ABSTRACT
ANALYSIS OF WATER BALANCE OF CORN (ZEA MAYS) IN BANDAR LAMPUNG
By Muamar
Corn (Zea Mays) is one important crop in Indonesia after rice. Indonesia people needs this crop continuous by increase since Indonesian population is growing. One effort to support the production of corn is to supply adequate irrigation water. This aims of this research were (1) to calculate the amount of irrigation water required, (2) to quantify the potential rainwater can be harvested and use as irrigation, (3) to analyze the crop evapotranspiration, percolation and runoff rate, and (4) to determine Kc.
Plot experiment was conducted at the Integrated Field Laboratory College of Agriculture, University of Lampung from 26 August to 4 December 2011. Field observation was carried out on two experimental treatments with four replicates, the treatment were plots with plastic liner (plot A) and without plastic liner (plot B) each equipped with a water storage pond at the downstream.
The results showed that (1) the consumptive use (ETc) during the study water
requirements of corn is 614,3 mm, (2) total runoff that occurs on the plot without plastic liner was 37,24 mm, (3) percolation that occurred during the study on the plot without plastic liner was 40,58 mm, (4) the corn crop coefficient (Kc) on
average in the early developmental stages, vegetative stage, stage of flowering and seed formation, and aging stage were 1,17; 1,37; 1,38; and 1,19, and (5) the water productivity on plot A was 1,88 kg grain/m3 water, while on the plot B was 2,48 kg grain/m3 water.
ABSTRAK
ANALISIS NERACA AIR TANAMAN JAGUNG (ZEA MAYS) DI BANDAR LAMPUNG
Oleh Muamar
Jagung (Zea Mays) merupakan salah satu tanaman pangan penting di Indonesia setelah padi. Kebutuhan masyarakat Indonesia terhadap tanaman pangan ini terus meningkat seiring dengan pertumbuhan penduduk yang semakin meningkat juga. Salah satu upaya peningkatan produktifitas guna mendukung program
pengembangan agribisnis tanaman jagung adalah penyediaan air yang cukup untuk pertumbuhan tanaman.
Penelitian ini bertujuan untuk (1) menghitung besarnya kebutuhan air tanaman jagung, (2) menghitung besarnya potensi air hujan yang dapat di manfaatkan dan ditampung, (3) menganalisis evapotranspirasi, laju perkolasi dan limpasan, dan (4) menghitung Kc tanaman.
Penelitian dilaksanakan di Laboraturium Lapang Terpadu Fakultas Pertanian Universitas Lampung terhitung mulai tanggal 26 Agustus sampai 4 Desember 2011. Pengamatan lapangan dilakukan terhadap delapan plot percobaan dengan dua perlakuan dan empat kali ulangan. Perlakuan tersebut adalah menggunakan terpal (plot A) dan tanpa terpal (plot B) yang masing-masing dilengkapi dengan kolam penampungan air pada bagian hilirnya.
Hasil penelitian menunjukan bahwa (1) total kebutuhan air konsumtif tanaman jagung (ETc) selama penelitian sebesar 614,3 mm, (2) total limpasan yang terjadi
pada plot tanpa terpal adalah 37,24 mm, (3) perkolasi yang terjadi selama
penelitian di plot lahan tanpa terpal sebesar 40,58 mm, (4) nilai koefisien tanaman jagung (Kc) rata-rata pada tahap perkembangan awal, tahap vegetatif, tahap
pembungaan dan formasi biji, dan tahap penuaan masing-masing adalah 1,17; 1,37; 1,38; dan 1,19, dan (5) produktifitas penggunaan air pada plot A sebesar 1,88 kg/m3 dan pada plot B sebesar 2,48 kg/m3.
ANALISIS NERACA AIR TANAMAN JAGUNG (ZEA MAYS) DI BANDAR LAMPUNG
(Skripsi)
Oleh
Muamar
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG
ANALISIS NERACA AIR TANAMAN JAGUNG (ZEA MAYS)
DI BANDAR LAMPUNG
oleh
Muamar
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
Pada
Jurusan Teknik Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Lampung
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Tanaman Jagung (Zea Mays) ... Error! Bookmark not def 2. Siklus dan Komponen Hidrologi (Asdak, 1995) ... Error! Bookmark not def 3. Neraca Air Pada Zona Perakaran (James, 1993) ... Error! Bookmark not def 4. a) Soil Moisture Meter TDR 100 ... 23
b) Profesional Instrument Wireless Weather Station ... Error! Bookmark not def 5. Model Plot Lahan Berterpal ... Error! Bookmark not def 6. Model Plot Lahan Tanpa Terpal ... Error! Bookmark not def 7. Model Plot Lahan Percobaan ... Error! Bookmark not def 8. Segitiga Tekstur Tanah Menurut Sistem USDA ... Error! Bookmark not def 9. Curah Hujan Periode10-Harian (Dasarian) Selama Penelitian ... Error! Bookmark not def 10.Kadar Air Tanah Harian Pada Plot Lahan Bertepal ... Error! Bookmark not def 11.Kadar Air Tanah Harian Pada Plot Lahan Tanpa Terpal ... Error! Bookmark not def 12.Pemberian Air Irigasi Pada Setiap Plot Lahan ... Error! Bookmark not def 13.Evapotranspirasi Tanaman 10-Harian ... Error! Bookmark not def 14.Evapotranspirasi Kumulatif ... Error! Bookmark not def 15.Nilai Koefisien Tanaman (Kc) Berdasarkan Tahap Pertumbuhan ... Error! Bookmark not def
20.Rata-rata Tinggi Tanaman Jagung Selama Penelitian ... Error! Bookmark not def 21.Berat Rata-rata Biji Per Buah Tanaman Jagung ... Error! Bookmark not def 22.Neraca Air Dasarian Pada Plot Lahan Berterpal ... Error! Bookmark not def 23.Neraca Air Dasarian Pada Plot Lahan Tanpa Terpal ... Error! Bookmark not def 24.Neraca Air Berdasarkan Tahap Perkembangan Pada Plot
Lahan Berterpal ... Error! Bookmark not def 25.Neraca Air Berdasarkan Tahap Perkembangan Pada Plot Lahan
Tanpa Terpal ... Error! Bookmark not def 26.Pembajakan dan Penggaruan Lahan ... 102
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR PUSTAKA
Allen, R. G., L. S. Pereira, D. Raes, dan M. Smith. 1998. Crop Evapotranspiration - Guidelines for Computing Crop Water Requirements - FAO Irrigation and drainage paper 56. Food And Agriculture Organization Of The United Station. Rome.
Arimbi, D. 2011. Analisis Neraca Air pada Lahan Bera di Plot Percobaan Laboraturium Lapang Terpadu Universitas Lampung (Skripsi). Universitas Lampung. Bandar Lampung.
Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.
Badan Pusat Statistik. 2012. (http://www.bps.go.id. Diakses pada tanggal 17 Juli 2012).
Critchley, W. dan K. Siegert. 1991. Water Harvesting. A manual for the design and construction of water harvesting schemes for plant production. Food And Agriculture Organization Of The United Station. Rome. Direktorat Jenderal Tanaman Pangan. 2005. Evaluasi Kecambah Pengujian Daya
Berkecambah. Direktorat Jenderal Tanaman Pangan Direktorat Perbenihan. Depok.
Erawati, T.R. 2010. Identifikasi Gejala Kekurangan Unsur Hara Pada Tanaman Jagung. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian. Nusa Tenggara Barat
Firmansyah, M.A. 2010. Teori dan Praktik Analisis Neraca Air untuk Menunjang Tugas Penyuluhan Pertanian di Kalimantan Tengah. Balai Besar
Pelatihan Binuang. Palangka Raya.
Hakim, N., M. Y. Nyakpa, A. M. Lubis, S. G. Nugroho, M. A. Diha, G. B. Hong, dan H.H. Bailey. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas
Lampung. Bandar Lampung.
Heldiyana. 1998. Mempelajari Neraca Air Tanah Harian Untuk Estimasi
Besarnya ETc dan Kc Tanaman Teh Di PTPN VIII Perkebunan Gunung Mas Puncak, Jawa Barat (Skripsi). IPB. Bogor.
Islami, T. dan W. H. Utomo. 1995. Hubungan Tanah, Air dan Tanaman. IKIP Semarang Press. Semarang.
James, L.G. 1993. Principles of Farm Irrigation System Design. Kreiger Publishing Company. Florida.
Octaviani. 2012. Analisis Neraca Air Budidaya Tanaman Kedelai (Glycine max [L] Merril) Pada Lahan Kering (Skripsi). Universitas Lampung. Bandar Lampung
Pasandaran, E. 1991. Irigasi di Indonesia, Strategi dan Pengembangan. LP3ES. Jakarta.
Purbawa, A. dan Wiryajaya. 2009. Analisis Spasial Normal Ketersediaan Air Tanah Bulanan Di Provinsi Bali. Buletin Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika Vol. 5 No. 2 Juni 2009. Balai Besar Meteorologi dan Geofisika Wilayah III Denpasar.
Phocaides, A. 2007. Handbook On Pressurized Irrigation Technique. Food And Agriculture Organization Of The United Station. Rome.
Rogers, D. H. and W. M. Shoter.1996. Soil, Water, and Plant Relationships. Irrigation Management Series. Cooperative Extension Service Manhattan. Kansas.
Sosrodarsono, S. dan K. Takeda. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Pradya Paramita. Jakarta.
Suhendra. 2010. Produksi cukup, impor jagung Indonesia masih tinggi. (http://finance.detik.com/. diakses pada tanggal 20 juli 2011) Suprapto, H. S. 2005. Bertanam Jagung. Penebar Swadaya. Bogor. Syarief. 1986. Ilmu Tanah dan Pemupukan. Pustaka Buana. Bandung. Wallender, W. dan D. Grimes. 1991. Irrigation. Section 15 of the National
Engineering Handbook (NEH). United States Department of Agriculture. USA.
I. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan penelitian maka didapat kesimpulan sebagai berikut: 1. Total kebutuhan air konsumtif tanaman jagung (ETc) selama 100 hari
penelitian adalah 614,29 mm, defisit kebutuhan air tanaman jagung (total ETc – total CH) sebesar 425,79 mm.
2. Potensi air hujan yang dapat dimanfaatkan dan ditampung dikolam penampungan adalah 37,24 mm (19,75 % dari total curah hujan). 3. Total perkolasi yang terjadi selama penelitian di plot lahan tanpa terpal
sebesar 40,58 mm (21,52 % dari total curah hujan).
4. Nilai koefisien tanaman jagung (Kc) rata-rata pada tahap perkembangan awal,
tahap vegetatif, tahap pembungaan dan formasi bji, dan tahap penuaan masing-masing adalah 1,17; 1,37; 1,38; dan 1,19.
5.2 Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan waktu penelitian pada waktu bulan basah untuk mengetahui besarnya potensi air hujan yang dapat dimanfaatkan dan ditampung dalam semusim penanaman.
I. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Lapang Terpadu Fakultas Pertanian Universitas Lampung dengan spesifikasi lokasi 05022’ LS dan 105014’ BT, pada ketinggian 148 m dpl. Analisis sifat fisik tanah dilakukan di Laboratorium Tanah Politeknik Negeri Lampung dan Laboratorium Teknik Sumber Daya Air dan Lahan (TSDAL) Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Penelitian lapang dilakukan selama 100 hari terhitung mulai tanggal 26 Agustus 2011 sampai dengan 4 Desember 2011.
3.2 Alat dan Bahan
Tanaman yang digunakan pada penelitian ini adalah jagung varietas hibrida Sang Hyang Sri 4 dengan umur tanam ± 100 hari. Peralatan yang digunakan adalah: 1) Soil Moisture Meter Time Domain Reflectometer (TDR) 100, 2) Profesional
Instrument Wirelles Weather Stations, 3) Ring Sample, 4) Stopwacth, 5) Cutter/
Gambar 2. Model Plot Lahan Berterpal
Gambar 3. Model Plot Lahan Tanpa Terpal
a) b)
3.3 Batasan Masalah
1. Penelitian ini mengkaji neraca air pada lahan kering dengan kedalaman perakaran tanaman jagung (Drz) 20 cm.
2. Pemberian air irigasi hanya mencapai 33% volume kadar air tanah. 3. Asumsi dalam kajian neraca air ini adalah lahan berupa tanah tadah hujan
tanpa masukan air dari luar selain curah hujan dan irigasi.
4. Penggunaan masukan lain (pupuk dan pestisida) tidak disertakan dalam analisis neraca air.
3.4 Metode Penelitian
3.4.1 Rancangan Penelitian
Pelaksanaan penelitian dilaksanakan dengan metode percobaan lapang
menggunakan delapan plot lahan penelitian dengan dua perlakuan dan empat kali pengulangan. Faktor perlakuan yang diberikan pada plot lahan yaitu:
A : Berterpal (model lisimeter dengan alas) B : Tanpa terpal (model lisimeter tanpa alas)
3.4.2 Persiapan
1. Pembuatan model lahan
Tahap awal penelitian dimulai dengan membuat model lahan. Kegiatan meliputi penentuan lokasi, pembersihan dan perataan lahan, isolasi lahan, dan pembuatan kolam penampung. Petakan lahan yang digunakan berukuran (200 x 100) cm2 dengan kemiringan sekitar 6 %, 4 plot pertama dengan cara
dibagian bawah tanah dilapisi terpal (model lisimeter dengan alas) dengan kedalaman 20 cm dan 4 plot lainnya tanpa dilapisi terpal (model lisimeter tanpa alas). Setiap plot dibatasi dengan sekat untuk mencegah masuknya atau keluarnya air dari plot. Pada bagian hilir plot dibuat kolam tadah penampung air hujan, aliran permukaan, dan erosi dengan luas (100 x 50) cm2 dengan kedalaman 50 cm. Model lahan untuk lebih jelasnya dapat di lihat pada Gambar 5.
2. Budidaya
Kegiatan budidaya mengikuti prosedur pada bab II.
3. Pengambilan sampel tanah
Sampel tanah diambil dari lahan yang telah disiapkan untuk diuji sehingga diketahui sifat fisiknya. Sampel tanah yang diambil berupa contoh tanah tidak utuh dan contoh tanah utuh (disturbed soil sample and undisturbed soil
sampel) pada kedalaman 0-20 cm dari permukaan tanah. Pengambilan contoh
Gambar 4. Model Plot Lahan Percobaan
3.4.3 Pengumpulan Data
Data yang dikumpulkan meliputi data primer yang didapat dari pengamatan langsung di lapangan dan di laboratorium, dan data sekunder yang didapat dari studi pustaka maupun hasil inventarisasi yang telah dilakukan berbagai lembaga maupun institusi lain.
Analisis di laboratorium variabel yang diamati yaitu kandungan air tanah pada
tingkat kapasitas lapang (θFC), kandungan air tanah pada tingkat titik layu
permanen (θPWP), dan berat isi tanah (γb). Pada kegiatan di lapangan, variabel yang diamati meliputi kadar air tanah harian (θi), curah hujan (P), evapotranspirasi
potensial (ETo), perkolasi (DP), aliran permukaan (RO), kebutuhan air tanaman
1. Sifat fisik tanah
a. Tekstur tanah
Penentuan tekstur tanah menggunakan contoh tanah terganggu pada kedalaman 0 – 20 cm diambil dari empat titik berbeda dengan cara mencangkul sampai kedalaman tersebut. Pengambilan contoh tanah tersebut diambil setelah pengolahan lahan. Contoh tanah dianalisis di Laboratorium Ilmu Tanah
Politeknik Negeri Lampung untuk mengetahui komposisi fraksi pasir, debu, dan liat. Selanjutnya, kelas tekstur ditentukan dengan segitiga USDA.
b. Kadar air kapasitas lapang
Pengukuran kadar air kapasitas lapang pada kedalaman 0 – 20 cm dilakukan dengan metode gravimetrik menggunakan contoh tanah utuh. Pengukuran
kapasitas lapang tanah dilakukan pada contoh tanah utuh setelah dioven selama 24 jam pada suhu 105oC. Contoh tanah yang telah diketahui volumenya ditetesi air dari pemukaan atas sampai seluruh ruang pori terisi air dan menetes dari
permukaan bawah.
Kadar air kapasitas lapang selanjutnya dihitung dengan menggunakan persamaan matematis:
θFC ... (6)
dimana :
θFC : kapasitas lapang (%)
c. Kadar air titik layu
Kadar air titik layu ditentukan dengan perhitungan setelah diketahui tekstur tanah, kadar air kapasitas lapang, dan berat isi tanah. Kadar air titik layu dihitung berdasarkan Tabel 3.
Tabel 1. Sifat Fisik Tanah
Type of soil Light (coarse)
texture
Medium texture
Heavy (fine) texture 1. Saturation capacity (SC) % weigth
2. Field capacity (FC) % weight 3. Wilting point (WP) % weight 4. SC/FC
5. FC/PWP
6. Bulk density (volume weight)
7. Soil available water (moisture) by volume (FC-WP x bulk density)
8. Available moisture (Sa) in mm per metre soil depth (FC-PWP x bulk density x 10)
9. Soil water tension in bar at field capacity at wilting point
10.Time required from saturation to field capacity 11. Infiltration rate
Penentuan berat isi tanah menggunakan contoh tanah utuh seperti pada penentuan kapasitas lapang. Berat isi tanah dihitung menggunakan rumus:
γb = ... (7)
2. Data klimat harian
Metereologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Raden Intan II Bandar Lampung dan BMKG Branti.
3. Kadar air tanah
Nilai kadar air tanah harian diukur dengan alat Soil Moisture Meter TDR 100 dengan cara membenamkan sensor yang panjangnya 12 cm. Pengukuran dilakukan di sekitar tanaman jagung pada 10 titik berbeda disetiap plot. Data kadar air tanah ini menjadi dasar untuk menghitung kebutuhan air irigasi tanaman.
4. Evaporasi kolam
Evaporasi kolam diukur dengan cara menghitung selisih tinggi muka air kolam pada hari tertentu (TMAi) dengan hari sebelumnya (TMAi-1).
5. Tinggi dan hasil tanaman jagung
Tinggi tanaman diukur dari pangkal batang sampai dengan puncak daun tertinggi pada 4 tanaman di setiap plot. Hasil pengukuran dimasing-masing plot dirata-ratakan yang selanjutnya disebut sebagai rata-rata tinggi tanaman jagung. Pengukuran dilakukan setiap 10 hari setelah tanam sampai ke 70 hari setelah tanam.
3.4.4 Perhitungan
1. Evapotranspirasi
Evapotranspirasi tanaman actual (ETc) dihitung dengan prosedur perhitungan
neraca air tanaman (persamaan 3 dan 4). Evapotranspirasi tanaman acuan (ETo)
dihitung berdasarkan data iklim dengan menggunakan model persamaan Pennman-Monteith (Allen dkk., 1998):
... ... (8) dimana:
ETo : evapotranpirasi acuan (mm/hari)
T : temperatur harian pada ketinggian 2 m (oC) U2: kecepatan angin pada ketinggian 2 m (m/s)
es : tekanan uap air jenuh (kPa)
Konstanta psikometrik (γ) diperoleh dari perhitungan dengan persamaan:
... (9) dengan
... (10) dimana
γ : konstanta psikometrik (kPa/oC) P : tekanan atmosfer (kPa)
z : elevasi diatas permukaan laut (m)
Gradien tekanan uap air (∆), tekanan uap air jenuh (es), dan tekanan uap air aktual
(ea) berhubungan dengan suhu (T) dan kelembaban udara (RH) dirumuskan
dengan persamaan sebagai berikut:
... (11)
…... (12)
……….. (13)
dengan
………. (14)
eo : tekanan uap air jenuh pada suhu T (kPa)
Radiasi netto matahari (Rn) merupakan selisih antara radiasi netto gelombang
pendek yang datang (Rns) dan radiasi netto gelombang panjang yang dipantulkan
(Rnl), yang dirumuskan sebagai berikut:
Rn = Rns˗ Rnl………... (15)
Data perhitungan ETc dan ETo dapat digunakan untuk menduga Kc tanaman
jagung, Kc dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Kc = ETc/ ETo……….………... (16)
2. Limpasan permukaan
RO = VRO ÷ Llahan……….………. (17)
VP : volume curah hujan yang masuk langsung kedalam kolam (cm3)
Lpond : luas permukaan kolam (cm2)
P : curah hujan (cm)
∆TMA : tinggi penambahan air kolam (cm)
3. Perkolasi
Perkolasi hanya terjadi pada plot lahan tanpa terpal (plot B), nilai perkolasi didapatkan dari data limpasan dari plot A dan plot B, dengan rumus sebagai berikut:
Kebutuhan irigasi dihitung berdasarkan penurunan kadar air tanah harian (θi),
a. Menentukan jumlah air tersedia dalam tanah
θAW= θFC θPWP………..………... (22)
dimana
θAW : air tersedia (% volume) θFC : kapasitas lapang (% volume) θPWP : titik layu (% volume)
b. Irigasi diberikan jika kadar air tanah harian (θi) saat pengukuran lebih kecil atau sama dengan kadar air tanah titik kritis (θC = 50% θAW).
θC= θPWP+ 0.5(θAW) ...……….. (23)
c. Setelah dilakukan pengukuran kadar air tanah di lapangan, maka volume air irigasi yang diberikan adalah:
I = Drz(θFC θi)Llahan…………...………... (24)
dimana
I : irigasi (cm3 atau ml) Llahan : luas lahan (cm2)
Drz : kedalaman zona perakaran (20 cm)
3.4.5 Analisis Data
Dari hasil pengamatan diperoleh hubungan antara curah hujan dengan volume limpasan, hubungan antara curah hujan dengan perkolasi, analisis neraca air tanaman, kebutuhan air tanaman dan tinggi serta produksi tanaman. Data
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Jagung (Zea Mays) merupakan tanaman serelia yang tumbuh hampir di seluruh dunia dan tergolong spesies dengan variabilitas genetik yang besar. Di Indonesia jagung merupakan bahan makanan pokok kedua setelah padi. Kebutuhan
masyarakat Indonesia terhadap tanaman pangan ini terus meningkat seiring dengan pertumbuhan penduduk yang terus meningkat. Berdasarkan statistik (Badan Pusat Statistik, 2012) produksi jagung nasional dari tahun 2007 s.d 2011 cenderung terus meningkat setiap tahunnya dengan rata-rata produksi sebesar 16.641.083 ton (Tabel 1).
Tabel 1. Produksi Jagung Nasional Tahun 2007 s.d 2011
No. Tahun Produktivitas (Kw/ha) Produksi (Ton)
1
Rata-rata 41,92 16.641.083
Sumber: Badan Pusat Statistik, 2012
untuk pakan ternak, sehingga untuk memenuhi pakan ternak tersebut pemerintah masih melakukan impor jagung yang mencapai satu juta ton tiap tahunya
(Suhendra, 2010).
Untuk memenuhi kebutuhan nasional jagung maka perlu adanya peningkatan produksifitas dengan perluasan penanaman ataupun dengan teknologi
pembudidayaannya. Masalah lain dalam pembudidayaan tanaman jagung yaitu kebutuhan air tanaman tersebut. Salah satu upaya peningkatan produksifitas guna mendukung program pengembangan agribisnis tanaman jagung adalah
penyediaan air yang cukup untuk pertumbuhan tanaman (Direktorat Jendral Tanaman Pangan, 2005).
Kegiatan budidaya tanaman jagung di Indonesia hingga saat ini masih bergantung pada air hujan. Menyiasati hal tersebut, pengelolaan air harus diusahakan secara optimal, yaitu tepat waktu, tepat jumlah, dan tepat sasaran, sehingga efisien dalam upaya peningkatan produksifitas maupun perluasan areal tanam dan peningkatan intensitas pertanaman. Selain itu, antisipasi kekeringan tanaman akibat
ketidakcukupan pasokan air hujan perlu disiasati dengan berbagai upaya, antara lain pemanfaatan dan pemanenan air hujan yang berlebih.
Dari uraian diatas maka perlu diadakannya penelitian tentang kesetimbangan air pada tanaman jagung untuk mengetahui kebutuhan air tanaman.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menghitung besarnya kebutuhan air tanaman jagung.
2. Menghitung besarnya potensi air hujan yang dapat dimanfaatkan dan ditampung.
3. Menganalisis evapotranspirasi, laju perkolasi dan limpasan. 4. Menghitung koefisien tanaman (Kc).
1.3 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian diharapkan dapat digunakan sebagai acuan dalam upaya
PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA
Saya Muamar NPM 0714071052.
Dengan ini menyatakan bahwa apa yang tertulis dalam karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri berdasarkan pada pengetahuan dan informasi yang telah saya dapatkan. Karya ilmiah ini tidak berisi material yang telah dipublikasikan sebelumnya atau ditulis orang lain atau dengan kata lain bukanlah hasil dari plagiat karya orang lain.
Demikianlah pernyataan ini saya buat dan dapat dipertanggungjawabkan. Apabila dikemudian hari terdapat kecurangan dalam karya ini, maka saya siap
mempertanggungjawabkannya.
Bandar Lampung, 19 Oktober 2012 Yang membuat pernyataan
Muamar
Judul Skripsi : Analisis Neraca Air Tanaman Jagung (Zea Mays) di Bandar Lampung
Nama Mahasiswa : Muamar Nomor Pokok mahasisiwa : 0714071052 Jurusan/Program Studi : Teknik Pertanian
Fakultas : Pertanian
MENYETUJUI 1. Komisi Pembimbing
2. Ketua Juruasan Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc.
NIP 19611211 198703 1 004
Ahmad Tusi, S.TP., M.Si. NIP 19810613 200501 1 001
MENGESAHKAN
1. Tim Penguji
Ketua : Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc.
Sekertaris : Ahmad Tusi, S.TP., M.Si.
Penguji
Bukan Pembimbing: Prof. Dr. Ir. R. A. Bustomi Rosadi, M.S.
2. Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. H. Wan Abbas Zakaria, M.S. NIP 19610826 198702 1 001
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Gisting, Kab. Tanggamus, Provinsi Lampung pada tanggal 07 Desember 1986, sebagai anak terakhir dari tujuh bersaudara dari pasangan Bapak Nasori M. dan Ibu Khotijah. Pendidikan Taman Kanak-kanak di (TK) Rama Mathlaul Anwar Gisting diselesaikan tahun 1993, Sekolah Dasar diselesaikan di Sekolah Ibtidaiyah Mathlaul Anwar Gisting pada tahun 1999, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) diselesaikan di SLTPN 1 Gisting pada tahun 2002, Sekolah Menengah Atas di SMA Muhammdiyah 1 Gisting pada tahun 2005, dan Diploma 1 programming diselesaikan di TEKNOKRAT pada tahun 2006.
Tahun 2007 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Unversitas Lampung melalui jalur SPMB. Selama menjadi mahasiswa penulis aktif di Lembaga Kemahasiswaan Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATEKTAN) dan Mahasiswa Pecinta Alam
(RAGAPALA). Pada tahun 2010 penulis melaksanakan kegiatan Praktek Umum (PU) di Pabrik Tapioka Menara Agung Lampung Utara dengan judul
“Mempelajari Proses Pengolahan Limbah Cair Dan Limbah Padat Pabrik
SANWACANA
Segala puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Shalawat dan salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAAW, Ahlul Baitnya, dan sahabat-sahabat beliau yang terpilih, sebagai tauladan umat sepanjang zaman.
Skripsi dengan judul “Analisis Neraca Air Tanaman Jagung (Zea Mays) di Bandar
Lampung” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc. selaku pembimbing utama, dan Bapak Ahmad Tusi, S.TP., M.Si. selaku pembimbing kedua atas ketersediaan meluangkan waktu, memberikan bimbingan, dan pengarahan dalam
penyusunan proposal, pelaksanaan penelitian hingga penyusunan skripsi ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ir. R. A. Bustomi Rosadi, M.S. selaku penguji dan pembahas
yang telah memberikan saran dan kritik kepada penulis.
4. Elda dan Oktaviani atas bantuannya selama penyusunan skripsi; Arif, Wahyu, Bowo, Nurdin, Pepen, Inu, dan Malis atas bantuannya selama menyiapkan lahan penelitian; Adit, Afris, Dody, Enky, Febri, Fadhil, Iim, Rifky, dan Riscky atas motivasi, keceriaan, dan kebersamaannya.
5. Mama’ dan Bapak tercinta, kakak-kakakku tersayang serta seluruh keluarga
besar atas do’a, kasih sayang, dukungan, serta pengertiannya.
6. Saudara-saudaraku di RAGAPALA, kawan-kawan angkatan 2007, kakak dan adik tingkat atas kebersamaan, motivasi, dan dukungannya.
7. Sahabat-sahabat seperjuangan SMA Muhammadiyah 1 Gisting atas kebersamaannya.
Serta seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, semoga Allah SWT membalas kebaikan dan kemurahan hati mereka. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi para pembacanya.
Bandar Lampung, 19 Oktober 2012
I. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Budidaya Tanaman Jagung
Jagung (Zea Mays) merupakan tanaman dengan tingkat penggunaan air sedang, berkisar antara 400 sampai 500 mm. Namun demikian, budidaya jagung terkendala oleh tidak tersedianya air dalam jumlah dan waktu yang tepat. Tanaman jagung dalam taksonomi diklasifikasikan sebagai berikut:
Kerajaan : Plantae
Ordo : Poales
Famili : Poaceae Genus : Zea Spesies : Z. May
Nama binomial : Zea mays ssp.mays
Jagung cukup memadai untuk dijadikan pangan pengganti beras atau dicampur dengan beras. Keunggulan jagung dibandingkan dengan komoditas pangan lain adalah kandungan gizinya lebih tinggi dari beras, sumber daya alam Indonesia juga dapat mendukung untuk pembudidayaanya, harganya relatif murah dan tersedianya teknologi budidaya dan pengolahann. Selain sebagai makanan pokok, jagung juga dapat digunakan sebagai pakan ternak dan bahan industri serta
Gambar 1. Tanaman Jagung (Zea Mays)
2.1.1 Pemilihan Varietas
Pemilihan varietas jagung diarahkan kepada varietas unggul yang dapat memberi hasil dan keuntungan yang besar bagi petani. Varietas jagung yang ideal dicirikan oleh sifat-sifat sebagai berikut (Suprapto, 2005):
1. Hasil biji persatuan luas tinggi 2. Tanggap terhadap pemupukan 3. Berdaya hasil tinggi
4. Toleran terhadap penyakit dan hama 5. Beradaptasi baik pada berbagai lingkungan 6. Tegap dan tahan rebah
7. Kandungan protein cukup tinggi 8. Daya kecambah benih lebih dari 90%
2.1.2 Pengolahan Lahan
Tanaman jagung memerlukan aerasi dan drainase yang baik sehingga perlu pengemburan tanah. Pada umumnya persiapan lahan untuk tanaman jagung dilakukan dengan cara dibajak sedalam 15 – 20 cm, diikuti dengan penggaruan tanah sampai rata (Suprapto, 2005).
Ketika mempersiapkan lahan, sebaiknya tanah jangan terlampau basah, tetapi cukup lembab sehingga mudah dikerjakan dan tidak lengket. Untuk jenis tanah berat dengan kelebihan air, perlu dibuatkan saluran drainase.
Kadang-kadang lahan harus dipersiapkan dengan cepat karena hujan sudah mulai turun. Apabila tidak sempat untuk mempersiapkannya secara keseluruhan karena waktu tanam sudah mendesak, pengolahan tanah dilakukan pada areal yang akan ditanami saja. Tindakan ini hanya untuk memburu waktu penanaman, sisa tanah yang belum dikerjakan digarap bersamaan dengan penyiangan pertama (15 hari setelah penanaman) (Suprapto, 2005).
2.1.3 Persiapan Benih
Mutu benih sangat menentukan produktivitas yang akan dihasilkan, selain itu penggunaan benih bermutu juga menentukan jumlah benih yang akan dipakai per satuan luas.
Ciri-ciri benih yang baik adalah: 1. Bebas hama dan penyakit 2. Daya tumbuh di atas 80%
4. Tidak bercampur dengan varietas lain
2.1.4 Penanaman
Pada saat penanaman, tanah harus cukup lembab tetapi tidak becek. Jarak antara tanaman diusahakan teratur agar ruang tumbuh tanaman seragam dan
pemeliharaan tanaman mudah. Beberapa varietas mempunyai populasi optimum yang berbeda. Populasi optimum dari beberapa varietas yang telah beredar dipasaran sekitar 50.000 tanaman/ha. Dengan populasi 50.000/ha, jagung dapat ditanam dengan menggunakan jarak tanam 100 cm × 40 cm dengan dua tanaman per lubang atau 100 cm × 25 cm dengan satu tanaman per lubang atau 75 cm × 25 cm dengan satu tanaman per lubang. Lubang dibuat sedalam 3-5 cm
menggunakan tugal, setiap lubang diisi 2-3 biji jagung kemudian lubang ditutup dengan tanah (Suprapto, 2005).
2.1.5 Pemupukan
2.2 Sifat Fisik Tanah
Untuk dapat tumbuh baik dan produksi tinggi tanaman tidak hanya membutuhkan hara yang cukup dan seimbang, tetapi juga memerlukan lingkungan fisik tanah yang cocok supaya akar tanaman dapat berkembang dengan bebas, proses-proses fisiologis bagian tanaman yang berada dalam tanah dapat berlangsung dengan baik dan tanaman berdiri tegak tidak mudah rebah. Sifat fisik tanah juga sangat mempengaruhi sifat-sifat tanah yang lain dalam hubungannya dengan
kemampuannya untuk mendukung kehidupan tanaman (Hakim dkk.,1986).
Kemampuan tanah menyimpan air tersedia merupakan fungsi dari tekstur dan struktur tanah. Kemampuan tanah untuk menyimpan hara dan kemudian
menyediakannya untuk tanaman sangat ditentukan oleh tekstur tanah dan macam mineral liat.
2.2.1 Kerapatan Isi Tanah (Bulk Density)
Kerapatan isi tanah merupakan ukuran yang menyatakan tingkat kepadatan tanah yaitu berat kering dalam suatu volume tanah utuh yang dinyatakan dengan g/cm3. Kepadatan tanah erat hubungannya dengan penetrasi akar dan produksi tanaman. Jika terjadi pemadatan tanah maka air dan udara sulit disimpan dan
2.2.2 Berat Jenis Partikel Tanah
Berat jenis partikel tanah adalah perbandingan antara massa total fase padat tanah dan volume fase padat yang dinyatakan dalam satuan g/cm3. Massa bahan
organik dan anorganik diperhitungkan sebagai massa padatan tanah dalam penentuan berat jenis partikel tanah. Berat jenis partikel tanah sangat bervariasi tergantung kepada komposisi mineral tanah. Data berat jenis partikel tanah biasa digunakan untuk menghitung porositas tanah (Hakim dkk.,1986).
2.2.3 Tekstur Tanah
Tekstur tanah atau disebut juga besar butir tanah adalah perbandingan relatif antara fraksi pasir, debu, dan liat yang dinyatakan dalam persen. Dalam analisis tekstur, fraksi bahan organik tidak diperhitungkan. Tekstur tanah merupakan salah satu sifat tanah yang paling sering ditetapkan karena berhubungan erat dengan pergerakan air dan zat terlarut, udara, pergerakan panas, berat volume tanah, luas permukaan spesifik (specific surface), kemudahan tanah memadat (compressibility), dan lain-lain (Hillel, 1982).
2.2.5 Kadar Air Tanah
ruang pori tanah terisi dengan air yang melebihi volume tanah dan dengan pengaruh gravitasi air mengalami perkolasi. Kapasitas lapang didefinisikan sebagai jumlah air yang tersisa di dalam tanah setelah terjadi perkolasi. Titik layu adalah kondisi dimana potensial akar tanaman untuk menyerap air sama dengan potensial air tanah. Tanaman akan mati jika kandungan air tanah mencapai titik layu ini (Rogers dan Shoters, 1996). Titik layu bukan merupakan tetapan tanah, melainkan merupakan tetapan tanaman.
Prinsip dasar dalam penentuan kadar air tanah yaitu kadar air tanah dinyatakan sebagai perbandingan berat air yang ada dalam contoh tanah sebelum pengeringan dan berat contoh tanah setelah dikeringkan sampai mencapai berat tetap pada 105oC yang dikenal dengan kadar air gravimetrik dan dinyatakan dalam bentuk persen massa (%W).
2.3 Komponen Hidrologi dan Neraca Air
Di bumi terdapat kira-kira 1,3-1,4 milyar km3 air, 97,5 % adalah air laut, 1,75 % berbentuk es dan 0,73% berada didaratan sebagai air sungai, air danau, air tanah dan sebagainya. Hanya 0,001% berbentuk uap air. Komponen siklus hidrologi berupa presipitasi, evapotranspirasi, run off dan infiltrasi sangat diperlukan dalam sektor pertanian berupa perencanaan pertanian, perencanaan pola tanam,
manajemen irigasi (Wikipedia, 2011)
1. Skala makro : neraca air dapat digunakan dalam pengertian yang sama seperti siklus hidrologi, neraca global tahunan dari air di lautan, atmosfer dan bumi pada semua fase.
2. Skala meso : neraca air dari suatu wilayah atau suatu drainase basin utama. 3. Skala mikro : neraca air yang diselidiki dari lapangan bervegetasi, tegakan
hutan atau kejadian individu pohon.
Neraca air (water balance) merupakan neraca masukan dan keluaran air di suatu tempat pada periode tertentu, sehingga dapat diketahui jumlah air tersebut kelebihan atau kekurangan. Kegunaan mengetahui kondisi air dapat mengantisipasi bencana yang kemungkinan terjadi, serta dapat juga untuk mendayagunakan air sebaik-baiknya (Firmansyah, 2010).
Menurut Firmansyah (2010) model neraca air yang biasa dikenal terdiri dari tiga model, antara lain:
1. Model Neraca Air Umum. Model ini menggunakan data klimatologis dan bermanfaat untuk mengetahui berlangsungnya bulan-bulan basah.
2. Model Neraca Air Lahan. Model ini merupkan penggabungan data
klimatologis dengan data tanah terutaman data kadar air tanah pada kapasitas
lapang (θfc), kadar air tanah pada titik layu permanen (θpwp), dan air tersedia (θAW).
.
Neraca air memiliki hubungan keseimbangan sebagai berikut:
∆SW = Drz(θi–θi-1) = Inflow –Outflow………... (1)
Dimana
Inflow, Outflow : total aliran masuk dan keluar volume kontrol selama interval waktu tertentu (mm)
∆SW : perubahan kadar air tanah (mm) Drz : kedalaman zona perakaran (mm)
(θi–θi-1) : kadar air tanah volumetrik pada hari tertentu dan hari
Maka
∆SW = I + P + SFI + LI + GW – (ET + RO + LO + L + DP)
Gambar 3. Neraca Air Pada Zona Perakaran (James, 1993)
Dengan asumsi lahan berupa tanah tadah hujan, tanpa ada masukan air dari luar selain curah hujan, dan diisolasi sekelilingnya (SFI, LI, LO, GW, dan L sama dengan nol), maka
∆SW = I + P –(ET + RO + DP)……… (2) Dimana
I : irigasi (mm) P : curah hujan (mm)
SFI : aliran permukaan yang masuk kedalam volume kontrol (mm) LI : aliran bawah lateral yang masuk kedalam volume kontrol (mm) GW : kenaikan air kapiler masuk kedalam volume kontrol (mm) ET : evapotranspirasi (mm)
2.3.1 Evapotranspirasi
Evaporasi merupakan peristiwa berubahnya air menjadi uap dan bergerak dari permukaan tanah dan permukaan air ke atmosfer. Air dalam tanah juga dapat naik ke atmosfer melalui tumbuh-tumbuhan yang disebut sebagai evapotranspirasi (Sosrodarsono dan Takeda, 1985).
Evapotranspirasi dipengaruhi oleh cuaca (temperatur udara, kecepatan angin, kelembaban, radiasi), karakteristik tanaman, dan aspek pengolahan lingkungan (Allen dkk, 1998). Evapotranspirasi juga dapat di tentukan dengan menggunakan berbagai komponen neraca air tanah. Metode ini terdiri dari menghitung
perubahan kontinyu dari air masuk dan keluar ke zona akar tanaman selama beberapa periode waktu tertentu (Gambar 3).
Jika semua perubahan yang kontinyu selain evapotranspirasi (ET) dapat dinilai,
evapotranspirasi dapat disimpulkan dari perubahan kandungan air tanah (∆SW)
selama periode waktu tertentu (persamaan 2), menjadi:
ET = Drz(θi–θi-1) + I + P – RO –DP………... (3)
Pada kondisi tidak ada hujan (P, RO, dan DP sama dengan nol), maka:
ET = Drz(θi–θi-1) + I……….... (4)
kesuburan tanah dan kelembaban tanah. Evapotranspirasi pada tanaman tertentu (ETc) dihitung dengan menggunakan rumus (Wallender dan Grimes, 1991) :
ETc = (ETo) (Kc)... (5)
dimana :
ETc: evapotranspirasi tanaman tertentu
ETo: evapotranspirasi tanaman acuan (sekitar 4 sampai 7 inchi tinggi
rumput)
Kc : koefisien tanaman
2.3.2 Irigasi
Irigasi adalah penambahan kekurangan (kadar) air secara buatan, yaitu dengan memberikan air secara sistematis pada lahan yang diolah (Sosrodarsono dan Takeda, 1985).
Dari segi kontruksinya, Pasandaran (1991) mengklasifikasikan irigasi menjadi empat macam yaitu:
1. Irigasi sederhana
Adalah irigasi yang sistem kontruksi irigasinya dilakukan dengan sederhana, tidak dilengkapi dengan pintu pengatur dan alat pengukur sehingga air irigasinya tidak teratur dan tidak terukur. Sehingga efisiensinya menjadi rendah.
2. Irigasi setengah teknis
3. Irigasi teknis
Adalah suatu sistem irigasi yang dilengkapi dengan pintu pengatur dan alat pengukur pada bangunan pengambilan, bangunan bagi dan bangunan sadap. Sehingga air teratur sampai bangunan bagi dan bangunan sadap, diharapkan efisiensinya tinggi.
4. Irigasi teknis maju
Adalah suatu sistem irigasi yang airnya dapat diatur dan terukur pada semua jaringan, sehinggap diharapkan efisiensinya tinggi sekali.
2.3.3 Curah Hujan
Curah hujan merupakan komponen utama input dalam kajian kesetimbangan air. Jumlah curah hujan selalu dinyatakan dengan dalamnya curah hujan (mm). Hubungan antara jumlah curah hujan dan lamanya waktu disebut dengan intensitas curah hujan yang dinyatakan dalam satuan mm/jam. Intensitas curah hujan ini dapat diperoleh/dibaca dari kemiringan kurva (tangens kurva) yang dicatat oleh alat ukur curah hujan otomatis (Sosrodarsono dan Takeda, 1985). Ada dua jenis alat ukur curah hujan otomatis yang sering digunakan yaitu weighging bucket rain gauge dan tipping bucket.
Pengukuran curah hujan dapat juga menggunakan alat penakar hujan manual. Alat penakar hujan manual pada dasarnya hanya berupa kontainer yang telah diketahui diameternya. Standar alat penakar hujan manual yang digunakan di Amerika Serikat mempunyai diameter 20 cm dan ketinggian 79 cm yang
menggunakan alat penakar hujan manual dengan cara mengukur volume yang tertampung setiap interval waktu tertentu atau setiap satu kejadian hujan.
Tabel 1. Keadaan dan Intensitas Curah Hujan
Keadaan Curah Hujan Intensitas Curah Hujan
1 Jam 24 Jam Sumber : Sosrodarsono dan Takeda (1985)
2.3.4 Limpasan Permukaan (Surface Run Off)
Limpasan permukaan merupakan sebagian dari air hujan yang mengalir di atas permukaan tanah. Limpasan permukaan berlangsung ketika jumlah curah hujan melampaui laju infiltrasi air ke dalam tanah (Asdak, 1995). Besarnya volume air limpasan dipengaruhi antara lain oleh kadar air tanah, vegetasi dan bahan penutup tanah, serta intensitas curah hujan.
2.3.5 Perkolasi dan Infiltrasi
Air hujan masuk ke dalam tanah dan mengisi pori-pori tanah melalui infiltrasi. Secara umum, infiltrasi didefinisikan sebagai pergerakan air dari permukaan masuk ke dalam tanah (Wallender dan Grimes, 1991). Lebih lanjut Wallender dan Grimes (1991) menjelaskan kapasitas infiltrasi dibatasi oleh kemampuan tanah untuk mengalirkan air dari permukaan tanah sampai ke profil tanah ketika permukaan jenuh. Pergerakan air sampai ke profil tanah dikenal dengan
2.3.6 Peningkatan Air Kapiler (Capilary Rise)
Peningkatan air kapiler terjadi karena adanya perbedaan energi potensial antara lapisan tanah, sehinga potensial yang berada di lapisan atas lebih besar dari potensial di lapisan tanah yang di bawah. Jadi air terikat lebik kuat pada tanah yang kering, dan potensialnya lebih tinggi dari pada potensial tanah yang basah (Islami dan Utomo, 1995).
2.4 Pemanenan Air Hujan
Pemanenan air hujan adalah salah suatu usaha yang dilakukan untuk menampung sebagian dari curah hujan yang tidak dapat diresapkan kedalam tanah. Komponen curah hujan yang ditampung tersebut dapat berupa air limpasan permukaan dan air hujan yang langsung jatuh masuk ke dalam kolam penampungan. Pemanenan air dilakukan untuk tujuan produktif yaitu untuk menyediakan air yang
