan tanah yakni:(a) perioda waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan pengolahantanah(b) pertambahan areal pengolahan tanah dalam suatu grup petakansawah yangsangat tergantung pada ketersediaan tenaga kerja manusia, hewan atau

traktor.(2) Volume air yang diperlukan untuk pengolahan tanah, yangtergantung pada:(a) lengas tanah dan tingkat keretakan tanah pada waktu mulai

pengolahan tanah(b) laju perkolasi dan evaporasi(c) kedalaman lapisan tanah yang diolah menjadi lumpur.

Beberapa hasil penelitian di Bali dan Sumatera menunjukkan keperluanair yang cukupbesar antara 18 - 50 mm/hari (2,1 5,8 l/det/ha) dengan total keperluanair sekitar 400 -900 mm .6

Perioda pengolahan tanah

Kondisi sosial dan tradisi yang ada serta ketersediaan tenaga kerjamanusia, hewan atautraktor di suatu daerah sangat menentukan lamanya pengolahan tanah.Pada umumnyaperioda yang diperlukan setiap petakan sawah untuk pengolahan tanah(dari mulai airdiberikan sampai siap tanam) adalah sekitar 30 hari. Sebagai suatupegangan biasanyasekitar 1,5 bulan diperlukan untuk menyelesaikan pengolahan tanahdi suatu petaktersier. Pada beberapa kasus di mana alat dan mesin mekanisasi tersediadalam jumlah yang cukup, perioda tersebut dapat

diperpendek sampai sekitar 1 bulan.Total perioda pengolahan tanah di suatudaerah irigasi biasanya antara 1,5 sampai

3 bulan tergantung pada jumlahgolongan yang dipakai.7

Volume air yang diperlukan untukpengolahan tanah

Keperluan air selama pengolahan tanahmencakup keperluan untuk menjenuhkantanah dan suatu lapisan genangan yangdiperlukan segera setelah tanam. Rumus

di bawah ini dapat digunakan untuk menduga keperluan air padawaktu pengolahan tanah:

S = [S(a) - S(b)] x N x d x 10+ Fl +-4Fd .../3/

di mana S: keperluan air pengolahanlahan (mm), S(a): lengas tanah sesudahpelumpuran (%), S(b): lengas tanahsebelum pelumpuran (%), N: porositastanah (%), d: kedalaman lapisan tanahyang dilumpurkan (mm), Fl : kehilanganBinnie and Partners Ltd6 Sistim golongan disebut juga staggering7Teknik Irigasi dan Drainase


air selama pelumpuran (mm), Fd: tinggi genangan di petakansawah setelah tanam(mm).Meskipun rumus tersebut cukup akurat untuk menghitung keperluanair akan tetapibeberapa parameter sering terjadi beragam di lapangan. Dengandemikian seringkalikeperluan air pengolahan tanah diduga dari pengalaman dilapangan. Untuk tanahbertekstur liat berat tanpa retakan, keperluan air diambil sebesar 250mm. Jumlah inimencakup untuk penjenuhan, pelumpuran dan juga 50 mm genangan airsetelah tanam.Apabila lahan dibiarkan bera untuk waktu yang cukup lama (misal 1,5bulan) sehinggatanah retak-retak, jumlah air yang diperlukan sekitar 300 mm. Untuktekstur yang lebihringan angka tersebut akan lebih besar dari angka di atas.

Debit yang diperlukan

Laju penambahan areal pada waktu pengolahan tanah di suatu jalurpetakan-petakansawah yang mendapat pasok air dari satu inlet secara kolektif dalamsuatu petak tersier,akan menentukan besarnya debit yang diperlukan. Terdapat 3konsep tentang lajupertambahan areal pengolahan tanah dalam suatu kelompok petakansawah yakni :(a) Debit yang masuk ke inlet konstan selama pengolahan tanah (I

mm/hari =konstan)(b) Laju pertambahan areal lahan yang diolah konstan (dy/dt dalamha/hari =konstan)

Laju pertambahan areal lahan yang diolah mengikuti kurva distribusiGauss atau yanglainnya dengan nilai maksimum pada pertengahan perioda pengolahanlahan (T) ataudy/dt = maksimum pada t = T. Kasus yang pertama akan diuraikan disini dan dikenalsebagai metoda pendekatan dari van de Goor dan Ziljstra. Konseptersebut mengatakanbahwa suatu debit konstan diberikan pada suatu bagian dariunit tersier selamapengolahan tanah. Selama perioda tersebut diasumsikan air akanmengalir mengisipetakan-petakan sawah secara progresif. Sementara itu petakan yanglebih rendah akanterisi melalui limpasan dari petakan di atasnya setelah penuh.Diasumsikan bahwapetakan di atasnya secara kontinyu diisi air untuk memenuhikehilangan air akibatperkolasi dan evaporasi (Gambar 2 dan Gambar 7).

Dengan demikian pada tingkat awal, keperluan air adalah untukpenjenuhan tanah danmempertahankan suatu genangan lapisan air, sedangkan pada ahirperioda pengolahantanah mempertahankan lapisan genangan air adalah merupakan faktoryang dominan(the topping up requirement).Dengan demikian bagian areal unit tersier yang sedangdiolah (A ha) menerima volume air pada perioda waktu dt sebesar I Adt, dengan debitsebesar I. Dari jumlah air tersebut sebagian (M y dt) digunakan untukmempertahankanlapisan air di lahan yang telah dijenuhkan (y ha), sedangkan sisanya (Sdy) digunakanuntuk menjenuhkan areal baru sebesar dy ha.I A dt = M y dt + S dy ... /4/M : topping up requirement (mm/hari); I: laju pemberian air (mm/hari); T: lama periodapengolahan lahan dari mulai awal pemberian air sampai tanam (hari); S:jumlah air yangdiperlukan untuk menjenuhkan tanah dan menciptakan lapisangenangan air (mm).Persamaan tersebut dapat ditulis sebagai berikut :Teknik Irigasi dan Drainase


dy dy Sdt = S t = S = - ln( .. /5/I A - M y) + C... /4/, makaI A - M y I A - M y M

S I AS t = ln ... /6/C = ln(I Apada t = 0 -----> y = 0 , maka ) , maka M I A - M yMS I I MT

T = ln , maka ln ... /7/; =pada t = T ----> y = A , makaM I - M I - M S

MT

M eI MT Smaka = e dan akhirnya I = ... /8/SI - M MT

e - 1SM ek

Apabila k = MT/S; maka 1I = ... /9/e -k

Pada persamaan /9/ dapat dilihat bahwa A tidak mempengaruhi I.Untuk berbagai nilaiS, T dan M (evaporasi dan perkolasi) maka besarnya I denganmenggunakan rumus diatas dapat dilihat pada Tabel 1. Umumnya keperluan airpengolahan tanah berkisarantara 1,5 1,7 l/det/ha untuk nilai M antara 5 - 8 mm/hari dan S = 300mm dengan T =30 hari.

Keperluan air untuk pesemaian

Areal pesemaian umumnya antara 2% - 10% dari areal tanam.Lama pertumbuhanantara 20 - 25 hari. Jumlah keperluan air di pesemaian kuranglebih sama denganpenyiapan lahan. Sehingga keperluan air untuk pesemaian biasanyadisatukan dengankeperluan air untuk pengolahan tanah.

Gambar 2. Skhematisasi laju pengaliran air pada formula van de Goor danZijlstraTeknik Irigasi dan Drainase


Keperluan air pada berbagai tahap pertumbuhan tanaman

Tahap pertumbuhan padi dibagi menjadi: (a) pesemaian (10-30 hss)(seedling atau8juvenile period),(b) periode pertumbuhan vegetatif (0-60 hst), (c) periode reproduktifatau generatif (50-100 hst) dan (d) periode pematangan (100-120 hst)(ripening period)(Gambar 3)

Periode pesemaianPeriode ini merupakan awal pertumbuhan yang mencakup tahapperkecambahan benihserta perkembangan radicle(akar muda) dan plume(daun muda). Selama periode ini airyang dikonsumsi sedikit sekali. Apabila benih tergenang cukupdalam pada waktucukup lama sepanjang periode perkecambahan, makapertumbuhan

radicleakanterganggu karena kekurangan oksigen.

Pertumbuhan vegetatifPeriode ini merupakan periode berikutnya setelah tanam (transplanting)yang mencakup(a) tahap pemulihan dan pertumbuhan akar (0-10 hst), (b) tahappertumbuhan anakanmaksimum (10-50 hst) (maximum tillering)dan (c) pertunasan efektif dan pertunasantidak efektif (35-45 hst). Selama periode ini akan terjadi pertumbuhanjumlah anakan.Segera setelah tanam, kelembaban yang cukup diperlukan untukperkembangan akar-akar baru. Kekeringan yang terjadi pada peiode ini akan menyebabkanpertumbuhanyang jelek dan hambatan pertumbuhan anakan sehinggamengakibatkan penurunanhasil. Pada tahap berikutnya setelah tahap pertumbuhan akar,genangan dangkaldiperlukan selama periode vegetatif ini. Beberapa kalipengeringan (drainase)membantu pertumbuhan anakan dan juga merangsang perkembangansistim akar untukberpenetrasi ke lapisan tanah bagian bawah. Fungsi respirasi akarpada periode inisangat tinggi sehingga ketersediaan udara (aerasi) dalam tanah dengancara drainase(pengeringan lahan) diperlukan untuk menunjang pertumbuhanakar yang mantap.Selain itu drainase juga membantu menghambat pertumbuhan anakantak-efektif

(non-effective tillers).

Tabel 1. Kebutuhan air untuk penyiapan lahan padi sawah (mm/hari)

T = 30 hari T = 45 hariEvaporasi +Perkolasi S = 300 mm S = 250 mm S = 300 mm S = 250 mm

M I I I I I I I Imm/hari mm/hari lt/det/ha mm/hari lt/det/ha Mm/hari lt/det/ha mm/harilt/det/ha

5,0 12,7 1,47 11,1 1,28 9,05 1,10 8,4 0,975,5 13,0 1,50 11,4 1,32 9,08 1,13 8,8 1,026,0 13,3 1,54 11,7 1,35 10,1 1,17 9,1 1,056,5 13,6 1,57 12,0 1,39 10,4 1,20 9,4 1,097,0 13,9 1,61 12,3 1,43 10,8 1,25 9,8 1,137,5 14,2 1,64 12,6 1,46 11,1 1,28 10,1 1,178,0 14,5 1,68 13,0 1,50 11,4 1,32 10,5 1,228,5 14,8 1,71 13,3 1,54 11,8 1,36 10,8 1,259,0 15,2 1,76 13,6 1,57 12,1 1,41 11,2 1,309,5 15,5 1,79 14,0 1,62 12,5 1,45 11,6 1,3410,0 15,8 1,83 14,3 1,65 12,9 1,48 12,0 1,3910,5 16,2 1,88 14,7 1,70 13,2 1,53 12,4 1,4411,0 16,5 1,91 15,0 1,73 13,6 1,57 12,8 1,48hss: hari setelas semai; hst: hari setelah tanam8Teknik Irigasi dan Drainase


Periode reproduktif (generatif)Periode ini mengikuti periode anakan maksimum dan mencakup tahapperkembanganawal malai (panicle primordia) (40-50 hst) , masa bunting (50-60 hst)(booting),pembentukan bunga (60-80 hst) (heading and flowering).Situasi ini dicirikan denganpembentukan dan pertumbuhan malai.

Pada sebagian besar dari periode ini dikonsumsi banyak air.Kekeringan yang terjadipada periode ini akan menyebabkan beberapa kerusakan yangdisebabkan olehterganggunya pembentukan panicle, heading, pembungaan dan fertilisasi yangberakibat pada peningkatan sterilitas sehingga mengurangi hasil.Periode pamatangan (ripening atau fruiting)Periode ini merupakan periode terakhir dimana termasuk tahapanpembentukan susu(80-90 hst) (milky),pembentukan pasta (90-100 hst) (dough),matang kuning (100-110hst) (yellow ripe) dan matang penuh (110-120 hst) (full ripe). Selama periode ini sedikitair diperlukan dan secara berangsur-angsur sampai sama sekalitidak diperlukan airsesudah periode matang kuning (yellow ripe). Selama periode ini drainase perludilakukan, akan tetapi pengeringan yang telalu awal akanmengakibatkan bertambahnyagabah hampa dan beras pecah (broken kernel),sedangkan pengeringan yang terlambatmengakibatkan kondisi kondusif tanaman rebah.

Pada periode vegetatif jumlah air yang dikonsumsi sedikit, sehinggakekurangan airpada periode ini tidak mempengaruhi hasil secara nyata asalkantanaman sudah pulihdan sistim perakarannya sudah mapan. Tahapan sesudah panicle primordia, khususnyapada masa bunting, headingdan pembungaan memerlukan air yang cukup. Kekuranganair selama periode tersebut menghasilkan pengurangan hasil takterpulihkan. Dengandemikian perencanaan program irigasi di areal dimana jumlah airirigasinya terbatasuntuk menggenangi sawah pada seluruh periode, prioritas harusdiberikan untukmemberikan air irigasi selama periode pemulihan dan pertumbuhanakar serta seluruhperiode pertumbuhan reproduktif.

Jumlah konsumsi air dan hasil padi

Jumlah air yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman padi darimulai tanam sampaipanen tergantung pada berbagai faktor yakni: (a) lengas tanah tahapawal, (b) jenis dankesuburan tanah, (c) lama periode pertumbuhan, (d) metoda kultur-teknik, (e) topografi,(f) varietas tanaman dan lain-lain.

Penelitian di IRRI(1970) selama musim kemarau tahun 1969 memperlihatkan bahwa9jika total jumlah air yang dikonsumsi antara 750 mm~1000 mm, tidakmemperlihatkanperubahan hasil yang nyata. Tetapi jika lebih kecil dari 550 mm, makatidak ada hasilyang didapat (Gambar 4). Di Taiwan hasil penelitian padamusim hujanmemperlihatkan penurunan hasil yang cukup nyata jika jumlah airyang dikonsumsitanaman kurang dari 600 mm. Di Jepang, Iyozaki (1956) melaporkanbahwa keperluanair untuk mendapatkan hasil optimum adalah antara selang 20 mmsampai 30 mm perhari. Jumlah ini dapat dipertimbangkan optimum pada kondisipemupukan berat danteknik pemeliharaan intensif. Varietas unggul umumnya tidakmemperlihatkanpenurunan hasil pada kedalaman genangan sampai 15 cm. Di ataskedalaman genangantersebut diduga akan terjadi penurunan hasil akibat daripelemahan culmsdanpengurangan jumlah anakan.IRRI: International Rice Research Institue di Filipina9Teknik Irigasi dan Drainase


Pengelolaan air terkendali juga memperlihatkan penguranganpertumbuhan gulma.Williams (1969) memperlihatkan dengan genangan 15 cm,pertumbuhan rumput-rumputan dan teki-tekian (sedges)akan tertekan, tetapi pada genangan 7,5 cm beberapagulma berdaun lebar dan teki- tekian tumbuh dengan baik.Sebagai kesimpulan,lingkungan air pada tanaman padi adalah relatif kritis pada kondisidi bawah jenuhtetapi relatif toleran terhadap genangan air pada kedalaman antara 10 ~15 cm. Di ataskedalaman tersebut akan terjadi pengurangan hasil.

Metoda pemberian air pada padi sawahTerdapat dua metoda pemberian air untuk padi sawah yakni:(a) Genangan terus-menerus (continuous submergence)yakni sawah digenangi terus menerus sejak tanamsampai panen; (b) Irigasi terputus atau berkala (intermittent irrigation)yakni sawahdigenangi dan dikeringkan berselang-seling. Permukaan tanahdiijinkan kering padasaat irigasi diberikan.

Keuntungan irigasi berkala adalah sebagai berikut: (a)menciptakan aerasi tanah,sehingga mencegah pembentukan racun dalam tanah, (b)menghemat air irigasi, (c)mengurangi masalah drainase, (d) mengurangi emisi metan, (e) operasional irigasi10lebih susah. Keuntungan irigasi kontinyu adalah: (a) tidak memerlukankontrol yangketat, (b) pengendalian gulma lebih murah, (c) operasional irigasi lebihmudah.Evapotranspirasi Tanaman

Evapotranspirasi tanaman dapat diketahui dengan cara pengukurandan pendugaan.Metoda pendugaan evapotranspirasi acuan (ETo) dapat digunakanapabila data iklim didaerah tersebut tersedia. Berbagai metoda pendugaan ETo menurutFAO adalah: (a)Thornthwaite, (b) Blaney dan Criddle, (c) Radiasi, (d) Panci evaporasi,dan (d) Penman.Akhir-akhir ini (1999) FAO merekomendasikan metodaPenman-Monteith untukdigunakan jika data iklim tersedia (suhu rerata udara harian, jampenyinaran rerataharian, kelembaban relatif rerata harian, dan kecepatan angin rerataharian. Selain itudiperlukan juga data letak geografi dan elevasi lahan di ataspermukaan laut.Evapotranspirasi tanaman acuan (reference crop evapotranspiration, ETo)didefinisikansebagai evapotranspirasi dari tanaman rumput berdaun hijau,tinggi sekitar 15 cm,tumbuh sehat, cukup air, dan menutupi tanah dengan sempurna.

Evapotrasnpirasi tanaman untuk tanaman tertentu dihitung denganpersamaan: ETc = kcx ETo, dimana ETc: evapotranspirasi tanaman tertentu(mm/hari), ETo:evapotranspirasi tanaman acuan (mm/hari), kc: koefisien tanaman yangtergantung padajenis dan periode pertumbuhan tanaman. Nilai koefisien tanaman untuktanaman padidisarankan menggunakan data dari FAO juga, karena nilai kcpadi dari beberapaliteratur di Indonesia umumnya menggunakan pendugaanevapotranspirasi tanamanacuan dengan metoda yang berlainan. Koefisien tanaman padi yangdisarankan olehDepartemen Pekerjaan Umum dan FAO tercantum pada Tabel 2 .Penelitian di Taiwan: emisi metan pada genangan kontinyu (28.853.25 g/m; rerata laju emisi1 0 29.541.07 mg m h ) lebih besar daripada intermittent (rerata 15.271.46 g/m; rerata laju emisi- 2 - 1 25.390.56 mg m h). Sumber: Shang-Shyng Yang, Hsu-Lan Chang, 2000 (National Taiwan University).- 2 - 1Effect of green manure amendment and flooding on methane emission from paddyfields. Chemosphere Global Change Science, 3 (2001) 41-49. Pergamon. Elsevier Science Ltd.Teknik Irigasi dan Drainase


Tabel 2. Koefisien tanaman padi (kc)

Selama penyiapan Varietas Unggul Baru Varietas LokalLahan 1,20 1,20

Setengah bulanan sesudah tanam0,5 1,20 1,201,0 1,27 1,201,5 1,33 1,322,0 1,30 1,402,5 1,30 1,353,0 0 1,243,5 1,124,0 0

Perkolasi dan Rembesan

Pada lahan yang baru dibuka laju perkolasi biasanya sangat tinggisekitar 10 mm/hariatau lebih. Pada proses pelumpuran, koloid partikel liat akanmengendap ke lapisanbawah pada kedalaman lapisan olah (sekitar 20 cm) membentuk suatulapisan tanah.Sesudah puluhan tahun pengolahan tanah dengan pelumpuran biasanyalapisan kedap(lapisan tapak bajak)akan terbentuk sehingga laju perkolasi berkurang menjadi11sekitar 1 - 3 mm/hari pada tekstur liat berat. Sedangkan pada tanahbertekstur ringankadang-kadang masih cukup tinggi sekitar 10 mm/hari.

Pada kondisi tersebut laju perkolasi merupakan aspek dominan dalampenentuan jumlahkeperluan air. Rembesan (seepage)didefinisikan sebagai kehilangan air melaluigalengan yang disebabkan oleh lubang tikus, ketam atau retakan tanahpada galengan.Apabila lahan relatif datar dan genangan air di petakan sawahrelatif sama, makarembesan cenderung mengecil. Pada lahan miring dengan terasbangku makakehilangan karena rembesan sangat tinggi (sekitar 20 mm/hari). Petakansawah tertinggiharus diairi secepat mungkin dan laju pembuangan air di petakanterendah harus secepatmungkin.

Gambar 4. Hasil padi IR-8sebagai fungsi jumlah air yangdigunakan(Reyes R., 1960. IRRI, LosBanos, Filipina)Lapisan bajak disebut juga lapisan keras (hardpan) atau plow sole1 1Teknik Irigasi dan Drainase


Gambar 3. Periode pertumbuhan padi sawah dan pemakaian airTeknik Irigasi dan Drainase


Pengukuran jum lah air yang dikonsumsi tanaman

Untuk menentukan jumlah air yang dikonsumsi tanaman dapatdigunakan berbagaimetoda sebagai berikut: (a) metoda tangki pengamatan, (b)percobaan petakan dilapangan, dan (c) metoda inflow-outflow (keseimbangan air).

Metoda tangki pengamatan

Beberapa drum dipasang di sawah (Gambar 5). Masing-masing terdiridari 3 buah drumyakni: (a) drum A adalah tangki dengan dasar terbukaberisikan tanaman untukmengukur penggunaan air konsumtif dan perkolasi (E+T+P), (b) DrumB adalah tangkidengan dasar terbuka tanpa tanaman untuk mengukur evaporasi danperkolasi (E+P),dan (c) drum C dengan dasar tertutup tanpa tanaman untuk mengukurevaporasi (E).Dengan demikian: Transpirasi = A B; Perkolasi = B C;Evapotrasnpirasi = A (B C)

Percobaan petakan di lapanganPengukuran konsumsi air dengan

petakan-petakan sawah di lapangan padaareal irigasi yang seragam umumnya

lebih dapat diandalkan hasilnyadibandingan dengan pengukuran pada

drum. Ukuran petakan lapanganbervariasi dengan bentuk dan variasipetakan sawah pada areal yang mewakili.

Tiang ukur miring(sloping gages)dipasang untuk pengamatan tinggi mukaair harian (Gambar 6). Jika petakan yang

diamati cukup banyak, maka hasil yangdidapat akan lebih teliti. Pematang

sekeliling petakan harus tertutup dan kedap air untuk menghindaribocoran, inflow (IRatau GI) atau outflow (DR atau GO).

Keperluan air harian di petakan, diperoleh dengan membagi totalkedalaman air yangterukur tiang ukur miring segera sesudah hujan atau sesudah irigasidengan jumlah hariyang diperlukan untuk mengeringkan petakan.

Metoda keseimbangan air (inflow-outflow)Metoda ini terdiri dari pengukuran air yang masuk dan yang keluar daripetakan terpilih.Keseimbangan air dapat ditulis sebagai berikut (Gambar 6):RN + IR + GI = DR + GO + ET + WD + P .../10/dimana RN: hujan, IR: inflow air permukaan (irigasi), DR:outflow air permukaan(drainase), GI: lateral inflow airtanah dangkal, GO: lateral outflowairtanah dangkal,ET: evapotranspirasi, WD: perubahan simpanan (storage), P: perkolasi.Dengan cara lain maka:Teknik Irigasi dan Drainase


IR DR = ET + (GO GI) + WD + P RN /11/

Selama musim kemarau RN diasumsikan nol, maka dapat diasumsikanGO = GI.Jika WD diasumsikan konstan, maka jumlah air yang dikonsumsi D = ET +

P = (IR DR). Jumlah tersebut menggambarkan keperluan air untukevapotranspirasi tanamanditambah dengan perkolasi. Perkolasi dapat dipisahkan dari D denganmenghitung ETdengan persamaan empirik.

Gambar 5. Metoda pengamatan tangki lisimeter untuk tanaman padi

Gambar 6. Neraca Air di petakan sawahHujan efektifHujan efektif adalah bagian dari total hujan yang secara langsungmemenuhi keperluanair untuk tanaman. Hujan efektif untuk padi sawah merupakanaspek yang masihdipertentangkan, sehingga asumsi hujan efektif dalamperencanaan proyek masihTeknik Irigasi dan Drainase


beragam. Hujan efektif untuk sawah tadah hujan hampir 100%,sedangkan pada sawahberirigasi dimana genangan dipertahankan penuh secara kontinyumaka hujan efektifdapat dikatakan nol. Pada kenyataannya efektifitas hujan padapetakan sawahmerupakan sesuatu yang kompleks dan tergantung pada: (a)karakteristik hujan, apakahhujan terjadi dengan interval waktu teratur atau sangat beragam; (b)keragaman tinggigenangan air di petakan-petakan sawah, dan (c) metoda pemberian airirigasi apakahkontinyu atau berkala.

Pada daerah irigasi dengan topografi begelombang sampai miring,pemberian air irigasike petakan sawah umumnya dilakukan dari saluran kwarter masuk kepetakan sawahtertinggi kemudian setelah petakan tersebut cukup mendapat air, makaair melimpas kepetakan di bawahnya. Petakan-petakan sawah yang mendapatair dari satu inletmembentuk suatu jalur (inlet group) (Gambar 7) .Limpasan air ke petakan bawah dibuatdengan jalan memotong galengan di petakan atas pada elevasitertentu sehinggalimpasan terjadi dengan sendirinya apabila genangan yang diinginkan dipetakan atastelah dicapai. Sistim irigasi ini disebut dengan pemberian air dari petakke petak

(plot toplot irrigation) .

Dalam situasi debit air berkurang dari rencana maka petakansawah atas masihmendapatkan air secara penuh sedangkan yang di bawah tidakmendapatkan air. Jadiapabila jumlah air irigasi diperhitungkan dengan hujan efektif(misalnya 30% darikeperluan tanaman), maka 30% petakan bawah akan tidakmemperoleh air irigasisampai hujan betul-betul terjadi. Apabila hujan turun maka akan terjadilimpasan daripetakan atas dan mengisi petakan bawah, akan tetapikemungkinan pada waktu itutanaman di petakan bawah telah mengalami cekaman (stress) kekurangan air.

Ketergantungan terhadap hujan di petakan bawah dapatditanggulangi denganmenggunakan persentase hujan efektif yang lebih kecil dan menerimakenyataan bahwasebagian hujan yang akan terbuang cukup besar. Apabilapemberian air dilakukansecara rotasi (giliran) maka hujan efektif akan lebih besar daripada pemberian airkontinyu. Efektifitas hujan akan lebih besar apabila selangwaktu rotasi tersebutmenjadi lebih lama, akan tetapi selang waktu rotasi dibatasi oleh jumlahhari di managenangan di petakan sawah akan kembali nol (biasanya 5 sampai 10hari). Efektifitashujan pada daerah irigasi berkisar antara 100% pada sawah tadah hujandan 0% padairigasi teknis sempurna. Hujan efektif untuk padi sawahberirigasi dalam mm/hariumumnya diduga sebesar 70% dari hujan tengah bulanan denganperioda ulang 5 tahun(dalam mm/hari) selama pengolahan lahan, dan 40% sesudah tanamsampai panen.Pergantian lapisan genangan airPada waktu pemupukan genangan air diturunkan sampai ketinggiantertentu (macak-macak). Kemudian sesudah pemupukan air dipertahankan macak-macak beberapa harisambil dilakukan penyiangan (merumput). Setelah itu lapisangenangan air secaraberangsur-angsur ditambah sampai mencapai tinggi genanganyang dikehendaki.Dengan demikian tambahan air irigasi pada proses itu harusdiperhitungkan.Umumnya untuk HYV tinggi genangan sekitar 70 mm.Pengeringan pada waktupemupukan mengakibatkan genangan sekitar 10 - 20 mm (macak-macak). Dengandemikian diperlukan sekitar 50 mm air untuk mengembalikan kegenangan semula.Waktu yang diperlukan untuk pergantian air tergantung padavarietas padi, periodaTeknik Irigasi dan Drainase


tumbuh dan kebiasaan lokal. Cukup beralasan dalamperencanaan untukmengasumsikan 3 kali pengeringan, yakni (a) pada waktu tanam, (b) 1bulan sesudahtanam pada waktu masa anakan, dan (c) 2 bulan sesudahtanam pada waktupembentukan malai. Biasanya pengisian air kembali sesudah tanamdiperhitungkandalam perhitungan keperluan air untuk pengolahan tanah.Lama waktu pengisiankembali setebal 50 mm air biasanya diasumsikan memerlukan waktusekitar bulan,jadi laju pengisian adalah sebesar 3,3 mm/hari.

Keperluan Air Neto untuk suatu " inlet group"

Pada umumnya suatu kelompok petakan sawah menerima air darisaluran kwarter atautersier melalui suatu inlet yang digunakan secara kolektif.Satu jalur terdiri daribeberapa petani pemilik petakan sawah (lihat Gambar 7). Jumlah petanidalam satu inletkolektif tergantung pada: (a) ukuran petakan sawah, (b) kerapatanjaringan distribusidalam unit tersier, (c) luas garapan setiap petani, dan (d) topografi.Umumnya satu jalurterdiri dari 5 sampai 25 petani dengan total luasan antara 1 - 10 ha.Pada suatu kasusdimana hanya satu usahatani dalam satu jalur, maka jalur tersebutmenjadi suatu

farminlet. Keperluan air neto untuk suatu jalur dapat dihitung dengan pendekatan

bertahapdengan mempertimbangkan faktor-faktor yang berbeda dalampenentuan keperluan airtanaman di petakan sawah seperti penyiapan lahan, pengisian lapisanair, pergantian airdan hujan efektif. Tahapan waktu 10 atau 14 hari diperlukan untukmembuat tabelperhitungan.

Suatu contoh perhitungan keperluan air neto untuk suatu jalur denganawal kegiatan 1Nopember, 16 Nopember dan 1 Desember disajikan dalamTabel 3, 4 dan 5.Perhitungan pada tabel tersebut didasarkan pada data setengah bulananevapotranspirasidan setengah bulanan hujan dengan perioda ulang 5 tahun.Beberapa pertimbanganlainnya adalah:

(a) Pengolahan tanaho lama pengolahan tanah, T = 30 hario Keperluan air untuk pengolahan tanah pertama (MT1) pada ahirmusimkemarau, S(1) = 300 mmo Keperluan air untuk pengolahan tanah kedua (MT2) pada ahir musimhujan,S(2) = 250 mmo Debit yang diperlukan (I) selama pengolahan tanah (dari Tabel 1)

Topping up requirement: keperluan air untuk mempertahankan genangan(b)o koefisien tanaman kc untuk HYV (dari Tabel 2)o perkolasi dan rembesan P+S = 2 mm/hari

(c) Pergantian lapisan air setelah pengeringan:o waktu drainase petakan sawah 1 dan 2 bulan setelah tanamo lama pengisian kembali bulan, WLR = 3,3 mm/hari(d) Hujan efektif :o faktor hujan efektif selama pengolahan tanah, r = 0,7o faktor hujan efektif selama tahap pertumbuhan, r = 0,4(e) Tahap pematangan padi dan pemberaan :o pematangan mulai dari 2,5 bulan setelah tanam berlangsung selama0,5 bulano sawah diberakan selama bulan setelah panen.Teknik Irigasi dan Drainase


Gambar 7. Jalur irigasi (inlet group) pada irigasi plot to plot

Untuk menghindari keperluan air puncak pada suatu periode, makaareal dalam satudaerah irigasi dibagi menjadi beberapa golongan dengan beda awaltanam sekitar bulanan. Pada contoh ini Golongan I dimulai MT1 pada 1 Nopember,dan MT2 pada 16Maret; Golongan II mulai MT1 pada 16 Nopember, dan MT2 pada 1April; GolonganIII mulai MT1 pada 1 Desember, dan MT2 pada 16 April.

Dari Tabel 3, 4, dan 5 dapat dilihat bahwa keperluan airterbesar terjadi padapengolahan tanah di awal musim tanam sekitar 1,4 ~ 1,5 lt/det/ha.Keperluan untukpengolahan tanah pada MT2 (1,1 lt/det/ha) lebih kecil daripada MT1(1,5 lt/det/ha),disebabkan karena total keperluan untuk pengolahan tanah (terutamauntuk penjenuhan)lebih kecil yakni 250 mm pada MT2 dan 300 mm pada MT1. Airirigasi neto selamapertumbuhan tanaman berkisar antara 0,61 ~ 0,75 lt/det/ha, akan tetapiair irigasi yangdiperlukan setelah pengeringan sawah berkisar antara 1,08 ~ 1,17lt/det/ha. Total jumlahair irigasi yang diperlukan per musim tanam di jalur inlet adalah sekitar958 mm (9.580m /ha) pada MT1, dan 809 mm (8.090 m /ha) pada MT2.3 3Teknik Irigasi dan Drainase


Tabel 3. Air irigasi neto yang diperlukan di jalur irigasi(Golongan 1: awal pengolahan tanah MT1: 1 November, MT2: 16 Maret)

Data P (mm/hari) = 2

Keperluan air (mm/hari)Seteng Evapotransirasi untuk Hujan efektif Air di inlet neto

ah (mm/hari) Topp- Pe-ngo PerganBulana ing up lahan tian air (mm/hari) nWN

n (l/det/ETo kc ETc M I WLR P (1:5) r Pe (mm/ hari)ha)

1-Nov 5.1 1.20 6.12 8.12 14.60 2.50 0.7 1.75 12.85 1.4916 5.1 1.20 6.12 8.12 14.60 2.90 0.7 2.03 12.57 1.46

1-Dec 4.7 1.20 5.64 7.64 3.40 0.4 1.36 6.28 0.7316 4.7 1.27 5.97 7.97 3.20 0.4 1.28 6.69 0.78

1-Jan 4.3 1.33 5.72 7.72 3.30 2.60 0.4 1.04 9.98 1.1616 4.3 1.30 5.59 7.59 3.00 0.4 1.20 6.39 0.74

1-Feb 4.8 1.30 6.24 8.24 3.30 3.50 0.4 1.40 10.14 1.1816 4.8 matang 0.00 4.20 0.00 0.00

1-Mar 4.9 0.00 0.00 4.90 0.00 0.0016 4.9 1.20 5.88 7.88 13.00 5.10 0.7 3.57 9.43 1.09

1-Apr 4.5 1.20 5.40 7.40 12.60 5.50 0.7 3.85 8.75 1.0216 4.5 1.20 5.40 7.40 5.00 0.4 2.00 5.40 0.63

1-May 4.2 1.27 5.33 7.33 4.60 0.4 1.84 5.49 0.6416 4.2 1.33 5.59 7.59 3.30 4.30 0.4 1.72 9.17 1.06

1-Jun 4.1 1.30 5.33 7.33 4.00 0.4 1.60 5.73 0.6616 4.1 1.30 5.33 7.33 3.30 3.10 0.4 1.24 9.39 1.09

1-Jul 4.6 matang 0.00 2.50 0.00 0.0016-Jul 4.6 2.201-Aug 4.9 1.60

16 4.9 1.101-Sep 5.5 0.70

16 5.5 0.501-Oct 5.3 0.40

16 5.3 1.80

ETo: evapotranspirasi tanaman acuan (mm/hari), kc: koefisien tanaman, ETc:evapotranspirasi tanaman(mm/hari), M: keperluan air untuk mempertahankan genangan = ETc + Perkolasi +Rembesan (mm/hari),I: debit untuk pengolahan tanah (mm/hari) tergantung pada lama pengolahan tanah (T)dan penjenuhan(S), WLR (water layer replacement):jumlah air yang diperlukan untuk mengembalikan genangan setelahproses pengeringan sawah (mm/hari), P (1:5): Hujan yang terjadi denganperiode ulang 5 tahunan(mm/hari), r: angka pengganda untuk hujan efektif, Pe: hujan efektif = r x P(1:5),nWN

(net Water Need):Air irigasi neto yang diperlukan di inlet group (mm/hari dan liter/det/ha).Teknik Irigasi dan Drainase


Tabel 4. Air irigasi neto yang diperlukan di jalur irigasi(Golongan 2: awal pengolahan tanah MT1: 16 November, MT2: 1 April)

Data P (mm/hari) = 2Golongan: 2 MT1: 16-Nov MT2: 1-Apr

Keperluan air (mm/hari) Hujan efektifSeteng Evapotransirasi untuk (mm/hari) Air di inlet neto

ah (mm/hari) topping Pengola PergantBulan up han ian air nWN

an (l/det/ETo kc ETc M I WLR P (1:5) r Pe (mm/h ari)ha)

1-Nov16 5.1 1.20 6.12 8.12 14.60 2.90 0.7 2.03 12.57 1.46

1-Dec 4.7 1.20 5.64 7.64 14.30 3.40 0.7 2.38 11.92 1.3816 4.7 1.20 5.64 7.64 3.20 0.4 1.28 6.36 0.74

1-Jan 4.3 1.27 5.46 7.46 2.60 0.4 1.04 6.42 0.7416 4.3 1.33 5.72 7.72 3.30 3.00 0.4 1.20 9.82 1.14

1-Feb 4.8 1.30 6.24 8.24 3.50 0.4 1.40 6.84 0.7916 4.8 1.30 6.24 8.24 3.30 4.20 0.4 0.00 0.00

1-Mar 4.9 matang 0.00 4.90 0.4 0.00 0.0016 4.9 bera 0.00 0.00 5.10 0.0 0.00 0.00 0.00

1-Apr 4.5 1.20 5.40 7.40 12.50 5.50 0.7 3.85 8.65 1.0016 4.5 1.20 5.40 7.40 12.50 5.00 0.7 3.50 9.00 1.04

1-May 4.2 1.20 5.04 7.04 4.60 0.4 1.84 5.20 0.6016 4.2 1.27 5.33 7.33 4.30 0.4 1.72 5.61 0.65

1-Jun 4.1 1.33 5.45 7.45 3.30 4.00 0.4 1.60 9.15 1.0616 4.1 1.30 5.33 7.33 3.10 0.4 1.24 6.09 0.71

1-Jul 4.6 1.30 5.98 7.98 3.30 2.50 0.4 1.00 10.28 1.1916 4.6 matang 0.00 2.20 0.4 0.00

1-Aug 4.9 1.60 0.416 4.9 1.10 0.4

1-Sep 5.5 0.70 0.416 5.5 0.50

1-Oct 5.3 0.4016 5.3 1.80

Teknik Irigasi dan Drainase


Tabel 5. Air irigasi neto yang diperlukan di jalur irigasi(Golongan 3: awal pengolahan tanah MT1: 1 Desember, MT2: 16 April)

Data P (mm/hari)= 2Golongan: 3 Mulai MT1: 1-Dec MT2: 16-Apr

Keperluan air (mm/hari) Hujan efektifuntuk (mm/hari) Air di inlet netoSete- Evapotransirasi Perga(mm/hari)ngah toppin Pengola ntian nWNBulan- g up han airan (l/det/ETo kc ETc M tanah I WLR P (1:5) r Pe (mm/ hari)ha)

1-Nov16

1-Dec 4.7 1.20 5.64 7.64 14.30 3.40 0.7 2.38 11.92 1.3816 4.7 1.20 5.64 7.64 14.30 3.20 0.7 2.24 12.06 1.40

1-Jan 4.3 1.20 5.16 7.16 2.60 0.4 1.04 6.12 0.7116 4.3 1.27 5.46 7.46 3.00 0.4 1.20 6.26 0.73

1-Feb 4.8 1.33 6.38 8.38 3.30 3.50 0.4 1.40 10.28 1.1916 4.8 1.30 6.24 8.24 4.20 0.4 1.68 6.56 0.76

1-Mar 4.9 1.30 6.37 8.37 3.30 4.90 0.4 1.96 9.71 1.1316 4.9 matang 0.00 5.10 0.4 2.04 0.00 0.00

1-Apr 4.5 bera 0.00 5.50 0.4 2.20 0.00 0.0016 4.5 1.20 5.88 7.88 12.90 5.00 0.7 3.50 9.40 1.09

1-May 4.2 1.20 5.40 7.40 12.50 4.60 0.7 3.22 9.28 1.0816 4.2 1.20 5.40 7.40 4.30 0.4 1.72 5.68 0.66

1-Jun 4.1 1.27 5.33 7.33 4.00 0.4 1.60 5.73 0.6716 4.1 1.33 5.59 7.59 3.30 3.10 0.4 1.24 9.65 1.12

1-Jul 4.6 1.30 5.33 7.33 2.50 0.4 1.00 6.33 0.7316 4.6 1.30 5.33 7.33 3.30 2.20 0.4 0.88 9.75 1.13

1-Aug 4.9 matang 0.00 1.60 0.4 0.64 0.00 0.0016 4.9 1.10

1-Sep 5.5 0.7016 5.5 0.50

1-Oct 5.3 0.4016 5.3 1.80

3. Penelitian SRI (System of Rice Intensification)

Metode SRI yang pada awalnya dilakukan di Madagaskar oleh Fr.Henri de LaulineS.J., pendeta yang berasal dari Perancis yang sedang bertugas di sanapada tahun 1961,yang kemudian penerapannya berkembang dan dilakukan diberbagai negara. DiIndonesia Metode SRI mulai dikenal pada tahun 1999. Pada saat ini,tercatat lebih dari20 negara telah mencoba dan menerapkan metode ini. Padadasarnya, Metode SRIdikembangkan berdasarkan kreativitas petani setempat, denganmemanfaatkandukungan sumber daya lokal.System of Rice Intensificationatau SRI mulai dikembangkan di Jawa Barat sejak tahun1999. Pada bulan September tahun 2002 Bagian Proyek TGA, ProyekIrigasi AndalanJawa Barat, Departemen Pekerjaan Umum telah mengagendakan SRIsebagai salah satumateri pelatihan Aktivitas Penyuluhan Pertanian. Pelatihan dilaksanakanselama empatTeknik Irigasi dan Drainase


hari, dibagi dalam empat angkatan masing-masing 40 peserta. Totalsampai tahun 2006telah dilakukan pelatihan terhadap 3780 orang petani dan petugasinstansi terkait.Sampai tahun 2005 diperkirakan seluas 402 ha sawah di seluruh Jabar(0,04%) telahmenggunakan SRI-Organik. Menurut Direktorat PengelolaanLahan, DepartemenPertanian jumlah petani dan petugas terlatih SRI di Jawa Baratsampai tahun 2006adalah sebanyak 6.200 orang, dan luas tanam SRI pada MT 2005/2006adalah 570 ha.SRI merupakan suatu metode budidaya padi yang memiliki beberapakelebihan biladibandingkan dengan budidaya padi Konvensional. Kelebihan-kelebihan tersebut yaitu :(1). tanaman hemat air (pemberian genangan air maksimum 2 cm,paling baik macak-macak dan ada periode irigasi terputus/berselang); (2). hematbiaya (hanyamembutuhkan benih 5 kg/ha, tenaga tanam berkurang dll); (3).hemat waktu (bibitmuda, 10 hari setelah semai, panen lebih awal); (4) produksi lebihtinggi.Kelebihan-kelebihan tersebut merupakan dampak dari penerapanprinsip-prinsip dasarMetode SRI seperti (1). tanam bibit muda berusia kurang dari 15 harisetelah semai,ketika bibit masih berdaun dua helai; (2). tanam bibit satu lubang satudengan jaraktanam 25x25 cm, 30 x30 cm atau lebih jarang lagi; (3). pindah tanamharus sesegeramungkin (kurang dari 15 menit) dan harus hati-hati agar akartidak putus. Benihditanam dangkal (1~2 cm) membentuk huruf L; (4). Pemberian airmaksimum 2 cm(macak-macak) dan pada periode tertentu dikeringkan sampaitanah retak (irigasiberselang/ intermittent); (5). penyiangan sejak awal, sekitar umur 10 hari setelah tanam(HST) dan diulang 2-3 kali dengan interval 10 hari; (6). Sedapatmungkin menggunakanpupuk organik, meskipun hal ini bukan merupakan keharusan.Dari aspek penghematan air irigasi, perbedaan utama SRI yangditerapkan di Jabardengan SRI di luar Jabar adalah pengaturan air macak-macakselama pertumbuhantanaman dengan beberapa kali pengeringan. Sehingga sistempemberian airnyadilakukan secara berkala (intermittent)tidak kontinyu seperti pada padi konvensional.SRI di luar Jabar yang dikembangkan oleh Nippon Koeipada proyek DISIMPmenggunakan irigasi intermittentdengan genangan dangkal sekitar 2-3 cm sertabeberapa kali pengeringan, tanpa mengharuskan penggunaan pupukorganik. SementaraSRI di Jawa Barat lebih dikembangkan dengan mengarah kepadapenggunaan pupukorganik serta bahan-bahan alami lainnya. Hal tersebut didukung olehpotensi daerahtersebut dalam menyediakan bahan-bahan dasar pembuatanpupuk organik, sertakesadaran petani untuk memanfaatkan potensi lokal yang ada tersebut.

Kajian yang dilakukan oleh Balai Irigasi di Manonjaya ini merupakankajian kedua,pada musim tanam II tahun 2006. Berdasarkan data hasilpanen musim tanam Idiketahui bahwa dengan Metode SRI maka petani dapatmeningkatkan produksinyahingga 32,3% dibandingkan produksi pada musim tanamsebelumnya (rata-rataproduksi 4,72 ton GKG/ha). Sementara penghematan air irigasi padabudidaya padimetoda SRI dibandingkan dengan konvensional terjadi padaproses evaporasi danperkolasi. Evaporasi dan perkolasi akan jauh berkurang padakondisi macak-macakdibandingankan dengan kondisi genangan.Di masa depan diduga bahwa SRI akan berkembang pesat padamasyarakat petaniIndonesia. Untuk itu Balai Irigasi mencoba mengkaji sejauh manaefisiensi pemakaiandan efisiensi manfaat air irigasi dalam metoda SRI. Jikaberdasarkan hasil kajiantersebut terlihat adanya kenaikan nilai efisiensi pemakaian danmanfaat air yangsignifikan terhadap produksi, maka lebih lanjut akan ditelitimengenai hubunganjaringan dan sistim irigasi bagaimana yang diperlukan untukmenunjang metoda SRI.Teknik Irigasi dan Drainase


Pada tahapan tersebut nantinya akan dikajibeberapa kemungkinan implementasibudidaya padi metode SRI dalam suatu daerah irigasi.

Sejak tahun 2005 dilakukan penelitian SRI di rumah kaca dan dilapangan secarapartisipatif dengan kelompok tani di desa Margahayu,kecamatan Manonjaya,kabupaten Tasikmalaya (Jabar) bertujuan untuk mengetahuikebutuhan air danproduktivitas padi metoda SRI dan konvensional.

Hasil penelitian, memperlihatkan bahwa :12(1) Kesimpulan Penelitian di rumah kaca (Februari ~ Juli 2006)

Jika cukup tersedia pupuk organik maka metoda SRI-Jabardengan kondisi aira. 13macak-macak dan pengeringan secara berkala memberikan hasiltertinggi (56,4g GKG/rumpun) dibandingkan dengan metoda genangan SRI-Gorontalo(37,314g GKG/rumpun) ataupun konvensional (46,8 g GKG/rumpun).15

b. Jika tidak tersedia pupuk organik, maka pupuk anorganikdapat digunakandengan irigasi konvensional yakni pengelolaan air genangan 5 cm

kontinyu.Ditinjau dari aspek hemat air, maka metoda SRI-Jabarmemperlihatkan nilai

c.EMA tertinggi sebesar 1,27 kg GKG/mair, sedangkan pada sistim3konvensional baik dengan pupuk organik maupun anorganik nilai EMAsekitar0,9 kg GKG/mair. Dengan kata lain efisiensi manfaat air metoda SRI-Jabar3adalah 1,27 kali dari metoda konvensional. Jumlah air yangdikonsumsi hanyauntuk Evapotranspirasi saja.Pada SRI-Jabar dengan pupuk organik, keperluan air untuk ETc(mm/hari) pada

d.setiap tahap pertumbuhan (a) awal, (b) vegetatif, (c) pembungaan, (d)pengisianbulir, (e) pematangan adalah sebesar: (a) 1,6 mm/hari, (b) 3,5 mm/hari, (c) 7,1mm/hari, (d) 6,6 mm/hari, dan (e) 2,6 mm/hari. Total keperluanETc dalamsemusim 445 mm. Nilai koefisien tanaman(Kc) pada setiap pertumbuhan16tanaman: (a) 0,32 , (b) 0,71 , (c) 1,58 , (d) 1,50 , (e) 0,59.

e. Jumlah anakan maksimum yang dicapai pada kondisi rumah kacalebih kecildaripada kondisi di luar disebabkan oleh intensitas penyinaran

matahari dirumah kaca lebih kecil daripada di luar karena atapnya kurangtransparant.

(2) Pada MT2 2006 (Juni-Oktober) kondisi air kekurangan.Walaupun air yang tersedia hanya 27,3% dari yang seharusnya,metode SRI

a.menghasilkan produksi sekitar 89% dari hasil SRI MT(pada kondisi cukup air),1EMA rerata 2,20 kg GKG/m(pada tingkat produksi 5,10 ton GKG/ha). Pada3metoda non-SRI, air yang tersedia sekitar 48% dari yangseharusnya, tetapiproduksinya 77,7% dari hasil pada MT , EMAnya hanya 1,64 kg GKG/mair17 31(pada tingkat produksi 4,59 ton GKG/ha). EMA metode SRI adalah1,34 kalidari metode non-SRINaskah lengkap dapat dilihat di File Tambahan Topik 2 Kuliah. RancanganOperasional Irigasi untuk1 2

Pengembangan SRI . Paper yang ditulis oleh Dedi Kusnadi Kalsim disajikan padaSeminar KNI-ICID,tanggal 24 November di Bandung

SRI-Jabar: kompos 5~10 ton/ha, irigasi batas atas 2 cm dan batas bawah keringkapasitas lapang1 3 SRI-Gorontalo:

metode SRI yang diterapkan di Gorontalo oleh Nippon Koei, irigasi batasatas1 4

genangan (2-3 cm) dan batas bawah kondisi macak-macak. Pupuk anorganik diberikansebanyak tiga kalimenggunakan pupuk Urea, SP-36, dan KCl.

Konvensional: pupuk anorganik, genangan kontinyu 5~10 cm sampai periodepengisian bulir1 5 ETo dihitung dengan metoda Penman-Monteith menggunakan Cropwat ver 4.1.1 6Dalam perhitungan EMA pada kasus ini, volume air yang digunakan adalah total airirigasi dan air1 7hujanTeknik Irigasi dan Drainase


Kesimpulan MT 2006/2007 (Desember 2006~April 2007), air cukup.(3) 1Hasil ubinan tertinggi di Petak 1 SRI (jarak tanam 40 x 40 cm) sebesar7,0 ton

a.GKG/ha dan terrendah di Petak 3 Non-SRI (jarak tanam 20 x 20 cm)6,0 tonGKG/ha. Pada MTini jumlah hujan yang terjadi selama pertumbuhan sampai1panen adalah 1.698 mm, sedangkan jumlah air irigasi 89,5 mm. Irigasihanyadiberikan pada periode 0-20 hst dan sedikit di 21-50 hst, seterusnyadipenuhioleh air hujan

Kesimpulan MT 2006/2007 (Mei ~September 2007), air sedikit kurang.(4) 2Hasil ubinan SRI pada petak 1 dan petak 2 masing-masing sebesar7,5 ton

a.GKG/ha, sedangkan di petak 3 Non-SRI produksinya 6,2 ton GKG/ha.Reratatotal air irigasi 376 mm dan hujan yang terjadi 271 mm. Total airirigasi danhujan antara 460 ~ 812 mm. Hujan efektif 43,4%. Kodisi lengas tanahpada Jikadibandingkan dengan total hujan efektif dan air irigasi, maka nilaiEMA (kgGKG/mair) untuk petak 1-SRI, petak 2 SRI dan petak 3 Non SRI masing-3masing adalah sebesar 1,60, 1,21, dan 1,36.



Penutup

Beberapa pertanyaan:

(1) Bagaimana menghitung konversi kebutuhan air 1 liter/detik/ha =8,64 mm/hari?(2) Apa tujuan pelumpuran pada pengolahan tanah untuk tanaman padi?(3) Kenapa keperluan air pengolahan tanah pada MT1 (musimhujan) lebih besardaripada MT2 (musim kemarau)?(4) Apa yang dimaksud sistim golongan? Apa tujuan sistim golonganpada suatu daerahirigasi?

Apa yang dimaksud dengan topping up requirement ?(5)(6) Apa yang dimaksud dengan hujan efektif?(7) Apa yang dimaksud dengan hujan efektif menurut ahli irigasipertanian dan menurutahli teknik sipil

Sebutkan beberapa metoda pendugaan hujan efektif untuk pertanian(8)(9) Apa yang dimaksud dengan ETo, ETc, Kc?

Apa yang dimaksud dengan water layer replacement? Untuk keperluan apa saja?(10)(11)Apa yang dimaksud dengan perkolasi? bagaimana caramengukurnya?(12)Apa yang dimaksud dengan seepage? bagaimana caramengukurnya?(13)Apa maksudnya tinggi muka air di sawah diukur dengan slopinggage?(14)Kadar air gabah dapat dinyatakan dalam % kadar air wet basisdan dry basis.Terangkan arti % kadar air dry basis, dan % kadar air wet basis.

Kadar air tanah (lengas tanah atau soil moisture) umumnyadinyatakan dalam %

(15)kadar air dry basis, sedangkan kadar air gabah umumnya dinyatakandalan % kadarair wet basis. Apa alasannya?Jika diketahui hasil ubinan pada waktu panen adalah 5 ton GKP/ha,kadar air gabah

(16)kering panen 25%. Berapa besarnya prediksi hasil dalam satuanGKG/ha (kadar airGKG=14% wet basis). Berapa ton beras/ha?Jika total kebutuhan air selama satu musim tanam sebesar1.000 mm, dan

(17)produksinya 5 ton GKP/ha dengan kadar air panen 25% (wetbasis). Berapabesarnya EMA (Efisiensi Manfaat Air) dalam satuan kg GKG/mair? Jika rendemen3GKG ke beras adalah 0,70, berapa EMA dalam satuan kg beras/ m air?3

(18)Sebutkan beberapa metoda untuk pendugaan ETo dan dataiklim apa yangdiperlukan untuk masing-masing metoda

Bagaimana cara menghitung kebutuhan air irigasi untuk tanaman padisawah

(19)(20)Bagaimana caranya menentukan kebutuhan air untuktanaman dalam pot ataupolybag di rumah kaca? Apa satuan kebutuhan air yang tepat digunakan

pada kasusini?

Kunci Jawaban:1 m = 1000 liter, 1 ha = 10000 m , 1 hari = 24 jam = 24x60x60 detik3 2(1)(2) Pelumpuran bertujuan untuk: (a) meningkatkan daya simpan air,(b) mengurangiperkolasi, (c) menciptakan genangan(3) Pengolahan tanah pada MT1 adalah pada awal MH atau akhir MKdimana tanah

pada kondisi kering. Pengolahan tanah pada MT2 adalah pada awal MKatau akhirMH dimana tanah pada kondisi basah.

(4) Sistim golongan adalah pembagian daerah berdasarkanperbedaan awal tanam,

biasanya berbeda dalam 2 mingguan. Bertujuan untukmengurangi kebutuhanpuncak pada waktu pengolahan tanahTeknik Irigasi dan Drainase


Keperluan air irigasi untuk mmpertahankan lapisan genanganpada lahan yang

(5)sudah diolah tanahnya.

(6) Bagian hujan yang digunakan untuk keperluan tanaman yakniperkolasi dan ETpada tanaman padi. Untuk tanaman non-padi yang digunakan untuk ET.(7) Ahli pertanian definsi hujan efektif seperti pada nomor 6. Untukahli teknik sipilhujan efektif adalah bagian hujan berupa run-off yang mengisi

simpanan waduk(8) Metoda pendugaan hujan efektif dibagi dua, yakni (a) untuk padisawah, dan (b)untuk non-padi sawah. Lihat bahan ajar.(9) (a) ETo: evapotranspirasi tanaman acuan yakni sejenis rumput-tumputan, tinggi 15cm, menutup tanah dengan sempurna, tumbuh sehat berdaun hijau, tidak

kekuranganair. (b) ETc: evapotranspirasi tanaman, ETc = kc x ETo. (c) kc adalahkoefisientanaman tegantung pada jenis dan tahap pertumbuhan tanaman.

(10)Water layer replacement: Sejumlah air yang diperlukanuntuk mengembalikangenangan pada kondisi semula sesudah dilakukan pengeringan

pada waktupemupukan(11)Perkolasi adalah rembesan arah vertikal dinyatakan dalam mm/hari,diukur denganalat lysimeter alas terbuka dan alas tertutup atau dengan perkolasimeter(12)Seepage adalah rembesan dari pematang sawah. Biasanya diukurbersama denganperkolasi dengal alat sloping gage atau mistar ukur miring diletakkan

di sawah.(13)Sloping gage adalah mistar miring, sehingga tinggi muka airgenangan dapat dibacadengan mudah(14)% kadar air gabah wet basis = (berat basah-berat kering oven)/beratbasah x 100%.% kadar air gabah dry basis = (berat basah-berat kering oven)/berat

kering oven x100%(15)Kadar air tanah dalam dry basis supaya mudah diperbandingkandan berlaku umum.Kadar air gabah dinyatakan dalam wet basis untuk mencegah

terjadinya kadar airlebih dari 100%.(16)GKG = (100 ka GKP)/(100-14) x berat GKP. Jadi 5 ton GKP/ha,kadar air 25% =(100 25)/86 X 5 ton/ha = 4,36 ton GKG/ha. Asumsi rendemen

beras/GKG = 0,70.Produksi = 3,05 ton beras/ha.EMA = 0,436 kg GKG/m air = 0,305 kg beras/m air.(17) 3 3

(18)Tergantung dari ketersediaan data dapat digunakan beberapametoda: (a) Blaney-Criddle, (b) Thornthwite, (c) Metoda Radiasi, dan (d) Penman-Monteith(19)Untuk padi sawah: KAI (Kebutuhan Air Irigasi) = ET + P Hujanefektif. Untuknon-padi sawah: KAI = ET Hujan efektif(20)Dalam polybag sebaiknya KAT (Kebutuhan Air Tanaman)dinyatakan dalam literper hari per pot. ET dapat dihitung dengan cara penimbangan pot per

hari. Jumlahkg kehilangan berat per hari ekivalen dengan jumlah kg (liter) air yanghilang perhari karena digunakan ET



Daftar Pustaka

1. Ankum, P.,1989. Irrigation Water Requirement: at field, tertiary andmain systemlevel. International Institute for Hydraulic and Environmental

Engineering. Delft,The Neherlands.2. Doorenbos, J. and W.O. Pruitt. 1984. Crop Water Requirements.FAO. Irrigationand Drainage Paper no.24, Rome.3. Dastane, N.G., 1974. Effective Rainfall in Irrigated Agriculture. FAO,Irrigation andDrainage Paper No 25. Rome

Dedi Kusnadi Kalsim, 2002 (edisi ke 2). Rancangan Irigasi Gravitasi,Drainase dan

4.Infrastruktur. Laboratorium Teknik Tanah dan Air, JurusanTeknik Pertanian,Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

5. Martin Smith, 1991. CROPWAT (ver.5.7): Manual and Guidelines.FAO


topik 2 kuliah kebut air irigasi-dkk

Documents