MEMPELAJARI KARAKTERISTIK HIDROLIKA
PIPA SUB-UNIT JARINGAN IRIGASI TETES
PADA SISTEM HIDROPONIK
Oleh :
Nurbaeti Khoerunnisa F14104058
2009
MEMPELAJARI KARAKTERISTIK HIDROLIKA
PIPA SUB-UNIT JARINGAN IRIGASI TETES
PADA SISTEM HIDROPONIK
Oleh :
Nurbaeti Khoerunnisa F14104058
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
2009
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
MEMPELAJARI KARAKTERISTIK HIDROLIKA
PIPA SUB-UNIT JARINGAN IRIGASI TETES
PADA SISTEM HIDROPONIK
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
Nurbaeti Khoerunnisa F14104058
Dilahirkan pada tanggal 8 April 1987 di Cirebon Tanggal ujian: 25 Agustus 2008
Menyetujui, Bogor, Februari 2009
Dr. Ir. Prastowo, MEng.
Pembimbing Akademik
Mengetahui,
Dr. Ir. Desrial, MEng.
Nurbaeti Khoerunnisa. F14104058. Mempelajari Karakteristik Hidrolika Pipa Sub-Unit Jaringan Irigasi Tetes pada Sistem Hidroponik. Di bawah bimbingan Prastowo.
RINGKASAN
Untuk memenuhi kebutuhan hara tanaman, tanaman harus disiram dan mendapatkan suplai hara dari luar. Dalam bidang pertanian, eksploitasi air dapat dilakukan secara efisien dengan menerapkan sistem irigasi yang tepat. Sistem irigasi adalah suatu metode pemberian air pada tanaman untuk memenuhi kebutuhan air tanaman dengan waktu dan jumlah tertentu. Irigasi tetes (trickle irrigation) merupakan cara pemberian air secara langsung, baik pada permukaan tanah maupun di dalam tanah melalui tetesan secara sinambung dan perlahan pada tanah di daerah perakaran tanaman atau di sekitar tanaman. Secara teoritis efisiensi irigasi tetes relatif lebih tinggi dibandingkan dengan efisiensi sistem irigasi yang lain, karena sistem irigasi tetes hanya memberikan air pada daerah perakaran tanaman dan dilakukan dengan kecepatan lambat, sehingga mengurangi .kehilangan air irigasi.
Komponen sistem irigasi tetes terdiri atas emitter atau penetes, pipa lateral, pipa sub utama atau manipol, pipa utama, pompa dan tenaga penggerak, serta komponen pendukung antara lain terdiri dari katup-katup, pengatur tekanan, pengatur debit, tangki bahan kimia, dan sistem pengontrol. Untuk semua tipe irigasi tetes, pipa lateral selalu tersambung dengan pipa sub-unit.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari karakteristik hidrolika pipa sub-unit jaringan irigasi tetes pada sistem hidroponik meliputi parameter-parameter sebagai berikut, diameter dan panjang pipa lateral, diameter dan panjang pipa manipol, dan koefisien penyebaran irigasi. Penelitian dilaksanakan dari bulan Mei sampai dengan Juni 2008 di greenhouse University Farm, Cikabayan, Bogor. Bahan dan alat yang digunakan, jaringan irigasi tetes, pita ukur dan penggaris, gelas ukur, stopwatch, perlengkapan kerja lain seperti alat tulis, kalkulator, dan komputer.
Pengumpulan data jaringan irigasi tetes meliputi panjang pipa, diameter pipa, jarak antar pipa lateral, jumlah emitter pada tiap pipa lateral, dan komponen jaringan irigasi tetes lainnya. Pengukuran debit penetes dan jumlah air yang diberikan pada setiap tanaman contoh diukur dengan menampung air yang keluar dari penetes dengan gelas ukur selama proses penyiraman.
Total panjang pipa lateral adalah 70 m dan berdiameter 3/4 inci (19.05 mm), panjang pipa manipol adalah 7.10 m dan berdiameter 3/4 inci (19.05 mm), serta jumlah emitter per lateral sebanyak 35 buah dengan jarak antar penetes 50 cm. Pengukuran debit keluaran penetes pada sistem irigasi tetes dilakukan pada saat pengoperasian sistem irigasi. Banyaknya titik pengamatan yang diukur adalah 72 buah dimana pada setiap lateral diambil 18 titik pengukuran dari 35 titik yang ada.
(eksponen debit). Dari hasil perhitungan diperoleh kehilangan tekanan (∆Hl) pada pipa lateral sebesar 0.01 m (0.05% He) dan pada pipa manipol (∆Hm) sebesar 0 m (0% He). Nilai tersebut memperlihatkan bahwa besarnya kehilangan tekanan memenuhi persyaratan hidrolika karena ∆Hl≤ 11% He dan ∆Hm≤ 9% He.
Debit aliran rata-rata hasil pengukuran pada setiap penetes bervariasi. Ketidakseragaman tersebut dikarenakan oleh pemasangan penetes yang kurang pas serta tersumbatnya beberapa emitter sehingga memperkecil debit yang keluar. Jika variasi debit semakin besar maka nilai keseragaman penyebarannya semakin kecil, sebaliknya jika nilai variasi debit semakin kecil maka nilai keseragaman penyebarannya semakin besar. Dari hasil pengukuran didapatkan nilai debit penetes rata-rata sebesar 0.87 l/jam. Besarnya debit maksimum dan debit minimum penetes sebesar 1.58 l/jam dan 0.68 l/jam. Nilai koefisien variasi penetes (v) pada sistem irigasi tetes di lokasi rata-rata sebesar 0.20.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Mempelajari Karakteristik Hidrolika Pipa Sub-Unit Jaringan Irigasi Tetes pada Sistem Hidroponik.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. Prastowo, MEng. selaku dosen Pembimbing Akademik.
2. Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA dan Ir. Meiske Widyarti, MEng. selaku dosen penguji.
3. Bapak (H. Mokh Said SPd.), Mimih (Hj. Yuyu Ru’yatin), dan Teteh (Alifa Jannatul Ma’wa SPt.) yang telah banyak memberikan doa dan kasih sayangnya.
4. Dr. Ir. Anas D. Susila, MSi, selaku Kepala University Farm, Pak Koko dan Pak Mamat dari pihak University Farm atas bantuannya selama pelaksanaan penelitian serta Pak Ahmad, Pak Trisnadi, Pak Karsono, dan Kak Sanz yang telah banyak membantu.
5. Ana, Salix, Difna, Firly, Indra L, Arip, Dena, Erpi, Miranti, Qiqib, Anda, Teh Prita, teman-teman dari TTA dan TEP’41 yang telah memberikan warna selama penulis menempuh pendidikan, serta Ar-Rahmah Crew atas kebersamaan dan keceriaannya.
Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan-kekurangan dalam penulisan ini, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dengan harapan dapat memperbaiki isi skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat, baik untuk penulis sendiri maupun bagi pembaca dan rekan-rekan yang membutuhkan.
Bogor, Februari 2009
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... ... ii
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
DAFTAR LAMPIRAN ... v
I. PENDAHULUAN ... 1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
A. SISTEM HIDROPONIK ... 3
B. KOMPONEN IRIGASI TETES ... 4
C. HIDROLIKA PIPA SUB-UNIT ... 8
D. KESERAGAMAN PENYEBARAN ... ..9
III. METODOLOGI PENELITIAN ... …15
A. WAKTU DAN TEMPAT ... 15
B. KERANGKA PEMIKIRAN ... 15
C. METODE PENGUMPULAN DATA ... 16
D. METODE ANALISIS DATA ... 17
E. BAHAN DAN ALAT ... 17
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 18
A. HIDROLIKA PIPA SUB-UNIT JARINGAN IRIGASI TETES ... 18
B. KESERAGAMAN ALIRAN PENETES ... 22
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 28
A. KESIMPULAN ... 28
B. SARAN ... 28
DAFTAR PUSTAKA ... 29
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Klasifikasi koefisien variasi penetes (v) ... 9
Tabel 2. Koefisien reduksi (F) untuk pipa multi outlet ... 13
Tabel 3. Karakteristik hidrolika pipa lateral yang digunakan ... 20
Tabel 4. Karakteristik hidrolika pipa manipol yang digunakan ... 21
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Pipa lateral dan pipa penetes ... 4
Gambar 2. Pipa lateral yang tersambung dengan pipa manipol ... 5
Gambar 3. Katup dan penyaring (filter) pada pipa ... 5
Gambar 4. Tata letak jaringan irigasi tetes (Schwab et al. 1981) ... 6
Gambar 5. Penetes ... 6
Gambar 6. Kerangka pemikiran penelitian ... 15
Gambar 7. Titik pengukuran ... 16
Gambar 8. Pengukuran volume penyiraman ... 16
Gambar 9. Variasi debit penetes sepanjang pipa lateral 1 ... 18
Gambar 10. Variasi debit penetes sepanjang pipa lateral 2 ... 19
Gambar 11. Variasi debit penetes sepanjang pipa lateral 3 ... 19
Gambar 12. Variasi debit penetes sepanjang pipa lateral 4 ... 19
Gambar 13. Desain penetes ... 23
Gambar 14. Grafik variasi debit penetes pada ulangan 1... 25
Gambar 15. Grafik variasi debit penetes pada ulangan 2... 26
DAFTAR LAMPIRAN
MEMPELAJARI KARAKTERISTIK HIDROLIKA
PIPA SUB-UNIT JARINGAN IRIGASI TETES
PADA SISTEM HIDROPONIK
Oleh :
Nurbaeti Khoerunnisa F14104058
2009
MEMPELAJARI KARAKTERISTIK HIDROLIKA
PIPA SUB-UNIT JARINGAN IRIGASI TETES
PADA SISTEM HIDROPONIK
Oleh :
Nurbaeti Khoerunnisa F14104058
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
2009
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
MEMPELAJARI KARAKTERISTIK HIDROLIKA
PIPA SUB-UNIT JARINGAN IRIGASI TETES
PADA SISTEM HIDROPONIK
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
Nurbaeti Khoerunnisa F14104058
Dilahirkan pada tanggal 8 April 1987 di Cirebon Tanggal ujian: 25 Agustus 2008
Menyetujui, Bogor, Februari 2009
Dr. Ir. Prastowo, MEng.
Pembimbing Akademik
Mengetahui,
Dr. Ir. Desrial, MEng.
Nurbaeti Khoerunnisa. F14104058. Mempelajari Karakteristik Hidrolika Pipa Sub-Unit Jaringan Irigasi Tetes pada Sistem Hidroponik. Di bawah bimbingan Prastowo.
RINGKASAN
Untuk memenuhi kebutuhan hara tanaman, tanaman harus disiram dan mendapatkan suplai hara dari luar. Dalam bidang pertanian, eksploitasi air dapat dilakukan secara efisien dengan menerapkan sistem irigasi yang tepat. Sistem irigasi adalah suatu metode pemberian air pada tanaman untuk memenuhi kebutuhan air tanaman dengan waktu dan jumlah tertentu. Irigasi tetes (trickle irrigation) merupakan cara pemberian air secara langsung, baik pada permukaan tanah maupun di dalam tanah melalui tetesan secara sinambung dan perlahan pada tanah di daerah perakaran tanaman atau di sekitar tanaman. Secara teoritis efisiensi irigasi tetes relatif lebih tinggi dibandingkan dengan efisiensi sistem irigasi yang lain, karena sistem irigasi tetes hanya memberikan air pada daerah perakaran tanaman dan dilakukan dengan kecepatan lambat, sehingga mengurangi .kehilangan air irigasi.
Komponen sistem irigasi tetes terdiri atas emitter atau penetes, pipa lateral, pipa sub utama atau manipol, pipa utama, pompa dan tenaga penggerak, serta komponen pendukung antara lain terdiri dari katup-katup, pengatur tekanan, pengatur debit, tangki bahan kimia, dan sistem pengontrol. Untuk semua tipe irigasi tetes, pipa lateral selalu tersambung dengan pipa sub-unit.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari karakteristik hidrolika pipa sub-unit jaringan irigasi tetes pada sistem hidroponik meliputi parameter-parameter sebagai berikut, diameter dan panjang pipa lateral, diameter dan panjang pipa manipol, dan koefisien penyebaran irigasi. Penelitian dilaksanakan dari bulan Mei sampai dengan Juni 2008 di greenhouse University Farm, Cikabayan, Bogor. Bahan dan alat yang digunakan, jaringan irigasi tetes, pita ukur dan penggaris, gelas ukur, stopwatch, perlengkapan kerja lain seperti alat tulis, kalkulator, dan komputer.
Pengumpulan data jaringan irigasi tetes meliputi panjang pipa, diameter pipa, jarak antar pipa lateral, jumlah emitter pada tiap pipa lateral, dan komponen jaringan irigasi tetes lainnya. Pengukuran debit penetes dan jumlah air yang diberikan pada setiap tanaman contoh diukur dengan menampung air yang keluar dari penetes dengan gelas ukur selama proses penyiraman.
Total panjang pipa lateral adalah 70 m dan berdiameter 3/4 inci (19.05 mm), panjang pipa manipol adalah 7.10 m dan berdiameter 3/4 inci (19.05 mm), serta jumlah emitter per lateral sebanyak 35 buah dengan jarak antar penetes 50 cm. Pengukuran debit keluaran penetes pada sistem irigasi tetes dilakukan pada saat pengoperasian sistem irigasi. Banyaknya titik pengamatan yang diukur adalah 72 buah dimana pada setiap lateral diambil 18 titik pengukuran dari 35 titik yang ada.
(eksponen debit). Dari hasil perhitungan diperoleh kehilangan tekanan (∆Hl) pada pipa lateral sebesar 0.01 m (0.05% He) dan pada pipa manipol (∆Hm) sebesar 0 m (0% He). Nilai tersebut memperlihatkan bahwa besarnya kehilangan tekanan memenuhi persyaratan hidrolika karena ∆Hl≤ 11% He dan ∆Hm≤ 9% He.
Debit aliran rata-rata hasil pengukuran pada setiap penetes bervariasi. Ketidakseragaman tersebut dikarenakan oleh pemasangan penetes yang kurang pas serta tersumbatnya beberapa emitter sehingga memperkecil debit yang keluar. Jika variasi debit semakin besar maka nilai keseragaman penyebarannya semakin kecil, sebaliknya jika nilai variasi debit semakin kecil maka nilai keseragaman penyebarannya semakin besar. Dari hasil pengukuran didapatkan nilai debit penetes rata-rata sebesar 0.87 l/jam. Besarnya debit maksimum dan debit minimum penetes sebesar 1.58 l/jam dan 0.68 l/jam. Nilai koefisien variasi penetes (v) pada sistem irigasi tetes di lokasi rata-rata sebesar 0.20.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Mempelajari Karakteristik Hidrolika Pipa Sub-Unit Jaringan Irigasi Tetes pada Sistem Hidroponik.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. Prastowo, MEng. selaku dosen Pembimbing Akademik.
2. Dr. Ir. Nora H. Pandjaitan, DEA dan Ir. Meiske Widyarti, MEng. selaku dosen penguji.
3. Bapak (H. Mokh Said SPd.), Mimih (Hj. Yuyu Ru’yatin), dan Teteh (Alifa Jannatul Ma’wa SPt.) yang telah banyak memberikan doa dan kasih sayangnya.
4. Dr. Ir. Anas D. Susila, MSi, selaku Kepala University Farm, Pak Koko dan Pak Mamat dari pihak University Farm atas bantuannya selama pelaksanaan penelitian serta Pak Ahmad, Pak Trisnadi, Pak Karsono, dan Kak Sanz yang telah banyak membantu.
5. Ana, Salix, Difna, Firly, Indra L, Arip, Dena, Erpi, Miranti, Qiqib, Anda, Teh Prita, teman-teman dari TTA dan TEP’41 yang telah memberikan warna selama penulis menempuh pendidikan, serta Ar-Rahmah Crew atas kebersamaan dan keceriaannya.
Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan-kekurangan dalam penulisan ini, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dengan harapan dapat memperbaiki isi skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat, baik untuk penulis sendiri maupun bagi pembaca dan rekan-rekan yang membutuhkan.
Bogor, Februari 2009
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... ... ii
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
DAFTAR LAMPIRAN ... v
I. PENDAHULUAN ... 1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
A. SISTEM HIDROPONIK ... 3
B. KOMPONEN IRIGASI TETES ... 4
C. HIDROLIKA PIPA SUB-UNIT ... 8
D. KESERAGAMAN PENYEBARAN ... ..9
III. METODOLOGI PENELITIAN ... …15
A. WAKTU DAN TEMPAT ... 15
B. KERANGKA PEMIKIRAN ... 15
C. METODE PENGUMPULAN DATA ... 16
D. METODE ANALISIS DATA ... 17
E. BAHAN DAN ALAT ... 17
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 18
A. HIDROLIKA PIPA SUB-UNIT JARINGAN IRIGASI TETES ... 18
B. KESERAGAMAN ALIRAN PENETES ... 22
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 28
A. KESIMPULAN ... 28
B. SARAN ... 28
DAFTAR PUSTAKA ... 29
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Klasifikasi koefisien variasi penetes (v) ... 9
Tabel 2. Koefisien reduksi (F) untuk pipa multi outlet ... 13
Tabel 3. Karakteristik hidrolika pipa lateral yang digunakan ... 20
Tabel 4. Karakteristik hidrolika pipa manipol yang digunakan ... 21
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Pipa lateral dan pipa penetes ... 4
Gambar 2. Pipa lateral yang tersambung dengan pipa manipol ... 5
Gambar 3. Katup dan penyaring (filter) pada pipa ... 5
Gambar 4. Tata letak jaringan irigasi tetes (Schwab et al. 1981) ... 6
Gambar 5. Penetes ... 6
Gambar 6. Kerangka pemikiran penelitian ... 15
Gambar 7. Titik pengukuran ... 16
Gambar 8. Pengukuran volume penyiraman ... 16
Gambar 9. Variasi debit penetes sepanjang pipa lateral 1 ... 18
Gambar 10. Variasi debit penetes sepanjang pipa lateral 2 ... 19
Gambar 11. Variasi debit penetes sepanjang pipa lateral 3 ... 19
Gambar 12. Variasi debit penetes sepanjang pipa lateral 4 ... 19
Gambar 13. Desain penetes ... 23
Gambar 14. Grafik variasi debit penetes pada ulangan 1... 25
Gambar 15. Grafik variasi debit penetes pada ulangan 2... 26
DAFTAR LAMPIRAN
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Budidaya secara hidroponik dapat berhasil apabila kebutuhan air, sirkulasi udara dan hara tanaman tercukupi. Untuk memenuhi kebutuhan hara tanaman, tanaman harus disiram dan mendapatkan suplai hara dari luar. Hal ini menyebabkan biaya yang dibutuhkan tinggi dan tenaga kerja yang dibutuhkan banyak. Dalam bidang pertanian, eksploitasi air dapat dilakukan secara efisien dengan menerapkan sistem irigasi yang ada secara tepat. Sistem irigasi adalah suatu metode pemberian air pada lahan pertanian untuk memenuhi kebutuhan air tanaman dengan waktu dan jumlah tertentu. Untuk meminimalkan biaya, penyiraman dan pemupukan dapat dilaksanakan bersamaan dengan menggunakan irigasi tetes. Walaupun biaya investasi awal dalam pembuatan irigasi tetes mahal, namun dalam pengoperasiannya hemat tenaga kerja, air dan hara.
Irigasi tetes (trickle irrigation) merupakan cara pemberian air secara langsung, baik pada permukaan tanah maupun di dalam tanah melalui tetesan secara sinambung dan perlahan pada tanah di daerah perakaran tanaman atau di sekitar tanaman (Schwab et al. 1981). Efisiensi irigasi tetes relatif lebih tinggi dibandingkan dengan efisiensi sistem irigasi yang lain, karena sistem irigasi tetes hanya memberikan air pada daerah perakaran tanaman dan dilakukan dengan kecepatan lambat, sehingga mengurangi kehilangan air irigasi.
B. TUJUAN
Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari karakteristik hidrolika pipa sub-unit jaringan irigasi tetes pada sistem hidroponik yang meliputi parameter-parameter sebagai berikut :
II. TINJAUAN PUSTAKA
A.SISTEM HIDROPONIK
Hidroponik berasal dari bahasa Yunani hydroponic yang berarti bekerja dengan air (Prihmantoro dan Indriani, 1998). Pada awalnya hidroponik ditujukan untuk menumbuhkan tanaman dalam sistem cair, tetapi sekarang mencakup semua sistem yang menggunakan larutan hara dengan atau tanpa penambahan medium seperti pasir, kerikil, rockwool dan vermikulit untuk dukungan mekanis.
Hidroponik dapat digolongkan menjadi dua berdasarkan tempat tumbuh dan berkembangnya akar, yakni hidroponik kultur air/larutan dan hidroponik substrat/agregat. Pada hidroponik kultur air/larutan, akar tanaman tumbuh dan berkembang dalam larutan nutrisi. Pada hidroponik substrat/agregat, akar tanaman tumbuh dan berkembang di dalam media agregat/substrat seperti pasir, kerikil, rockwool, ataupun campuran media organik.
Menurut Prihmantoro dan Indriani (1998) bertanam dengan sistem hidroponik mempunyai banyak keuntungan, diantaranya :
1. Menghemat penggunaan lahan, karena kepadatan tanaman per satuan luas dapat dilipatgandakan
2. Kualitas dari daun, buah ataupun bunga yang dihasilkan lebih bagus dan bersih 3. Pengendalian hama dan penyakit tanaman lebih mudah
4. Pemberian nutrisi tanaman mudah diatur
5. Tidak tergantung pada musim, sehingga dapat disesuaikan dengan kebutuhan pasar
B.KOMPONEN IRIGASI TETES
Menurut Schwab et al. (1981), pemberian air irigasi pada tanaman dapat dilakukan dengan empat metode, antara lain :
1. Irigasi Permukaan (Surface Irrigation), yaitu pemberian air dengan penggenangan air langsung di antara petakan tanaman (furrow irrigation) dan baris tanaman (corrugation irrigation).
2. Irigasi Bawah Permukaan ( Subsurface Irrigation), merupakan pemberian air pada tanaman melalui saluran-saluran di bawah permukaan tanah.
3. Irigasi Curah (Sprinkler Irrigation), yaitu metode pemberian air pada tanaman yang dilakukan melalui curahan air, seperti curahan air hujan.
4. Irigasi Tetes (Trickle Irrigation), pemberian air pada tanaman secara langsung, baik pada permukaan tanah maupun di dalam tanah melalui tetesan secara sinambung dan perlahan di daerah perakaran tanaman atau di sekitar tanaman.
Dengan pemberian air yang hanya sebatas keperluan untuk evapotranspirasi dan penggunaan penetes yang sesuai maka irigasi tetes merupakan salah satu alternatif dalam peningkatan efisiensi penggunaan sumberdaya air pada lahan pertanian (Hillel, 1982 di dalam Sismiyati, 2003).
Komponen sistem irigasi tetes terdiri atas emitter atau penetes, pipa lateral, pipa sub utama atau manipol, pipa utama, pompa dan tenaga penggerak, dan komponen pendukung antara lain terdiri dari katup-katup, pengatur tekanan, pengatur debit, tangki bahan kimia, dan sistem pengontrol. Untuk semua tipe irigasi tetes, pipa lateral selalu tersambung dengan pipa manipol.
Gambar 2. Pipa lateral yang tersambung dengan pipa manipol
Bahan yang digunakan untuk pipa lateral adalah pipa plastik Polyvinyl Chlorida (PVC) atau pipa plastik Polyethylene (PE) dengan diameter berkisar antara 8–20 mm. Ukuran pipa yang sering digunakan adalah pipa dengan diameter 14 mm (Adiharja, 1992 di dalam Cahyadi, 1997).
Pipa manipol berfungsi sebagai saluran pembagi dari pipa utama menuju pipa lateral. Pipa manipol terbuat dari bahan PVC dan tahan terhadap karat, karena karat ini akan mengakibatkan penyumbatan pada emitter. Saluran utama dan manipol sebaiknya dilengkapi dengan katup pengendap serta setiap sambungan lateral dan manipol diberi penyaring sekunder untuk mencegah benda asing masuk ke lateral yang akan menyumbat penetes (Adiharja, 1992 di dalam Cahyadi, 1997). Pipa utama berfungsi mengalirkan air dari sumber air melalui pompa menuju pipa manipol yang selanjutnya akan diteruskan menuju pipa lateral. Pipa utama terbuat dari bahan PVC.
Gambar 3. Katup dan penyaring (filter) pada pipa
Gambar 4. Tata letak jaringan irigasi tetes (Schwab et al. 1981)
Alat yang berfungsi sebagai pengeluaran pada sistem irigasi tetes disebut sebagai penetes atau emitter. Air yang keluar dari emitter meresap ke dalam profil tanah akibat gaya gravitasi.
Gambar 5. Penetes
Berikut beberapa kriteria yang dapat dipakai dalam pemilihan penetes sebagai komponen dalam sistem irigasi tetes (Wilastra, 2008):
a. Dapat dipercaya untuk mengatasi penyumbatan dan kegagalan dalam pengoperasian.
b. Memberikan keseragaman emisi yang memadai. c. Mudah dalam instalasi dan perawatan.
d. Dapat mentolerir variasi head akibat tidak ratanya lahan. e. Debit yang dihasilkan kecil.
f. Dapat dioperasikan dalam kisaran head operasi yang lebar. g. Terjangkau atau lebih murah dari komponen impor.
Sistem irigasi tetes mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan sistem irigasi lainnya antara lain (Keller dan Bliesner, 1990) :
1. Efisiensi irigasi tetes relatif lebih tinggi dibandingkan dengan sistem irigasi lain, karena pemberian air dilakukan dengan kecepatan lambat dan hanya dilakukan di daerah perakaran tanaman sehingga mengurangi penetrasi air yang berlebihan, evaporasi dan limpasan permukaan.
2. Mencegah timbulnya penyakit leaf burn (daun terbakar) pada tanaman tertentu. 3. Mengurangi terjadinya hama penyakit tanaman dan timbulnya gulma yang
disebabkan kondisi yang terlalu basah.
4. Pemberian pupuk ataupun pestisida dapat dilakukan secara efektif dan efisien, karena dapat diberikan bersamaan dengan pemberian air irigasi.
5. Menghemat kebutuhan akan tenaga kerja untuk kegiatan pemberian air irigasi dan pemupukan, karena sistem irigasi tetes bisa dioperasikan secara otomatis.
Selain mempunyai kelebihan, sistem irigasi tetes juga mempunyai kekurangan dalam penerapannya, antara lain:
1. Terjadinya penyumbatan yang disebabkan oleh faktor fisik, kimia dan biologi yang dapat mengurangi efisiensi dan kinerja irigasi tetes.
2. Terjadinya penumpukan garam di daerah yang tidak terbasahi.
4. Membutuhkan investasi yang relatif tinggi dan membutuhkan penguasaan teknik yang tinggi dalam desain, instalasi dan pengoperasian.
C.HIDROLIKA PIPA SUB-UNIT
Rancangan hidrolika jaringan perpipaan irigasi tetes didasarkan pada hidrolika aliran pipa. Perhitungan rancangan hidrolika sub unit merupakan tahapan kunci dalam proses rancangan irigasi tetes. Persyaratan hidrolika jaringan perpipaan harus dipenuhi untuk mendapatkan penyiraman yang seragam. Untuk sistem irigasi tetes nilai koefisien keseragaman/coefficient of uniformity harus > 95%. Model rancangan hidrolika telah dikembangkan oleh Prastowo et al. (2007 di dalam Prastowo, 2007) dalam bentuk tabel, monogram, dan program komputer. Model tersebut dapat digunakan sebagai standar rancangan hidrolika serta dapat dikembangkan menjadi manual (petunjuk teknis) rancangan, untuk melengkapi dan memudahkan proses rancangan irigasi tetes. Parameter rancangan hidrolika yang dapat ditentukan adalah ukuran pipa manipol dan lateral, yang meliputi :
1. diameter pipa manipol dan lateral (inci)
2. panjang maksimum pipa manipol dan lateral (m) 3. jumlah maksimum lateral pada sub unit (unit) 4. jumlah maksimum penetes per lateral (unit)
Debit penetes berdasarkan pengukuran volume air langsung di lapangan menggunakan metode volumetrik dihitung dengan rumus (Naswir, 2008) :
t V
qe= ………(1)
Dimana :
qe = debit penetes (l/jam) V = volume (l)
D.KESERAGAMAN PENYEBARAN
Koefisien variasi penetes diperoleh untuk mengetahui variasi debit penetes yang keluar dari masing-masing penetes. Salah satu cara untuk mengetahui nilai koefisien variasi penetes dapat diperoleh dengan persamaan (Keller dan Bliesner, 1990) :
(
) (
)
(
)
(
)
qa n qa n qn q q qv 1 2 3 ... / 1
2 2
2 2
2+ + + + − × −
= ………..……….. (2)
Dimana :
v = koefisien variasi penetes q = debit penetes (l/jam)
qa = debit penetes rata-rata (l/jam)
1,2,3,…,n = jumlah sampel penetes yang dihitung
Nilai koefisien variasi penetes ini kemudian diklasifikasikan sesuai standar nilai dari America Society of Agricultural Engineers (ASAE). EP 405.1 (1984 di dalam Naswir, 2008) seperti disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Klasifikasi koefisien variasi penetes (v)
Kelas v
Sangat baik < 0.05
Rata-rata 0.05 - 0.07
Marjinal 0.07 - 0.11
Kurang baik 0.11 - 0.15
Tidak dapat diterima > 0.15
Sumber : Keller dan Bliesner (1990).
Parameter yang biasa digunakan untuk memperlihatkan kinerja sistem irigasi tetes adalah keseragaman penyebaran air (Emission Uniformity, EU) oleh penetes. Nilai keseragaman penyebaran irigasi tetes dapat diketahui dengan persamaan berikut (Keller dan Bliesner, 1990) :
(
)
[
v N]
(
qn qa)
Dimana :
v = Koefisien keseragaman penetes qn = Debit penetes minimum (l/jam) qa = Debit penetes rata-rata (l/jam)
N = Jumlah minimum penetes tiap tanaman
Nilai koefisien keseragaman (CU) dapat diperoleh dari persamaan berikut (Keller dan Bliesner, 1990) :
(
)
(
)
(
xi xr n xr)
CU =100× 1−
∑
− / × ………...……… (4)Dimana :
CU = Koefisien keseragaman irigasi (%) n = Jumlah penetes
xi = Rata-rata debit penetes (l/jam)
xr = Rata-rata debit penetes per lateral (l/jam)
Selanjutnya dikatakan bahwa koefisien keseragaman tetesan secara kualitatif dari variasi debit aliran dihitung dengan persamaan (Jensen, 1983 di dalam Rahayu, 1997) :
max min max var
q q q
q = − ………...………... (5) Dimana :
qvar = variasi debit aliran penetes
qmax = debit aliran penetes maksimum (l/jam) qmin = debit aliran penetes minimum (l/jam)
Secara empiris debit aliran dari kebanyakan emitter dinyatakan dengan persamaan berikut (Keller dan Bliesner, 1990) :
x dH k
q = ………...……….(6)
Dimana : q = debit penetes (l/jam) kd = koefisien debit
Nilai k dan x dapat ditentukan dengan mengetahui dua nilai debit (q1 dan q2) yang dihasilkan dari dua tekanan yang berbeda (H1 dan H2) dan disajikan oleh persamaan berikut (Keller dan Bliesner, 1990) :
(
)
(
1/ 2)
log
2 / 1 log
H H
q q
x= ……….………..(7)
Rancangan pipa dalam sistem irigasi tetes menyangkut penentuan parameter: a) diameter pipa, b) panjang pipa, dan c) besarnya debit dan head pada pipa pemasukan.
Elemen dasar dalam merancang pipa dalam sistem irigasi tetes adalah menghitung kehilangan head di sepanjang pipa. Nakayama dan Bucks (1986) mendefinisikan kriteria untuk kehilangan head akibat gesekan atau variasi debit penetes dapat diizinkan/ditoleransi dalam satu sub unit tersebut menjadi:
1. diinginkan (variasi tekanan < 20% atau variasi debit < 10%), 2. diterima (variasi tekanan 20-40% atau variasi debit 10-20%),
3. tidak direkomendasikan (variasi tekanan > 40% atau variasi debit > 20%).
Kehilangan head tekanan pada pipa lateral dan pipa manipol dapat dihitung dengan rumus berikut (Keller and Bliesner, 1990) :
Untuk pipa kecil (< 125 mm) :
J = 7,89 x 107 x (Q1,75 / D4,75) ……….…….(8)
Untuk pipa besar (≥ 125 mm) :
J =9,58 x 107 x (Q1,83 / D4,83) ………(9)
Tanpa outlet :
hf = J x (L / 100) ………….………(10)
Dengan outlet :
hf = J F (L / 100) ….………(11)
Untuk sambungan :
Dimana :
J = gradien kehilangan head (m/100 m) hf = kehilangan head akibat gesakan (m)
hl = kehilangan head akibat adanya katup dan sambungan (m) Q = debit sistem (l/det)
D = diameter dalam pipa (mm) F = koefesien reduksi
Kr = koefesien resistansi L = panjang pipa (m)
Setiap sambungan akan menyebabkan tambahan kehilangan head. Tambahan kehilangan ini dapat digabungkan dan dinyatakan sebagai J’ :
J’ = J (Se + fe) / Se) ………..………(13)
Dimana :
J = Gradien kehilangan head ekivalen dari lateral beremiter (m/100 m) Se = Jarak antar sambungan emitter (m)
fe = Kehilangan akibat sambungan emitter
Besarnya kehilangan head pada lateral dapat dihitung dengan persamaan berikut :
hf = J’ F L /100 ……….………..(14)
Nilai F (faktor reduksi) dapat dihitung dengan persamaan :
(
)
2 5 . 0
6 1 2
1 1 1
N b N b
F + + −
+
= ……….………(15)
Dimana :
Tabel 2. Koefesien reduksi (F) untuk pipa multi outlet Jumlah
Outlet
F Jumlah
Outlet
F
Ujung Tengah Ujung Tengah
1 1.00 1.00 8 0.42 0.38
2 0.64 0.52 9 0.41 0.37
3 0.54 0.44 10 - 11 0.40 0.37 4 0.49 0.41 12 - 15 0.39 0.37 5 0.46 0.40 16 - 20 0.38 0.36 6 0.44 0.39 21 - 30 0.37 0.36
7 0.43 0.38 ≥ 30 0.36 0.36
Sumber : Keller dan Bliesner, 1990.
Jensen (1983 di dalam Widodo, 2001) menyatakan bahwa bahan yang baik digunakan untuk pipa lateral adalah Polyethylene (PE) atau Polyvinyl-Chloride (PVC) dengan ukuran pipa lateral berkisar antara 13-19 mm (0.5-0.75 inci). Perencanaan hidrolis pada setiap bagian pipa merupakan aliran mantap (steady) dengan debit keluaran total pada saluran (lateral, manipol, dan utama) menurun sesuai pertambahan panjang saluran (Jensen, 1983 di dalam Widodo, 2001). IDE (2003 di dalam Naswir, 2008) mengemukakan bahwa kehilangan tekanan pada pipa yang licin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Hazen-William sebagai berikut :
871 . 4 852 . 1 / ) 35 . 5
( q L D
Hl = l
Δ ………... (16)
Dimana :
Parameter panjang pipa (L) dalam persamaan (16) diperoleh dengan langkah-langkah berikut :
b n
L= e× ………...………(17)
Dimana :
L = Panjang pipa lateral (m)
ne = Jumlah penetes di sepanjang lateral b = Jarak antara penetes pada pipa lateral (m)
Debit lateral dihitung dengan rumus :
e e
l q n
q = × ……….………. (18)
Dimana :
ql = Debit total lateral (l/det) qe = Rataan debit penetes (l/det)
Karmeli et al. (1985) menyatakan bahwa untuk menghitung head pada pipa lateral pemasukan (inlet) dan ujung akhir (end) dapat menggunakan rumus:
l e
linlet H H
H = +0.77Δ ………...………. (19)
l e
lend H H
H = −0.23Δ ………...(20)
Dimana :
III. METODOLOGI PENELITIAN
A.WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian dilaksanakan dari bulan Mei sampai dengan Juni 2008 di greenhouse University Farm yang terletak di daerah Cikabayan Darmaga, Bogor. B.KERANGKA PEMIKIRAN
[image:35.595.127.520.281.591.2]Penelitian ini dilakukan berdasarkan kerangka pemikiran seperti yang disajikan pada Gambar 6.
Gambar 6. Kerangka pemikiran penelitian Debit emitter
Jaringan irigasi Tetes : 1. jarak antar emitter 2. Jarak antar lateral
3. jumlah emitter tiap lateral 4. Jumlah lateral per manipol 5. Diameter dan panjang pipa
lateral
6. Diameter dan panjang pipa manipol
Variasi debit emitter
Koefisien penyebaran irigasi (EU) Volume air irigasi
Evaluasi karakteristik hidrolika pipa
C.METODE PENGUMPULAN DATA
1. Pengumpulan data jaringan irigasi tetes meliputi panjang pipa, diameter pipa, jarak antar pipa, jumlah emitter pada tiap pipa lateral, dan komponen jaringan irigasi tetes lainnya.
[image:36.595.69.565.194.493.2]2. Penggambaran jaringan irigasi (lay out jaringan).
Gambar 7. Titik pengukuran
3. Debit penetes dan jumlah air yang diberikan pada setiap tanaman contoh diukur dengan menampung air yang keluar dari penetes dengan gelas ukur selama proses penyiraman.
Gambar 8. Pengukuran volume penyiraman
151 cm
220 cm
50 cm
151 cm
Pipa manipol Penetes
[image:36.595.240.383.579.689.2]D.METODE ANALISIS DATA
1. Perhitungan koefisien keseragaman irigasi (EU) dengan menggunakan persamaan (3).
2. Evaluasi karakteristik/persyaratan hidrolika pipa sub-unit meliputi beberapa parameter seperti EU, diameter dan panjang pipa manipol dan pipa lateral, jarak antar lateral dan antar penetes, serta jumlah pipa lateral dan jumlah penetes.
E. BAHAN DAN ALAT
Bahan dan alat yang digunakan :
1. Jaringan irigasi tetes meliputi pipa manipol, pipa lateral, emitter, dan komponen pendukung lainnya.
2. Pita ukur dan penggaris.
3. Gelas ukur dengan ukuran 1 liter dan 2 liter. 4. Stopwatch.
5. Pressure gauge.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A.HIDROLIKA PIPA SUB-UNIT JARINGAN IRIGASI TETES
Sistem irigasi tetes secara ideal akan memberikan volume air yang sama untuk semua penetes sehingga masing-masing tanaman akan menerima jumlah air yang sama pula selama periode irigasi. Secara prakteknya di lapangan hal ini tidak mungkin dicapai karena debit penetes akan dipengaruhi oleh variasi tekanan air dan karakteristik penetes.
Jaringan pipa manipol menghubungkan jaringan pipa utama dengan pipa lateral. Rangkaian ini merupakan jaringan pipa-pipa PVC dengan total panjang 7.10 m dan diameter 3/4 inci (19.05 mm). Lateral merupakan jaringan pipa yang berhubungan langsung dengan tanaman. Banyaknya pipa lateral dalam sub unit adalah 4 buah pipa lateral. Pada pipa lateral terdapat emitter sebagai komponen pemberi air ke tanaman. Total panjang pipa lateral adalah 70 m dan berdiameter 3/4 inci (19.05 mm), dengan jumlah emitter per lateral sebanyak 35 buah dan jarak antar emitter tiap lateral adalah 50 cm. Jarak antara lateral 1–2 dan lateral 3-4 adalah 151 cm, sedangkan jarak antara lateral 2-3 adalah 220 cm.
Keseragaman debit penetes pada pipa lateral merupakan keseragaman debit yang diukur pada penetes dalam satu lateral. Pengukuran keseragaman debit penetes pada pipa lateral dilakukan dalam 3 kali ulangan. Variasi debit penetes (l/jam) sepanjang pipa lateral disajikan pada Gambar 9, 10, 11 dan 12.
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 0.4 7 1.4 7 2.4 7 3.4 7 4.4 7 5.4 7 6.4 7 7.4 7 8.4 7 9.4 7 10. 47 11 .47 12. 47 13. 47 14. 47 15. 47 16. 47 17. 47
Panjang lateral (m)
[image:38.595.124.508.524.717.2]D e bi t pe n e te s (l /ja m )
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
0.47 1.47 2.4 7
3.47 4.47 5.4 7
6.47 7.47 8.47 9.4710.4 7 11.4 7 12.4 7 13.4 7 14.4 7 15.4 7 16.4 7 17.47
Panjang lateral (m )
[image:39.595.128.498.85.278.2]D eb it ( l/jam )
Gambar 10. Variasi debit penetes sepanjang pipa lateral 2
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
0.47 1.47 2.47 3.47 4.4 7
5.4 7
6.4 7
7.47 8.47 9.4710.4 7
11.4 7
12.4 7
13.4 7
14.4 7
15.4 7
16.4717.4 7
Panjang lateral (m )
[image:39.595.126.498.312.504.2]D e bi t pe n e te s (l /j a m)
Gambar 11. Variasi debit penetes sepanjang pipa lateral 3
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
[image:39.595.130.496.545.728.2]Dalam merancang pipa sistem irigasi tetes, faktor yang menentukan dimensi pipa lateral (diameter dan panjang pipa) adalah head operasi yang tersedia. Pada sistem irigasi tetes yang telah dikembangkan head operasi yang digunakan bisa diatur sendiri oleh pengguna. Dalam penelitian ini diameter pipa tidak bisa dikendalikan oleh pengguna karena pipa yang digunakan telah tersedia, maka dimensi panjang pipa lateral yang akan menentukan rancangan di lapangan.
[image:40.595.129.495.357.554.2]Grafik yang disajikan pada Gambar 9, 10, 11, dan 12 menunjukkan variasi debit penetes sepanjang pipa lateral yang tidak sesuai dengan teori. Hal tersebut disebabkan oleh pemasangan jaringan pipa yang kurang baik dan menyebabkan perbedaan gesekan yang juga mengakibatkan perbedaan tekanan serta adanya penyumbatan pada penetes akan mengakibatkan kecilnya debit penetes yang keluar. Kehilangan tekanan (∆H) dihitung dengan menggunakan Persamaan 16.
Tabel 3. Karakteristik hidrolika pipa lateral yang digunakan
Parameter Satuan Nilai
Diameter, D mm 19.05
Panjang pipa lateral, L m 70
Head operasi penetes aktual, He m 16.91
Debit total lateral, ql l/jam 62.69
Head pada pemasukan, Hl inlet m 16.92
Head pada ujung akhir, Hl end m 16.91
Kehilangan head sepanjang lateral, ∆Hl m 0.01
Tabel 4. Karakteristik hidrolika pipa manipol yang digunakan
Parameter Satuan Nilai
Diameter, D mm 19.05
Panjang pipa manipol, L m 7.10
Head operasi penetes aktual, He m 16.91
Debit total manipol, qm l/jam 122.06
Head pada pemasukan, Hm inlet m 16.91
Head pada ujung akhir, Hm end m 16.91
Kehilangan head sepanjang manipol, ∆Hm m 0
Kehilangan head sepanjang manipol, (% ∆Hm dari He) % 0
Menurut Karmeli et al. (1985) kehilangan head pada sub unit, yaitu pada pipa lateral dan pipa manipol, dibatasi tidak lebih dari 20% tekanan kerja penetes (∆H ≤ 20% He). Untuk menjaga keseragaman air irigasi sepanjang pipa lateral, maka pemilihan dimensi pipa harus diupayakan menghasilkan debit ≤ 10% dan variasi tekanan akibat kehilangan tekanan dan perbedaan elevasi pada pipa lateral,
∆Hl ≤ 11% He. Perhitungan kehilangan head pada pipa manipol serupa dengan perhitungan kehilangan head pada pipa lateral, namun debit yang dihitung adalah debit dari tiap lateral, yaitu debit yang keluar dari setiap outlet pada pipa manipol. Untuk memperoleh keseragaman debit lateral yang tinggi, maka besarnya kehilangan head tekanan dan perbedaan elevasi pada pipa manipol, ∆Hm≤ 9% He (Keller dan Bliesner, 1990).
Hidrolika penetes yang menunjukkan hubungan antara tekanan kerja dan debit penetes dapat dinyatakan dengan persamaan (6). Tekanan kerja dalam penelitian ini diukur pada dua titik pengukuran, yaitu pada pipa utama dan pipa manipol. Besarnya tekanan pada dua titik pengukuran didapat tekanan yang sama yaitu sebesar 1.7 kg/cm2. Solomon (1978, di dalam Prastowo, 2007) menyebutkan bahwa distribusi debit penetes pada suatu sub unit dapat dihitung berdasarkan penurunan tekanan kerja pada penetes dan variasi karakteristik penetes sesuai pabrikan. Variasi koefisien penetes merupakan pertimbangan yang penting dalam perancangan irigasi tetes. Dalam penelitian ini, distribusi debit penetes pada sub unit tidak dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (6) karena tidak diketahui nilai Kd (koefisien debit) dan x (eksponen debit).
B.KESERAGAMAN ALIRAN PENETES
Dalam rancangan sistem irigasi tetes pada penelitian ini, jenis penetes yang digunakan adalah jenis Regulating Stick. Tanaman melon yang ditanam di lokasi penelitian ditanam di dalam pot atau polybag, dan setiap pot berisi 1 buah tanaman dengan jarak antar pot 50 cm. Kebutuhan air tanaman melon pada fase pematangan buah sebesar 2.30 mm/hari dengan debit penyiraman 1.19 l/jam (Sismiyati, 2003). Keuntungan dari penetes jenis ini adalah dapat ditancapkan langsung pada tanah di sekitar tanaman sehingga proses pemberian air menjadi tidak terganggu. Kapasitas standar dari penetes jenis regulating stick adalah 2 l/jam pada tekanan operasi 20 Psi (14.071 m kolom air), sedangkan nilai eksponen debitnya bervariasi antara 0.4 hingga 0.6 dikarenakan bentuk penetes yang labirin (Karmeli et al. 1985).
1. Hidrolika emitter
ketidak konsistenan dalam proses pembuatan di pabrik disebut dengan variasi pabrik. Karakteristik penetes yang dapat menggambarkan dan menjelaskan variasi debit penetes dengan jenis yang sama secara teoritis adalah eksponen emisi, koefisien variasi penetes, dan volume basah tanah (Karmeli et al. 1985 dan Nakayama dan Bucks, 1986).
Pengukuran debit penetes pada jaringan irigasi tetes dilakukan pada saat pengoperasian berlangsung. Pengukuran debit dilakukan sebanyak 3 kali ulangan pada 18 penetes di setiap lateral. Dengan 4 pipa lateral, maka titik pengamatan seluruhnya berjumlah 72 penetes. Setiap lateral terdiri dari 35 penetes. Panjang pipa penetes berkisar antara 45–48 cm dengan diameter 1/4 inci (6.35 mm) seperti yang disajikan pada Gambar 13. Dari hasil pengukuran didapatkan nilai debit penetes rata-rata sebesar 0.87 l/jam. Besarnya debit maksimum dan debit minimum penetes sebesar 1.58 l/jam dan 0.68 l/jam.
45 cm
[image:43.595.146.444.363.568.2]12 cm
Gambar 13. Desain penetes
2. Koefisien variasi penetes (v)
seragamnya debit penetes. Dengan demikian keseragaman debit penetes sangat mempengaruhi variasi debit penetes yang dihasilkan.
[image:44.595.123.502.308.653.2]Nilai keseragaman penyebaran (EU) pada penetes di tiap lateral berkisar antara 42.69-67.09% dengan nilai keseragaman rata-rata sebesar 58.39% untuk luas lahan 160 m2 dengan populasi 140 tanaman dengan jarak tanam 150x50cm. Variasi debit aliran (qvar) dihitung dengan cara membandingkan antara debit maksimum dengan debit minimum pada masing-masing lateral. Hubungan antara variasi debit aliran (qvar) dengan keseragaman penyebaran aliran pada penetes di tiap lateral disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Hubungan antara variasi debit aliran (qvar) dengan keseragaman penyebaran (EU) penetes pada tiap lateral.
Pengukuran Lateral qvar (%) EU (%)
Ulangan 1
1 0.53 55.60
2 0.44 65.38
3 0.40 63.17
4 0.39 67.09
Rata-rata 0.44 62.81
Ulangan 2
1 0.61 42.69
2 0.46 56.50
3 0.57 50.94
4 0.45 57.23
Rata-rata 0.52 51.84
Ulangan 3
1 0.51 57.30
2 0.45 60.32
3 0.44 61.02
4 0.42 63.43
Rata-rata 0.46 60.52
semakin besar. Keseragaman penyebaran merupakan hubungan antara qmin dan qrata-rata penetes dalam sistem yang merupakan faktor penting dalam evaluasi keseragaman rancangan sistem irigasi tetes (Keller dan Karmeli, 1975 di dalam Sismiyati, 2003).
Nilai keseragaman penyebaran dan variasi debit aliran pada pipa lateral disajikan pada Lampiran 7. Dari hasil perhitungan sebanyak 3 kali pengukuran diperoleh nilai variasi debit aliran pada ulangan 2 sangat berbeda dengan nilai yang dihasikan pada ulangan 1 dan 3. Hal tersebut dikarenakan perbedaan nilai debit minimum pipa lateral yang dihasilkan pada ulangan 2 sangat kecil yaitu sebesar 23.10 l/jam.
Keseragaman jumlah air yang masuk ke dalam tiap-tiap pot sangat tergantung pada keseragaman dari debit penetes. Untuk mendapatkan pertumbuhan tanaman yang seragam maka diperlukan keseragaman pemberian air untuk setiap tanaman. Grafik variasi debit penetes dari data pengukuran selama 3 kali ulangan disajikan pada Gambar 14, Gambar 15, dan Gambar 16.
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
Penetes
Deb
it (l
/j
am
)
[image:45.595.138.489.402.596.2]Lateral 1 Lateral 2 Lateral 3 Lateral 4
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
Penetes D e bi t (l /j a m )
[image:46.595.136.488.85.280.2]Lateral 1 Lateral 2 Lateral 3 Lateral 4
Gambar 15. Grafik variasi debit penetes pada ulangan 2
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
Penetes D e bi t (l /j a m )
Lateral 1 Lateral 2 Lateral 3 Lateral 4
Gambar 16. Grafik variasi debit penetes pada ulangan 3
[image:46.595.138.490.301.501.2]Keseragaman debit lateral pada pipa manipol merupakan keseragaman dari debit yang diukur pada setiap pipa lateral dalam satu manipol. Data debit pipa lateral dapat dilihat pada Lampiran 1 sampai Lampiran 3. Hasil perhitungan nilai keseragaman penyebaran (EU) irigasi tetes pada lokasi penelitian, menunjukkan bahwa nilai keseragaman (EU) < 95%. Menurut Nakayama dan Bucks (1986), jika nilai keseragaman penyebaran (EU) < 95% (perbandingan antara debit maksimum dengan debit minimum lebih dari 1.2) maka desain harus diubah, misalnya dengan memperpendek pipa atau memperbesar diameter pipa.
Apabila dilihat dari nilai kehilangan tekanan yang diperoleh pada pipa lateral dan pipa manipol seperti yang disajikan pada Tabel 3 dan 4, menunjukkan bahwa jaringan pipa sub unit memenuhi persyaratan hidrolika karena masih dalam toleransi kehilangan head dibawah 20%, tetapi pada kenyataannya nilai keseragaman penyebarannya (EU) yang diperoleh dari penelitian ini rendah. Rendahnya nilai EU diduga disebabkan oleh adanya penyumbatan dan pemasangan penetes pada jaringan pipa lateral yang kurang sempurna.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A.KESIMPULAN
1. Jenis pipa manipol adalah pipa PVC dengan panjang 7.10 m dan diameter 3/4 inci. Kehilangan tekanan pada pipa manipol (∆Hm) sebesar 0 m.
2. Pipa lateral yang digunakan adalah pipa jenis PE berdiameter 3/4 inci dengan panjang 70 m. Kehilangan tekanan pada pipa lateral (∆Hl) sebesar 0.01 m.
3. Berdasarkan kehilangan tekanan pada pipa manipol sebesar 0% He dan pada pipa lateral sebesar 0.05% He maka kehilangan head pada sub unit ≤ 20%. 4. Keseragaman penyebaran (EU) pada penetes relatif rendah, yaitu berkisar
antara 42.69–67.09% dengan nilai keseragaman rata-rata sebesar 58.39% dan variasi debit aliran rata-rata sebesar 0.17%. Rendahnya nilai EU diduga disebabkan oleh adanya penyumbatan dan pemasangan penetes pada jaringan pipa lateral yang kurang sempurna.
B.SARAN
1. Untuk meningkatkan nilai keseragaman debit maka pemasangan penetes perlu dilakukan dengan baik, sehingga pipa penetes harus benar-benar pas dengan penetes.
2. Peningkatan nilai keseragaman (EU) juga dapat dilakukan melalui penempatan posisi pipa lateral yang datar.
DAFTAR PUSTAKA
Cahyadi, R. 1997. Analisis Kinerja Jaringan Irigasi Tetes pada Budidaya Tanaman Tomat dan Melon dalam Rumah Kaca dengan Sistem Hidroponik. Skripsi. Jurusan Teknik Pertanian. Fateta. IPB, Bogor.
Karmeli D, Peri G, Todes M. 1985. Irrigation Systems Design and Operation. Cape Town : Oxford University Press.
Keller J, Bliesner RD. 1990. Sprinkle and Trickle Irrigation. Van Nostrand Reinhold. Newyork.
Nakayama FS, Bucks DA. 1986. Trickle Irrigation for Crop Production, Design, Operation and Management. New York: Elsevier.
Naswir. 2008. Rancangan Sistem Fertigasi Mikro untuk Menunjang Pertanian Lahan Sempit. Ringkasan Disertasi Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Prastowo. 2007. Pengembangan Kriteria Rancangan Hidrolika Irigasi Tetes pada Jaringan Irigasi Airtanah Dangkal. Makalah Seminar Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Prihmantoro, H. dan Indriani YH. 1998. Paprika Hidroponik dan Non Hidroponik. Penebar Swadaya. Jakarta.
Rahayu, I. 1997. Pengkajian Efisiensi Pemakaian Air pada Sistem Irigasi Tetes untuk Tanaman Krisan (Chrysanthemum sp) di PT Saung Mirwan. Skripsi. Jurusan Teknik Pertanian. Fateta. IPB, Bogor.
Schwab, G.O., Frevert R.K., Edmiister T.W., and Barnes K.K.. 1981. Soil and Water Conservation Engineering. John Wiley and Sons. Inc. NewYork. Schwarz, M. 1995. Soilless Culture Management. Springer-Verlag. Berlin.
Sismiyati, D. 2003. Efektivitas Pemberian Air dengan Irigasi Tetes pada Tanaman Melon (Cucumis Melo). Skripsi. Departemen Teknik Pertanian. Fateta. IPB, Bogor.
Widayanti, M. 2003. Efisiensi dan Penjadwalan Operasi Irigasi Tetes di Bak Ladang 24 Daerah Irigasi Seropan Kabupaten Gunung Kidul, Yogyakarta. Skripsi. Departemen Teknik Pertanian. Fateta. IPB, Bogor. Widodo, T. 2001. Perencanaan Irigasi Tetes untuk Budidaya Cemara Udang
Lampiran 1. Nilai debit penetes masing-masing lateral ulangan 1
Penetes Waktu (detik)
Volume Siram (ml) Debit (l/jam)
Lateral 1
Lateral 2
Lateral 3
Lateral 4
Lateral 1
Lateral 2
Lateral 3
Lampiran 2. Nilai debit penetes masing-masing lateral ulangan 2
Penetes waktu (detik)
Volume Siram (ml) Debit (l/jam)
Lateral 1
Lateral 2
Lateral 3
Lateral 4
Lateral 1
Lateral 2
Lateral 3
Lampiran 3. Nilai debit penetes masing-masing lateral ulangan 3
Penetes waktu (detik)
Volume Siram (ml) Debit (l/jam)
Lateral 1
Lateral 2
Lateral 3
Lateral 4
Lateral 1
Lateral 2
Lateral 3
Lateral 4 1 936 300 330 300 240 1.15 1.27 1.15 0.92 2 936 230 310 280 210 0.88 1.19 1.08 0.81 3 936 250 240 250 240 0.96 0.92 0.96 0.92 4 936 230 230 260 280 0.88 0.88 1.00 1.08 5 936 190 180 250 200 0.73 0.69 0.96 0.77 6 936 390 290 200 170 1.50 1.12 0.77 0.65 7 936 340 180 340 210 1.31 0.69 1.31 0.81 8 936 230 210 200 240 0.88 0.81 0.77 0.92 9 936 200 200 260 230 0.77 0.77 1.00 0.88 10 936 220 170 290 220 0.85 0.65 1.12 0.85 11 936 220 230 170 190 0.85 0.88 0.65 0.73 12 936 220 210 220 230 0.85 0.81 0.85 0.88 13 936 220 220 170 180 0.85 0.85 0.65 0.69 14 936 230 210 190 230 0.88 0.81 0.73 0.88 15 936 220 200 210 310 0.85 0.77 0.81 1.19 16 936 230 200 200 230 0.88 0.77 0.77 0.88 17 936 190 220 190 280 0.73 0.85 0.73 1.08 18 936 220 240 210 170 0.85 0.92 0.81 0.65
Lampiran 4. Nilai keseragaman penyebaran (EU) debit penetes ulangan 1
Penetes ke-
qe (l/jam)
Lateral 1 Lateral 2 Lateral 3 Lateral 4
1 1.25 1.29 1.21 1.00
3 0.92 0.84 1.08 0.80
5 1.00 0.88 0.76 1.00
7 0.88 1.17 1.08 0.76
9 0.80 0.72 1.08 0.76
11 1.61 0.88 0.84 0.84
13 1.41 0.84 1.25 1.08
15 0.92 0.84 0.84 0.96
17 0.84 0.80 0.96 0.88
19 0.84 0.92 0.80 0.76
21 0.92 0.92 0.76 0.94
23 0.88 0.84 0.88 0.92
25 0.96 0.88 0.80 0.76
27 0.96 0.92 0.80 0.80
29 0.92 0.88 0.88 1.25
31 0.96 0.76 0.80 0.96
33 0.80 0.92 0.74 1.08
35 0.76 0.84 0.84 0.96
Rata-rata 0.98 0.90 0.91 0.92
Total 17.68 16.19 16.45 16.57
v 0.22 0.15 0.17 0.15
qmax 1.61 1.29 1.25 1.25
qmin 0.76 0.72 0.74 0.76
EU (%) 55.60 65.38 63.17 67.09
qvar (%) 0.53 0.44 0.40 0.39
Lampiran 5. Nilai keseragaman penyebaran (EU) debit penetes ulangan 2
Penetes ke-
qe (l/jam)
Lateral 1 Lateral 2 Lateral 3 Lateral 4
1 1.16 0.96 1.20 0.96
3 0.68 0.72 0.76 0.80
5 1.00 0.72 0.56 1.08
7 0.64 0.52 0.60 0.76
9 0.68 0.76 0.68 0.68
11 1.64 0.52 0.64 0.84
13 1.40 0.60 1.00 1.16
15 1.00 0.56 0.80 0.96
17 0.64 0.56 0.68 0.88
19 0.88 0.56 0.52 0.72
21 0.92 0.60 0.52 0.96
23 0.96 0.92 0.60 0.96
25 0.92 0.56 0.52 0.68
27 0.64 0.60 0.76 0.92
29 0.84 0.60 0.56 1.08
31 1.24 0.60 0.56 0.92
33 0.84 0.96 0.56 0.80
35 0.76 0.64 0.58 0.64
Rata-rata 0.93 0.66 0.67 0.88
Total 16.82 11.95 12.09 15.78
v 0.30 0.22 0.27 0.17
qmax 1.64 0.96 1.2 1.16
qmin 0.64 0.52 0.52 0.64
EU (%) 42.69 56.50 50.94 57.23
qvar (%) 0.61 0.46 0.57 0.45
Lampiran 6. Nilai keseragaman penyebaran (EU) debit penetes ulangan 3
Penetes ke-
qe (l/jam)
Lateral 1 Lateral 2 Lateral 3 Lateral 4
1 1.15 1.27 1.15 0.92
3 0.88 1.19 1.08 0.81
5 0.96 0.92 0.96 0.92
7 0.88 0.88 1.00 1.08
9 0.73 0.69 0.96 0.77
11 1.50 1.12 0.77 0.73
13 1.31 0.69 1.31 0.81
15 0.88 0.81 0.77 0.92
17 0.77 0.77 1.00 0.88
19 0.85 0.81 1.12 0.85
21 0.85 0.88 0.77 0.73
23 0.85 0.81 0.85 0.88
25 0.85 0.85 0.73 0.69
27 0.88 0.81 0.73 0.88
29 0.85 0.77 0.81 1.19
31 0.88 0.77 0.77 0.88
33 0.73 0.85 0.73 1.08
35 0.85 0.92 0.81 0.73
Rata-rata 0.93 0.88 0.91 0.88
Total 16.65 15.81 16.31 15.77
v 0.22 0.18 0.19 0.15
qmax 1.5 1.27 1.31 1.19
qmin 0.73 0.69 0.73 0.69
EU (%) 57.30 60.32 61.02 63.43
qvar (%) 0.51 0.45 0.44 0.42
Lampiran 7. Nilai keseragaman penyebaran pada pipa lateral
Lateral ql (l/jam)
Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3
1 34.38 32.55 32.55
2 31.48 23.10 30.80
3 31.99 23.45 31.85
4 32.21 30.80 30.80
Rata-rata 32.51 27.48 31.50
Total 130.05 109.90 126.00
v 0.04 0.18 0.03
qmax 34.38 32.55 32.38
qmin 31.48 23.10 30.66
EU (%) 91.98 65.02 94.08
