wmeus^bm 'W' ' ' m m- Volurra 07 Noftm 01 ^JaiuMrt.2009 EF'' 'K> ';' ' f^' m i.*->r

(1)

m-

• Volurra 07 Noftm 01 ^JaiuMrt .2009

wMEuS^Bm

Pipe PcMnpa

i

Risiervoir Aas J •';' '•f^' 1S8N:1412-1S67 iff'•'•'.'• Bedi McdHZcole HasilPniaes

Gambar: Skema Pengolahan Air Sedertiana sacara Gravitaai

untuk Penufunan Kandungan Fe dan Mn

EF''

'K> _i.*->rm m Ya.<'^

'•'•m

•tv;

'• i<WP

•v' '".-v "••••,'i.-, ., , f

•'W'

(2)

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI i

PENGANTAR REDAKSI ii

1. Influence of One Way Flow System to the Distribution of Dissolved Iron (Fe)

1-12

Concentration Using Integrated Hydrodinamic and Water Quality Numerical

Model

(RonyRidwan)

2. Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe) dan Mangaan (Mn) pada AirTanah Sumur

13-21

Gall di Surabaya dengan Media Pasir Batu Zeolit

(PungutAS)

3. Model Alokasi dan Nilai Air pada Sistem Sungai Multi Waduk 22 - 38

( Rispiningtati)

4. Studi Potensi Air berdasarkan Imbuhan Air Hujan pada Sub-sub DASTawing

39 - 61

Kabupaten Trenggaiek (MJanu Ismoyo))

5. Desalinasi Air Payau secara Ion Exchange dengan Treatmen Resin Sintetis

52 - 59

( Setyo Purwoto )

6. Pengaruh Pencemaran Rembesan Aliran Air Sungai Kali Surabaya terhadap

60 - 66

Kualitas Air Sumur di Daerah Kecamatan Gayungan Surabaya ( H.Kusnan )

7. Pemanfaatan Limbah Cangkang Kelapa Sawit sebagai Bahan Campuran pada 66 - 76

Pembuatan Paving Stone

(I Nyoman Ringsun )

8. Analisis dan Perancangan Ulang Sistem Pengendalian Umpan Tanur Putar

77 - 87

di PT.Semen Gresik

( Rony Haendra Rahwanto Fora)

'>/9.

Aplikasi Cropwat for Windows untuk Dasar Manajemen Sumber Daya Air

88 - 92

di Petak Tersier

(3)

Sugeng Prijono: Aplikasi Cropwat forWindows untuk Dasar Manajemen Sumberdaya Air dipetak Tersier

APLIKASI CROPWAT FOR WINDOWS

UNTUK DASAR MANAJEMEN SUMBERDAYA AIR Dl PETAK TERSIER

Oleh: Sugeng Prijono

ABSTRACT

Over the last decade, different regions of Indonesia were facing severe and prolonged droughts, where soil moisture deficits during the vegetation season frequently affected the crop growth, development and yields formation. Irrigation management model can simulate the complicated on-farm 'crop-soil-climate" phenomena to estimate the crop evapotranspiration and

im'gation schedule; furthermore, to plan the agricultural water requirements with different cropping

pattern. The aim of this paper is to evaluate the soil moisture dynamics and soil water deficits at the rooting depth of the n'ze and maize crop by using Cropwat for Windows model, in order to provide information necessary in taking decisions on water resources management. The model calculates evapotranspiration and crop water requirements, allows the development of recommendations for improved irrigation practices, the planning of irrigation schedules under varying water supply conditions, and the assessment of production under rainfed conditions or deficit irrigation. Simulation results analysis suggest that in the areas, where the rice and maize

water requirements exceeds the water supply, by application of adequate im'gation scheduling the yield losses are significantly reduced. Cropwat for Windows provides information necessary to

make decisions on im'gation management and allows the assessment of production under rainfed conditions or deficit irrigation.

Abstrak:

Pada dekade akhir-akhir ini, beberapa daerah di Indonesia mengalami kekeringan, dimana

terjadi defisit lengas tanah selama musim tanam dan seringkali mempengaruhi pertumbuhan

tanaman, perkembangan dan pertumbuhan hasil. Model manajemen irigasi dapat mensimulasikan phenomena tanaman'tanah-iklim" yang cukup rumit di atas lahan, untuk dapat

menduga evapotranspirasi tanaman dan penjadwalan irigasi, dengan pemecahan kebutuhan air

tanaman pertanian pada berbagai pola tanam. Tujuari paper ini adalah untuk mengevaluasi

dinamlka lengas tanah dan defisit air tanah di mintakatperakaran untuk tanaman padi dan Jagung

dengan model Cropwat for Windows, dengan maksud untuk informasi yang panting guna

pengambilan keputusan pada manajemen sumberdaya air. Model menghitung evapotranspirasi

dan kebutuhan air tanaman, memungkinkan mengembangkan rekomendasi untuk perbaikan

praktek irigasi, perencanaan penjadwalan irigasi dibawah berbagai kondisi ketersediaan air dan dapat mengevaluasi tingkat produksi dibawah kondisi tadah hujan atau defisit irigasi. Simulasi menunjukkan hasil analisis bahwa di lokasi yang diuji (sekitar waduk Karangkates) kebutuhan air

tanaman masih melebihi ketersediaan air, dengan aplikasi penjadwalan irigasi yang cukup maka

resiko kehilangan produksi akan dapat ditekan. Cropwat for Windows dapat menyediakan

informasi yang panting untuk membuat keputusan manajemen irigasi dan Juga dapat

mengevaluasi produksi dibawah kondisi tadah huJan atau defisit irigasi.

Kata Kunci: Cropwat for Windows, Evapotranspirasi, Irigasi

PENDAHULUAN

Teknologi pengelolaan irigasi pada petak tersier, yaitu meiiputi penjadwalan pelaksanaan irigasi dan berapa Jumiah yang dibutuhkan secara tepat sesuai dengan kebutuhan tanaman. Irigasi mempunyai pengaruh positip tertiadap hasil tanaman yang ditanam jika pemberiannya dilakukan sebelum tanaman mengalami cekaman air. Irigasi merupakan cara penambahan air bila air jhujan yang masuk dalam tanah keterSediaannya tidak mencukupi kebutuhan

tanaman. Penjadwalan irigasi (schedulling)

adalah hal yang penting peranannya dalam tujuan pengelolaan air secara efisien dalam proses produksi pertanian. Untuk pertanian irigasi, penjadwalan irigasi didefinisikan oleh

Rodrignes et at. (2001) sebgai strategi

meminimalkan kebutuhan air dengan dampak terhadap produksi yang dapat ditoleransi, meskipun Shae et al. (1999) membuat definisi yang lebih sederhana

*) Dosen Fakuitas Pertanian Universitas Brawijaya Malang

(4)

Sugeng Prijono: Aplikasi CropwatforWindows untukDasar Manajemen SutnberdayaAirdipatakTersier

sebagai keputusan kapan perlu dilakukan irigasi dan berapa banyaknya air

yang diberikan.

Penjadwalan (schedulling) Ingasi dapat

dievaluasi dengan bantuan perangkat lunak

Cropwat for Windows. Data masukan yang

diperiukan meliputi meteorologi, hujan, tanah dan tanaman. Kasus perlakuan irigasi yang berkembang adalah irigasi diberikan tidak sesuai kebutuhan tetapi secara teijadwal

tetap dengan ketebaian irigasi tertentu.

Tujuan

penelitian

ini akan mengevaluasi

perbedaan jumlah kebutuhan air irigasi dan

jumlah kehilangan sebagai perkolasi dengan

menggunakan Cropwat for Windows (versi 4.3).

Bahan Dan Metoda

Lokasi studi dipilih di wilayah sekitar

Waduk

Karangkates,

lahan

yang

disimulasikan berupa lahan sawah irigasi.

Pola tanam yang dipilih : (1)

Padi-Padi-Jagung dan (2) Padi-Padi-Padi-Jagung-Padi-Padi-Jagung. Jenis

tanahnya

bertekstur

lempung

(medium).

Data

meteorologi

diambil

dari

Stasiun

Pengamat Waduk Karangkates (8®09' LS

112®29' BT).

Berdasar data hujan tahun 1998 - 2007,

menurut Smith & Ferguson (1951) mempunyai ikiim : D , sedang menurut

Oldeman (1975) tipe ikiimnya termasuk: D3.

Model

CROPWAT

awalnya

dikembangkan oleh FAG di tahun 1999

untuk perencanaan dan pengelolaan proyek

irigasi. Versi terbaru dinamakan CROPWAT

for WINDOWS yang dapat dioperasikan

melalui interface window, merupakan hasil

kerjasama antara Land and Water

Development Division of FAO, Institute of

Irrigation

and

Development Studies of

Southampton UK dan National Water

Research Center (NWRC) -Egypt

Input

datanya meliputi : data meteorologi, tanah

dan tanaman.

Perhitungan ET potensial

menggunakan metode Penman-Monteith

dan

perhitungan

hujan

efektif

dengan

metode "USDA soil conservation service

methocT untuk tanaman Jagung.

Untuk Rot < 250 mm

PE = Ptot X 125

Untuk Ptot >125 mm : pjs = 125+0.1 x Ptot

dimana: Ptot = hujan total dan PE = hujan

efektif

Untuk tanaman Padi menggunakan rumus; PE = 0.6 X Rot -10.0 (Rot < 50 mm)

PE = 0.8 X Ptot - 20.0 (Rot > 50 mm)

Setelah data input yang diperiukan dimasukkan, model Cropwat for Windows

dapat menghitung dalam setiap dekade : (1)

koefisien tanaman, (2) evapotranspirasi

tanaman, (3) hujan efektiiF, (4) kebutuhan air

tanaman dan (5) perkolasi. Neraca air pada

lahan dapat dihitung dengan persamaan:

SMD, = SM),., + ETc-PE-JR+RO+DP

dimana : SMDt dan SMD|.i = deplesi lengas

tanah (mm) pada periode t dan t-1

Etc = evapotranspirasi aktual (mm)

PE = hujan efektif (mm) IR = ketebaian irigasi (mm) RO = runoff (mm)

DP = perkolasi dalam (mm)

Model juga dapat mengestimasi jadwal

irigasi masing-masing tanaman dengan lima

skenario: (1) setiap irigasi didefinisikan oleh pelaksana, (2) irigasi di bawah atau di atas

titik deplesi air tanah (%RAVy), (3) irigasi

pada interval tetap pada setiap fase, (4) defisit irigasi dan (5) tanpa irigasi. Kemudian cropwat for windows mulai mensimulasi

neraca air pada lahan, meliputi : (1) lama Irigasi. tanggal dan ketet>alan irigasi. (2) deplesi lengas tanah, (3) jumlah perkolasi, (4) evapotranspirasi aktual dan (5) hasil

tanaman. Reduksi hasil tanaman pada

masing-masing fiase dan kumulatifhya dapat dihitung dengan rumus:

i = phase pertumbuhan tanaman

1

Ky - faktor reduksi produksi

Ya dan ETa = produksi dan ET aktual Ym dan ETm produksi dan ET maksimum Tabel 1. Rerata hujan efektif (mm) dan ET

dimana: Bulan Pe (untuk Padi) (mm) Pe (untuk Jagung) (mm) ETo (mm) Januari 224.8 306 4.48 Pebruari 229.6 312 4.24 Maret 267.2 359 4.61 April 148.8 211 4.64 Mei 44.8 81 4.41 Juni 36.8 71 4.31 Juli 8.0 30 4.50 Agustus 0.0 6 5.02 September 5.0 25 5.48 Oktober 89.6 137 5.46 Nopember 188.8 261 4.76 Desember 307.2 409 3.90

(5)

Sugeng Prijono:AplScasi Cropwat forWindows untuk DasarManajemen Sumberdaya Air dipetak Tersier

Tabel 2. Pertumbuhan tanaman yang diperlukan dan indikatomya

Tanaman Indikator Phase Pertumbuhan Total

1 II III IV

Padi Lama phase (hari) 10 40 50 20 120

Kc 1.20 » > _1.33 _0.90

Ky 1.30 2.00 3.00 0.40 1.70

Perakaran (m) 0.10 » > _0.40 _0.40

DeplesI (p) 0.50 » > _0.90 _0.20

Jagung Lama phase (hari) 17 40 33 15 105

Kc 0.30 » > _1.20 _0.50

Ky 0.40 0.40 1.30 0.50 1.25

Perakaran (m) 0.30 > » _0.60 _0.60

DeplesI (p) 0.50 » > _0.50 _0.80

Skenario pola tanam; 1. Padi - Padi - Jagung 2. Padi- Jagung - Jagung

Pad! (MH) ditanam 20 Desember dan panen 19 April

Padi (MK1) ditanam 29 April dan panen 27

Agustus

Jagung (MK1) ditanam 29 April dan panen 12 Agustus

Jagung (MK2) ditanam 6 September dan panen 20 Desember

Tabel 3. Kriteria penjadwalan irigasi yang dievaluasi

Kriteria Periakuan Irigasi Kode

1 DllrigasI blla 50% total air siap tersedia (RAM) telah

habIs dan dllrigasi dikembalikan 100% RAM

100% RAM

2 Dlirigasi bila 50% total air slap tersedia (RAM) telah

habIs dan dilrigasi dikembalikan 75% RAM

75% RAM

3 Dlirigasi bila 50% total air siap tersedia (RAM) telah

habis dan dllrigasi dengan ketebaian air 75 mm (padi)

dan 50 mm (jagung)

fix 75mm (padi) fix 50 mm (jagung)

4 Dlirigasi dengan tetap tiap 10 harian dengan ketebaian

75 cm (padi) dan 50 mm (jagung)

fix 10days/75mm

fix 10 days/50 mm

5 Tanpa irigasi (kondisi air terbatas) Rainfed

HASIL DAN PEMBAHASAN

Setelah dislmulaslkan dengan Cropwat

for Windows untuk Irigasi tanaman padi dan

jagung (Tabel 2) dengan data meteorologi

untuk wliayah daerah Waduk Karangkates

(Tabel

1)

dan

perbedaan

kriteria

penjadwalan (Tabel 3).

Hasil simulasi

maslng-masing tanaman, disajikan dalam

Tabel 4-7. Untuk model pola tanam yang

diskenariokan

kondlslnya

tinggal

menggabungkan,

sesual

pillhan

tanamannya.

Secara

keseluruhan

opsi

irigasi

dengan pedoman kondlsl ketersediaan air

tanah , yaitu 50% air yang slap tersedia

(RAM) habis baru dllakukan Irigasi adalah

cara yang paling balk. Adapun cara

pemberiannya balk dikemballkan ke 100%

maupun 75% RAM sama-sama tidak berpengaruh terhadap reduksl produksi, tetapi dalam penghematan air irigasi lebih baik yang irigasi 75% RAM. Periakuan irigasi tampak jelas berpengaruh terhadap peningkatan produksi tanaman, dari periakuan tanpa irigasi semua tanaman mengalami reduksl produksi. Dikarenakan kebutuhan air aktual (Eta) lebih rendah

dibanding potensialnya (Etm).

Periakuan pemberian irigasi secara fix

dengan ketebaian tertentu tampak teijadi

kehilangan air irigasi (perkolasi) yang besar

sesual tebal Irigaslnya, balk jadwal

pemberiannya setelah 50% RAM habIs atau tetap tiap sepuluh harian. Kebutuhan air irigasi netto lebih besar periakuan 50% RAM

habis dibanding tetap teijadwal 10 harian.

(6)

Sugeng Prijono: Aplikasi Cropwat forWindowsuntuk Dasar Manajemen SumberdayaAirdipetakTersier

Tabel 4. Pengaruh kondisi terbatas air dan perbedaan opsi irigasi terhadap kebutuhan air tanaman, kebutuhan air Irigasi, kehiiangan air dan estimasi reduksi produksl untuk tanaman Pad! (MH)

Opsi Hujan ETm IWR ETa Irigasi Perkolasi Reduksi

Irigasi efektif netto produksi

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) _(%) 100%RAM 945.17 664.0 0.0 664.0 590.0 0 0.0 75%RAM 945.17 664.0 0.0 664.0 419.5 0 0.0 Fix 75 mm 945.17 664.0 0.0 664.0 2550.0 1960.0 0.0 10 day/75mm 945.17 664.0 0.0 653.5 900.0 658.1 0.0 Rainfed 945.17 664.0 0.0 649.1 0 0 3.8

*) IWR: kebutuhan air irigasi

Pemberian air irigasi sesuai kondisi ketersediaan air dalam tanah dapat meningkatkan produksi padi dari kemungkinan reduksi sebesar 3.8% seandainya tanpa perlakuan irigasi (hanya dari air hujan yang masuk dalam tanah).

Sistim irigasi dengan ketebalan tetap 75 mm sangat tidak efisien, karena teijadi kehiiangan meiaiui perkolasi sebesar 99-300% (658/664 x 100 sampai 1960/664 xlOO). Tetapi dari segi recharge air t>awah tanah sangat baik kontribusinya.

Tabel 5. Pengaruh kondisi terbatas air dan perbedaan opsi irigasi terhadap kebutuhan air tanaman, kebutuhan air irigasi, kehiiangan air dan estimasi reduksi produksi untuk tanaman Padi

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (%) 100%RAM 95.87 708.4 612.5 708.4 625.1 0.0 0.0 75%RAM 95.87 708.4 612.5 708.4 593.6 0.0 0.0 Fix 75 mm 95.87 708.4 612.5 708.4 2700.0 2074.9 0.0 10 dav/75mm 95.87 708.4 612.5 668.4 900.0 412.3 9.6 Rainfed 95.87 708.4 612.5 233.9 0.0 0.0 113.9

Tabel 5 dan Tabel 6 menunjukkan kehiiangan air irigasi akibat cara pemberian

irigasi tetap tap periode 10 hari dengan tebal

75 mm, sebesar 58% - 99%. Reduksi produksi set)esar 9.6% terjadi pada Padi

(MK1), lebih rendah dibanding bila tanpa irigssi (astlmasinya gaga! produksi).

Sebaliknya untuk Jagung kehiiangan air

irigasi lebih rendah karena tebal irigasi juga lebih kecil (50 mm), dan kemungkinan tidak

terjadi reduksi produksi. Seandainya tanpa perlakuan irigasi akan terjadi reduksi

produksi yang cukup besar yaitu mencapai

60% (Tabel 6). Kaiau pada MK2 ditanam Jagung di wilayah seldtaf Waduk

Karangkates, dengan tanpa irigasi Jagung

tidak terjadi reduksi produksi. Jadi bila kondisi ketersediaan air pada MK2 terbatas. maka tanam Jagung masih dapat produksi optimal karena ETa = ETm (Tabel 7). Penggunaan opsi irigasi tetap tiap periode

10 hari dengan tebal 75mm/50mm, pola Padi-Jagung^agung lebih t>aik dibanding

Padi-Padi-Jagung.

Tabel 6. Pengaruh kondisi terbatas air dan perbedaan opsi irigasi terhadap kebutuhan air tanaman, kebutuhan air irigasi, kehiiangan air dan estimasi reduksi produksi untuk tanaman Jagung (MK1)

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (%) 100%RAM 170.87 410.11 277.96 410.1 293.5 0.0 0.0 75%RAM 170.87 410.11 277.96 410.1 260.8 0.0 0.0 Fbc 50 mm 170.87 410.11 277.96 410.1 650.0 356.5 0.0 10day/50mm 170.87 410.11 277.96 410.1 500.0 204.7 0.0 Rainfed 170.87 410.11 277.96 213.2 0.0 0.0 60.0

(7)

Sugeng Prijono: Aplikasi Cropwat for Windows untuk Dasar Manajemen SumberdayaAir dipetakTersier

Tabel 7. Pengaruh kondisi terbatas air dan perbedaan ops! Irigasi terhadap k0butuhan air tanaman, kebutuhan air irigasi, kehilangan air dan estimasi reduksi produksi untpk tanaman

Jagung (MK2)

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (%) 100%RAM 382.80 432.68 71.64 432.68 291.1 0.0 0.0 75%RAM 382.80 432.68 71.64 432.68 160.1 0.0 0.0 Fix 50 mm 382.80 432.68 71.64 432.68 650.0 358.9 0.0 10 day/50mm 382.80 432.68 71.64 432.68 500.0 411.5; 0.0 Rainfed 382.80 432.68 71.64 432.68 0.0 0.0 0.0 KESIMPULAN

1. Perangkat lunak Cropwat for Windows

dapat digunakan untuk pedoman dasar

dalam manajemen sumt>erdaya air di

petak tersier.

2. Kriteria penjadwalan irigasi (scheduliing)

yang paling baik adalah berdasarkan

pada kondisi ketersediaan air dalam

tanah.

3. Pemberian irigasi secara tetap dalam periode tetap dan ketebalan tetap akan beresiko tidak efisien dalarii penggunaan air irigasi.

DAFTAR PUSTAKA

Allen,R.G., L.S. Pereira, D. Raes and M. Smith. 1998. Crop evapotranspiration : Guidelines for

computing crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper 66, FAO, Rome, Italy.

Al-Jamal M.S., T.W. Sammis, S. Ball and D. Smeal. 1999. Yield-Based, Irrigated onion crop

coefficients, Applied Engineering in Agriculture, 15(6):659-668.

Doorent)os J. and A.M. Kassam. 1986. Yield response to water, Im'gation and Drainage Paper

33, FAO, Rome, Italy.

Emest L.M. and M.L Comelius. Assessing the impact of climate on crop water use and crop

water productivity : The cropwat analysis of three districts in Cameroon, Retrived from :

j

www.cpeDa.co.za/docs/CDP no 37.Ddf. Accessed 3-4-2008.

Fredrick K Karanja. Cropwat model analysis of crop water use in six district in Kenya, Retrived

from : www.ceeDa.co.za/docs/CDP no 35.pdf. Accessed 3-4-2008.