Pengaruh Neraca Air Terhadap Pengelolaan Tanaman Pangan
Christine N. Sandatata, Hilmi H. Samsuri, Putri R. Afriza, Rahmat Zikri, Yoshua A. Nugroho Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Jakarta
komunikasi penulis, surel : [email protected]
Abstrak
Ketersediaan air merupakan salah satu faktor pembatas utama bagi produksi tanaman pangan. Kekurangan air menyebabkan penurunan laju fotosintesis dan distribusi asimilat terganggu, serta berdampak negatif pada pertumbuhan tanaman baik pada fase vegetatif maupun fase generatif. Untuk itu dilakukan sebuah kajian tentang pengaruh neraca air terhadap pengelolaan tanaman pangan. Dari beberapa objek kajian tanaman pangan yaitu padi dan palawija didapatkan bahwa neraca air berpengaruh signifikan terhadap pembudidayaan tanaman pangan. Selain ketersediaan air, pembudidayaan tanaman pangan juga dipengaruhi oleh faktor-faktor lain, yaitu iklim di wilayah tanam serta jenis tanah yang digunakan untuk pembudidayaan. Faktor-faktor tersebut secara langsung akan mempengaruhi kondisi tanaman pangan serta ketersediaan air itu sendiri.
Kata Kunci : neraca air, tanaman pangan
1. PENDAHULUAN
Ketersediaan air merupakan salah satu faktor pembatas utama bagi produksi tanaman pangan. Kekurangan air menyebabkan penurunan laju fotosintesis dan distribusi asimilat terganggu, serta berdampak negatif pada pertumbuhan tanaman baik pada fase vegetatif maupun fase generatif. Pada fase vegetatif, kekurangan air pada tanaman pangan ditandai oleh daun yang mengecil dan jumlah daun yang terbentuk sedikit. Pada keadaan yang lebih parah, kekurangan air menyebabkan kerusakan jaringan tanaman yang dicerminkan oleh daun pucuk mengering karena bukaan stomata sempit, difusi CO2 terhambat, fotosintesis rendah serta perkembangan perakaran terhambat sehingga penyerapan air dan nutrisi oleh tanaman berkurang. Pada fase generatif kekurangan air menyebabkan terjadinya penurunan produksi tanaman akibat terhambatnya pembentukan bunga, pengisian biji terganggu dan bentuk biji kecil serta banyaknya terbentuk polong hampa (Aqil dkk., 2008).
Tanaman padi dan palawija merupakan tanaman pangan yang paling banyak ditanam di wilayah Indonesia karena termasuk tanaman pangan pilihan utama untuk dijadikan makanan sehari-hari. Indonesia yang dikenal sebagai negara agraris, yaitu sebagian besar penduduknya mempunyai mata pencaharian diberbagai sektor pertanian seperti tanaman pangan itu sendiri. Disamping itu, pertumbuhan penduduk dari tahun ke tahun yang selalu meningkat mengharuskan pengembangan kualitas dan kuantitas tanaman pangan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat dimana dari waktu ke waktu juga meningkat.
2.
NERACA AIR
Neraca air adalah (water balance)
merupakan neraca masukan dan keluaran air disuatu tempat pada periode tertentu, sehingga
dapat untuk mengetahui jumlah air tersebut kelebihan (surplus) ataupun kekurangan (defisit).
Kegunaannya yaitu untuk mengetahui kondisi air pada surplus dan defisit, dapat mengantisipasi bencana yang kemungkinan terjadi, serta dapat pula untuk mendayagunakan air sebaik-baiknya.
Model neraca air cukup banyak, namun yang biasa dikenal terdiri dari tiga model, antara lain :
1. Model Neraca Air Umum
Model ini menggunakan data-data klimatologis dan bermanfaat untuk mengetahui berlangsungnya bulan-bulan basah (jumlah curah hujan melebihi kehilangan air untuk penguapan dari permukaan tanah atau evaporasi maupun penguapan dari sistem tanaman atau transpirasi, penggabungan keduanya dikenal sebagai evapotranspirasi).
2. Model Neraca Air Lahan
Model ini merupakan
penggabungan data-data klimatologis dengan data-data tanah terutama data kadar air pada Kapasitas Lapang (KL), kadar air tanah pada Titik Layu Permanen (TLP), dan Air Tersedia (WHC = Water Holding Capacity). Kapasitas lapang adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukkan jumlah air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Air yang dapat ditahan tanah tersebut akan terus-menerus diserap akar tanaman atau menguap sehingga tanah makin lama makin kering. Pada suatu saat akar tanaman tidak lagi mampu menyerap air sehingga tanaman menjadi layu.
Titik layu permanen adalah kondisi kadar air tanah dimana akar-akar tanaman tidak mampu lagi menyerap air tanah, sehingga tanaman layu. Tanaman akan tetap layu pada siang atau malam hari. Kandungan air pada titik layu permanen diukur pada tegangan 15 bar atau 1.500 kPa atau pF 4,18 atau 15.849 cm tinggi kolom air. Air tersedia adalah banyaknya air yang tersedia bagi tanaman yaitu selisih antara kapasitas lapang dan titik layu permanen. 3. Model Neraca Air Tanaman.
Model ini merupakan penggabungan data klimatologis, data tanah, dan data tanaman. Neraca air ini dibuat untuk tujuan khusus pada jenis tanaman tertentu. Data tanaman yang digunakan adalah data koefisien tanaman pada komponen keluaran dari neraca air. Neraca air adalah gambaran potensi dan pemanfaatan sumberdaya air dalam periode tertentu. Dari neraca air ini dapat diketahui potensi sumberdaya air yang masih belum dimanfaatkan dengan optimal.
Secara kuantitatif, neraca air menggambarkan prinsip bahwa selama periode waktu tertentu masukan air total sama dengan keluaran air total ditambah dengan perubahan air cadangan (change in storage). Nilai perubahan air cadangan ini dapat bertanda positif atau negatif (Soewarno, 2000). Konsep neraca air pada dasarnya menunjukkan keseimbangan antara jumlah air yang masuk ke, yang tersedia di, dan yang keluar dari sistem (sub sistem) tertentu. Secara umum persamaan neraca air dirumuskan dengan (Sri Harto Br., 2000). Manfaat Neraca Air
Manfaat secara umum yang dapat diperoleh dari analisis neraca air antara lain:
1. Digunakan sebagai dasar pembuatan bangunan penyimpanan dan pembagi air serta saluran-salurannya. Hal ini terjadi jika hasil analisis neraca air didapat banyak bulan-bulan yang defisit air;
2. sebagai dasar pembuatan saluran drainase dan teknik pengendalian banjir. Hal ini terjadi jika hasil analisis neraca air didapat banyak bulan-bulan yang surplus air;
3. Sebagai dasar pemanfaatan air alam untuk berbagai keperluan pertanian
seperti tanaman pangan hortikultura, perkebunan, kehutanan hingga perikanan.
Komponen Neraca Air
Dalam menghitung neraca air ada beberapa komponen yang perlu di perhatikan, antara lain :
1. Kapasitas menyimpan air (jumlah ruang pori);
2. infiltrasi; 3. run off;
4. evapotranspirasi; 5. curah hujan; 6. jenis vegetasi.
3. TANAMAN PANGAN
Tanaman pangan adalah segala jenis tanaman yang di dalamnya terdapat karbohidrat dan protein yang dapat digunakan sebagai sumber energi bagi manusia. Tanaman pangan merupakan tanamanpokok manusia untuk dikonsumsi dan menjadi sumber energi. Pada umumnya tanaman pangan termasuk dalam tanaman musiman atau yang mampu menghasilkan dalam waktu semusim saja.
Tanaman pangan dapat dibedakan menjadi beberapa jenis :
1. Serealia
Serealia adalah sekelompok tanaman yang ditanam untuk dipanen dan dimanfaatkan bijinya atau sebagai sumber karbohidrat. Sebagian besar serealia termasuk dalam anggota suku padi-padian yang biasa disebut sebagai serealia sejati. Tanaman serealia umumnya diperbanyak dengan biji serta dapat dibudidayakan di lahan sawah atau lahan kering.
Salah satu usaha untuk mencapai hasil yang optimal untuk jenis serealia adalah menanam varietas yang sesuai dengan kondisi lingkungan. Sampai saat telah banyak dihasilkan varietas untuk setiap jenis tanaman serealia. Tanaman serealia yang banyak dikonsumsi manusia antara lain, padi, jagung, jelai, gandum, dan gandum hitam.
2. Biji-Bijian
Tanaman biji-bijian yang sering kita konsumsi antara lain seperti kedelai, kacang tanah, dan kacang hijau.
3. Umbi-Umbian
Tanaman umbi-umbian adalah tanaman yang ditanam untuk dipanen umbinya. Tanaman umbi-umbian termasuk dalam tanaman pangan karena satu organ dari tumbuhan yang merupakan modifikasi dari organ lain mampu berfungsi sebagai penyimpan zat tertentu yang pada umumnya karbohidrat sebagai sumber energi utama manusia. Organ yang dimodifikasi dapat berupa daun, batang, atau akar. Bentuk modifikasi ini biasanya adalah pembesaran ukuran dengan perubahan anatomi yang sangat jelas terlihat. Umbi biasanya terbentuk tepat di bawah permukaan tanah. Tanaman umbi-umbian umumnya diperbanyak dengan stek dan ditanam di lahan yang kering. Tanaman umbi-umbian yang biasa dimanfaatkan manusia antara lain seperti ubi kayu atau singkong, ubi jalar, talas, wortel, dan kentang.
4. Jenis Tanaman Lainnya
Selain tanaman serealia, biji-bijian, dan umbi-umbian, ada juga tanaman lainnya yang dapat dijadikan sebagai alternatif tanaman pangan yang mampu menjadi sumber energi manusia. Tanaman tersebut seperti sagu yang diambil batangnya dan sukun yang merupakan buah.
Padi
Padi merupakan tanaman yang termasuk genus Orzya L. yang meliputi kurang lebih 25 spesies, tersebar di daerah tropis dan daerah subtropics, seperti Asia, Afrika, Amerika dan Australia. Padi yang ada sekarang merupakan persilangan antara Oryzaofficianalis dan
OryzasativaF.
Produksi padi dunia menempati urutan ketiga dari semua serealia, setelah jagung dan gandum. Namun, padi merupakan sumber karbohidrat utama bagi mayoritas penduduk dunia.
Syarat utama yang harus di penuhi untuk menanam padi sawah adalah kebutuhan air yang harus tercukupi. Jika tidak maka pertumbuhan padi sawah yang di tanam akan terhambat dan produktivitasnya menurut. Berikut ini syarat tumbuh tanaman padi sawah yang harus diperhatikan:
1. Lokasi tanam
Sesuai dengan namanya, padi sawah, maka tanaman padi jenis ini harus di
tanam di sawah dengan ketinggian optimal 0 – 1500 meter diatas permukaan laut.
2. Kondisi tanah
Padi sawah ditanam di tanah berlumpur yag subur dengan ketebalan 18 – 22 cm. Tanah yang cocok untuk areal persawahan adalah tanag berlempung yang berat atau tanah yang memiliki lapisan keras 30 cm dibawah permukaan tanah sehingga air dapat tertampung diatasnya dan menciptakan lumpur. 3. Iklim
Padi sawah dapat tumbuh dalam iklim yang beragam, terutama di daerah dengan cuaca panas, kelembaban tinggi dengan curah hujan 200 mm/bulan atau 1500-2000 mm/tahun. Tanaman padi dapat tumbuh baik pada suhu 23oC. 4. Intensitas Cahaya
Intensitas cahaya matahari harus penuh sepanjang hari tanpa ada naungan.
5. Keasaman (pH)
Keasaman (pH) tanah harus berkisar antara 4,0 – 7,0. pH tanah yang tinggi atau diatas 7,0 akan mengurangi hasil produksi.
6. Angin
Angin akan berpengaruh terhadap proses penyerbukan bunga padi. Karena itu lokasi sawah harus terbuka dan tidak terhalang sehingga angin dapat bertiup dengan bebas.
7. Air
Air harus tersedia setiap saat mencukupi untuk mengenangi tanah persawahan. Kekurangan dan kelebihan air akan dapat mengurangi hasil produksi. karena itu di perlukan saluran irigasi yang baik untuk mengatur keluar masuknya air kedalam lahan persawahan yang akan di tanami padi sawah.
Kedelai
dibuat tempe, tahu, keripik kedelai, susu kedelai, dan bubuk kedelai. Sebagai bahan minuman kedelai diproses, dimasak, dan dikemas secara modern baik dalam botol maupun dalam karton.
Syarat pertumbuhan kedelai diitinjau dari Iklim :
1. Tanaman kedelai sebagian besar tumbuh di daerah yang beriklim tropis dan subtropis. Sebagai barometer iklim yang cocok bagi kedelai adalah bila cocok bagi tanaman jagung. Bahkan daya tahan kedelai lebih baik daripada jagung. Iklim kering lebih disukai tanaman kedelai dibandingkan iklim lembab.
2. Tanaman kedelai dapat tumbuh baik di daerah yang memiliki curah hujan sekitar 100-400 mm/bulan. Sedangkan untuk mendapatkan hasil optimal, tanaman kedelai membutuhkan curah hujan antara 100-200 mm/bulan. 3. Suhu yang dikehendaki tanaman
kedelai antara 21-34 oC, akan tetapi suhu optimum bagi pertumbuhan tanaman kedelai 23-27 oC.
4. Pada proses perkecambahan benih kedelai memerlukan suhu yang cocok sekitar 30 oC.
5. Saat panen kedelai yang jatuh pada musim kemarau akan lebih baik dari pada musim hujan, karena berpengaruh terhadap waktu pemasakan biji dan pengeringan hasil. Syarat pertumbuhan kedelai ditinjau dari media tanam :
1. Pada dasarnya kedelai menghendaki kondisi tanah yang tidak terlalu basah, tetapi air tetap tersedia. Jagung merupakan tanaman indikator yang baik bagi kedelai. Tanah yang baik ditanami jagung, baik pula ditanami kedelai.
2. Kedelai tidak menuntut struktur tanah yang khusus sebagai suatu persyaratan tumbuh. Bahkan pada kondisi lahan yang kurang subur dan agak asam pun kedelai dapat tumbuh dengan baik, asal tidak tergenang air yang akan menyebabkan busuknya akar. Kedelai dapat tumbuh baik pada berbagai jenis tanah, asal drainase dan aerasi tanah cukup baik.
3. Tanah-tanah yang cocok yaitu: alluvial, regosol, grumosol, latosol dan andosol.
Pada tanah-tanah podsolik merah kuning dan tanah yang mengandung
banyak pasir kwarsa,
pertumbuhan kedelai kurang baik, kecuali bila diberi tambahan pupuk organik atau kompos dalam jumlah cukup.
4. Tanah yang baru pertama kali ditanami kedelai, sebelumnya perlu diberi bakteri Rhizobium, kecuali tanah yang sudah pernah ditanami Vigna sinensis (kacang panjang).
Kedelai yang ditanam pada tanah berkapur atau bekas ditanami padi akan lebih baik hasilnya, sebab tekstur tanahnya masih baik dan tidak perlu diberi pemupukan awal.
5. Kedelai juga membutuhkan tanah yang kaya akan humus atau bahan organik. Bahan organik yang cukup dalam tanah akan memperbaiki daya olah dan juga merupakan sumber makanan bagi jasad renik, yang akhirnya akan membebaskan unsur hara untuk pertumbuhan tanaman.
6. Tanah berpasir dapat ditanami kedelai, asal air dan hara tanaman untuk pertumbuhannya cukup. Tanah yang mengandung liat tinggi, sebaiknya diadakan perbaikan drainase dan aerasi sehingga tanaman tidak kekurangan oksigen dan tidak tergenang air waktu hujan besar. Untuk memperbaiki aerasi, bahan organik sangat penting artinya.
7. Toleransi keasaman tanah sebagai syarat tumbuh bagi kedelai adalah pH= 5,8-7,0 tetapi pada pH 4,5 pun kedelai dapat tumbuh. Pada pH kurang dari 5,5 pertumbuhannya sangat terlambat karena keracunan aluminium. Pertumbuhan bakteri bintil dan proses nitrifikasi (proses oksidasi amoniak menjadi nitrit atau proses pembusukan) akan berjalan kurang baik.
8. Dalam pembudidayaan tanaman kedelai, sebaiknya dipilih lokasi yang topografi tanahnya datar, sehingga tidak perlu dibuat teras-teras dan tanggul.
Syarat pertumbuhan kedelai ditinjau dari ketinggian tempat:
varietasi kedelai berbiji besar cocok ditanam di lahan dengan ketinggian 300-500 m dpl. Kedelai biasanya akan
tumbuh baik pada ketinggian tidak lebih dari 500 m dpl.
Palawija
Palawija merupakan kata yang berasal dari bahasa Sansekerta yaitu phalawidja yang artinya adalah tanaman kedua. Dari arti tersebut dapat kita pahami bahwa palawija adalah tanaman hasil kedua yang
berarti tanaman pokok/pangan hasil panen yang kedua setelah padi. Palawija sangat cocok diterapkan dalam sistem pertanian yang berkelanjutan yang berfungsi untuk melakukan rotasi tanaman.
Palawija mampu hidup di tanah yang kering sehingga tidak terlalu membutuhkan air, apalagi ketika irigasi sulit untuk membe-rikan air ke sawah. Palawija juga sangat bagus di tanan di dataran tinggi, yang mana di dataran tinggi padi sangat sulit untuk tumbuh, jadi bisa di jadikan sebgai alternatif. Palawija berfungsi untuk melakukan rotasi terhadap tanaman padi untuk memutuskan siklus dari hama tikus. Rotasi tersebut telah terbukti meningkatkan produktivitas hasil panen. Akan tetapi, tanaman palawija ini sangat rentan terhadap serangan hama, untuk mengatasinya dibutuhkan banyak penggunaan pestisida. Palawija sering juga terkena hama besar, seperti halnya dengan babi hutan. Saat ini
tanaman palawija sebagai alternatif untuk mempertahankan ketahanan pangan di Indonesia.
4. PEMBAHASAN
Ketersediaan air serta karakteristik lingku-ngan menjadi faktor yang sangat mempengaruhi perkembangan tanaman pangan.
Dengan informasi yang tepat akan ketersediaan air serta karakteristik lingkungan, maka budidaya tanaman pangan akan menjadi lebih efektif dan efisien. Budidaya tanaman pangan yang baik akan berdampak pada terjaganya ketersediaan pangan di pasaran sehingga harga kebutuhan pangan akan stabil bahkan cenderung menurun dari sebelumnya. Lihat Tabel 1.
Tabel 1
Lokasi Tanaman
Pangan Jenis Tanah
Iklim dan kondisi
Ketersediaan Air
Estimasi Periode Tanam
Keterangan
Kuala Cenaku, Riau Padi Inceptisol/lempung D-normal Baik
2 kali Sept-Des Feb-Mei
Kuala Cenaku, Riau Palawija Inceptisol/lempung D-normal Baik
2 kali Feb-Mei Mei-Agt
Kuala Cenaku, Riau Padi Inceptisol/lempung D-kering Kurang 1 kali
Feb-Mei + Irigasi
Kuala Cenaku, Riau Palawija Inceptisol/lempung D-kering Cukup
3 kali Sept-Des Feb-Mei Mei-Agt
+ Irigasi
Kuala Cenaku, Riau Padi Inceptisol/lempung D-basah Baik
3 kali Sept-Des Feb-Mei Mei-Agt
Kuala Cenaku, Riau Palawija Inceptisol/lempung D-basah Berlebih 1 kali Mei-Agt Rajabasa, Bandar
Lampung
Palawija
(Kedelai) Tanah liat C-kering Kurang
1 kali
April-Mei + Irigasi
Serang, Banten Padi Litosol-tegalan C-basah Cukup
2 kali Okt-Jan Feb-Jun
+ Irigasi
Serang, Banten Palawija Litosol-tegalan C-basah Baik Sepanjang
Tahun + Irigasi Cipanas,Lebak,
Banten Padi
Podsolik
(pmk)-aluvial A-basah Sangat Baik
Banten aluvial Tahun
Pandeglang,
Banten Padi
Podsolik
(pmk)-aluvial C-basah Baik
2 kali Okt-Jan Feb-Jun Pandeglang,
Banten Palawija
Podsolik
(pmk)-aluvial C-basah Baik
Sepanjang Tahun
Berdasarkan tabel di atas, dapat dilihat bahwa ketersediaan air memiliki pengaruh yang signifikan terhadap pembudidayaan tanaman pangan. Oleh karena itu, untuk menjaga ketersediaan air yang ideal dibutuhkan pengelolaan yang baik. Hal itu termasuk pembuatan irigasi lahan serta pemilihan jenis tanaman pangan yang tepat.
Selain ketersediaan air, pembudidayaan tanaman pangan juga dipengaruhi oleh faktor-faktor lain, yaitu iklim di wilayah tanam serta jenis tanah yang digunakan untuk pembudidayaan. Faktor-faktor tersebut secara langsung akan mempengaruhi kondisi tanaman pangan serta ketersediaan air itu sendiri.
5. KESIMPULAN
1.
Pengelolaan ketersediaan air memiliki
dampak
yang
signifikan
terhadap
pembudidayaan tanaman pangan;
2.
Tanaman
pangan
palawija
tidak
memerlukan air dalam jumlah yang banyak,
sehingga
pada
pembudidayaannya
cenderung dapat dilakukan pada iklim
kering dengan ketersediaan air yang cukup;
3.
Tanaman pangan padi memerlukan air
dalam jumlah yang banyak, sehingga pada
pembudidayaannya
cenderung
membutuhkan
bantuan
irigasi
untuk
mendukung pembudidayaan yang ideal
pada bulan kering;
4.
Pembudidayaan tanaman pangan pada
lahan yang memiliki iklim kering serta
ketersediaan
yang
terhitung
sedikit
memerlukan bantuan irigasi agar kondisi
tanaman pangan tetap terjaga;
5.
Pada wilayah beriklim basah serta jenis
tanah yang dapat menampung lengas tanah
dengan baik, sebaiknya disediakan embung
atau penampung air untuk mengatasi
kelebihan ketersediaan air agar dapat
digunakan pada bulan kering yang akan
datang;
6.
Informasi ketersediaan air (neraca air)
dapat digunakan sebagai referensi untuk
memulai masa tanam.
6. SARAN
1.
Perlu dilakukan pengkajian lanjut akan
pengaruh ketersediaan air terhadap
pembudidayaan pangan dengan disertai
variabel lainnya;
2.
Penelitian pada saat kondisi ekstrem
diperlukan
sebagai
referensi
untuk
mengatasi krisis pangan sejak jauh hari;
3.
Perlu dilakukan pengkajian yang sama
terhadap jenis tanaman lainnya.
7. DAFTAR PUSTAKA
Hidayat, dkk. 2006. Analisis Neraca Air untuk Penetapan Periode Tanam Tanaman Pangan dii Propinsi Banten. Jurnal Indonesia Agromet,
XX (1): 44-51.
Kurnianto, dkk. 2004. Pendugaan Surplus Air Tanah Menggunakan Model Neraca Air (Studi Kasus Sub Daerah Aliran Sungai Cicatih).
Jurnal Indonesia Agromet, XVII (2): 37-47. Oktaviani, dkk. 2013. Analisis Neraca Air Budidaya Tanaman Kedelai di Lahan Kering.
Jurnal Teknik Pertanian Universitas Lampung,
II (1): 7-16.
Triatmodjo, Bambang. 2015. Hidrologi Terapan.
