1 1.1Latar Belakang
Air tanah adalah air yang menempati rongga-rongga dalam lapisan geologi (Soemarto, 1987; Bisri, 1991). Air tanah dapat dikategorikan menjadi dua, yaitu air tanah dangkal dan air tanah dalam. Air tanah dangkal adalah air tanah yang terdapat pada lapisan akuifer bebas yang bagian bawahnya dibatasi oleh lapisan kedap air tetapi bagian atasnya tidak dibatasi lapisan kedap air, melainkan oleh muka preatik bertekanan satu atmosfer. Air tanah dalam merupakan air tanah yang terdapat pada akuifer tertekan yang bagian bawah dan atasnya dibatasi oleh lapisan kedap air (Arismunandar, 2000). Akuifer adalah suatu lapisan, formasi, atau kelompok formasi satuan geologi yang dapat meluluskan air baik yang terkonsolidasi maupun yang tidak terkonsolidasi dengan kondisi jenuh air dan mempunyai suatu besaran konduktivitas hidrolik sehingga dapat membawa air dalam jumlah yang ekonomis (Kodoatie, 1996), yang merupakan tempat penyimpanan air tanah (Danaryanto et al., 2010). Peranan penting dari air tanah dalam sektor pertanian adalah untuk memenuhi kebutuhan air irigasi pada suatu daerah dimana air permukaan tidak dapat dimanfaatkan akibat kendala faktor lokasi maupun faktor musim.
Pendayagunaan potensi air tanah di Indonesia telah dimulai sejak tahun 1969 dengan bantuan dari negara-negara donor yang dimulai dari tahap identifikasi dan investigasi di Pulau Jawa. Dalam perjalanannya, pengembangan
dan pengelolaan air tanah ikut memberikan kontribusi dalam pencapaian swasembada beras di Indonesia pada tahun 1984 (Haryono et al., 2009). Pendayagunaan air tanah untuk irigasi dengan melibatkan para petani memiliki tujuan diantaranya (Sutrisno, 2006): (1) Meningkatkan ketahanan pangan, (2) Mewujudkan pemanfaatan sumber daya alam secara efektif, (3) Meningkatkan pendapatan dan taraf hidup petani dan penduduk di sekitar lokasi proyek, (4) Mempromosikan keikutsertaan petani dalam pembangunan pertanian berkelanjutan, (5) Mempromosikan pengelolaan sistem irigasi terdesentralisasi, yang menyerahkan pengelolaan sistem irigasi, termasuk biaya operasi dan pemeliharaan pada petani sendiri, sementara pemerintah sebatas memberikan bimbingan dan pembinaan.
Implementasi pendayagunaan potensi air tanah untuk irigasi adalah melalui pembangunan prasarana irigasi air tanah berupa sumur bor dan instalasi pompa beserta jaringan irigasinya pada sawah tadah hujan dan lahan kering yang tidak terjangkau oleh irigasi air permukaan. Sistem irigasi air tanah yang dikembangkan diharapkan dapat memberikan dampak terhadap peningkatan pola tanam. Pada sawah tadah hujan, umumnya sebelum ada pompa memiliki pola tanam padi– palawija–bero, setelah adanya pompa pola tanam bisa menjadi padi–padi– palawija, padi–palawija–palawija, padi–palawija–sayuran, ataupun padi– palawija–tebu. Pada lahan kering, umumnya sebelum ada pompa memiliki pola tanam palawija–bero, setelah adanya pompa pola tanam bisa menjadi palawija– palawija–palawija ataupun palawija–palawija–sayuran (Haryono et al., 2009).
Kabupaten Jombang yang terletak di Provinsi Jawa Timur adalah merupakan salah satu daerah yang potensi air tanahnya banyak didayagunakan untuk keperluan irigasi. Hal ini tidak terlepas dari kondisi wilayah Kabupaten Jombang yang memiliki potensi air tanah cukup besar karena berada pada Cekung Air Tanah Brantas (Arifin, 2003) dan secara hidrogeologis sebagian besar wilayahnya merupakan akuifer produktif sedang (5 l/detik) hingga produktif tinggi (>10 l/detik) (Poespowardoyo, 1984). Selain potensi air tanah yang ada, di Kabupaten Jombang juga masih terdapat 6.288 ha sawah tadah hujan, 1.717 ha sawah irigasi setengah teknis, 1.524 ha sawah irigasi sederhana, dan 24 ha sawah irigasi desa (Badan Pusat Statistik Kabupaten Jombang, 2013), serta permasalahan kekurangan air di musim kemarau pada lahan beririgasi teknis. Terhadap lahan-lahan tersebut petani mengupayakan pemberian suplai air dengan cara melakukan pemboran air tanah secara mandiri. Gambaran potensi air tanah dan kondisi lahan pertanian di atas menunjukkan pentingnya peranan air tanah sebagai sumber air irigasi di Kabupaten Jombang.
Pendayagunaan potensi air tanah untuk irigasi di wilayah Kabupaten Jombang telah dilakukan sejak tahun 1978, yang dilakukan terhadap air tanah dalam pada akuifer tertekan dengan kedalaman 50–127 m. Pemboran air tanah untuk irigasi di Kabupaten Jombang diawali pada sumur SDJB 003 yang terletak di Desa Gerobogan Kecamatan Mojowarno pada tahun 1978, yang kala itu dilakukan melalui Proyek Pengembangan Air Tanah (P2AT) Jawa Timur Departemen Pekerjaan Umum. Pengembangan potensi air tanah di Kabupaten Jombang tersebut terus dilakukan hingga saat ini dan telah terdapat 100 lokasi
pemboran air tanah untuk keperluan irigasi pada lahan-lahan pertanian (Data Pemboran di Kabupaten Jombang, Kegiatan Pendayagunaan Air Tanah BBWS Brantas Kementerian Pekerjaan Umum, 2013).
Keberadaan air tanah sebagai sumber air irigasi sudah seharusnya tersedia tidak hanya dalam kuantitas yang memadai tetapi juga harus dengan kualitas yang baik. Kualitas air tanah sebagai sumber air irigasi adalah sama pentingnya dengan kesuburan tanah (Sigh dan Khare, 2008). Kualitas air tanah dapat dinilai berdasarkan karakteristik kimianya, dimana variasi ion-ion kimia dalam air tanah dapat digunakan untuk mengidentifikasi proses geokimia yang mengontrol kualitas air tanah. Keberadaan ion-ion yang dominan baik kation maupun anion menentukan tipe kimia dari air tanah (Srinivas et al., 2014).
Sumber daya air tanah merupakan sumber daya yang bergerak mengikuti siklus hidrologi dan dikontrol oleh prinsip-prinsip hidrolika. Aliran air tanah yang menjadikan adanya kontak antara air dan batuan memberikan pengaruh kimiawi terhadap air, sehingga kandungan kimia air tanah yang mengalir akan mengalami evolusi sesuai dengan aliran air (Kodoatie, 2012). Keberadaan air tanah yang tersembunyi di bawah permukaan tanah membuat alirannya sulit untuk ditelusuri dengan pendekatan analisis sistem, sehingga untuk memprediksinya diperlukan teknik pemodelan. Pemodelan air tanah dapat dilakukan dengan membuat gambaran proses aliran air tanah melalui persamaan matematika yang didasarkan pada asumsi penyederhanaan tertentu (Putranto, 2011). Teknik pemodelan air tanah telah banyak digunakan dalam penelitian di bidang keteknikan seperti untuk menentukan potensi air tanah berdasarkan parameter-parameter akuifer dan arah
aliran air tanah (Waspodo, 2002), memprediksi muka air tanah di masa mendatang (Rahardjo, 2002; Putranto, 2011), serta pengendalian pemanfaatan dan pengambilan air tanah (Wahyudi, 2009; Tirtomihardjo dan Setiawan, 2011). Teknik pemodelan air tanah belum banyak digunakan dalam penelitian di bidang pertanian terkait dengan karakteristik kimia air tanah atau kualitasnya sebagai sumber air irigasi.
Penelitian tentang aspek kimia air tanah untuk irigasi pada umumnya dilakukan untuk mendapatkan kandungan unsur kimianya, kelayakan kualitasnya, dan pola penyebarannya (Balachandar et al., 2010; Devi et al., 2012; Reddy, 2013; Venkateswaran dan Vediappan, 2013) ataupun untuk mengetahui tipe kimianya untuk selanjutnya dianalisis kelayakan kualitas dan pola sebarannya (Nwankwoala dan Udom, 2011; Hagras, 2013; Barick dan Ratha, 2014; Khan et al., 2014; Nag dan Das, 2014; Srinivas et al., 2014). Saat ini telah berkembang penelitian kualitas air tanah dengan menggunakan model Indeks Kualitas Air Irigasi (Irrigation Water Quality Index/IWQI) yang diusulkan oleh Meireles et al. (2010) untuk menunjukkan tingkat kesesuaian air tanah sebagai sumber air irigasi terhadap tanah dan tanaman berdasarkan batasan penggunaan air tersebut (Khalaf dan Hassan, 2013; Al-Mussawi, 2014; Omran et al., 2014). Namun demikian, sejauh ini belum ada penelitian yang mengintegrasikan antara karakteristik kimia air tanah, keberadaan air tanah sebagai zat yang bergerak, dan kesesuaiannya dengan lahan pertanian yang diari. Pergerakan air tanah sebagai agen geologi dalam membawa unsur-unsur kimia yang nantinya digunakan sebagai sumber air irigasi bagi lahan pertanian masih belum banyak diungkap.
Kondisi ideal sebagaimana menjadi tujuan dari pendayagunaan air tanah untuk irigasi tidak selalu terimplementasi dengan baik di lapangan. Berdasarkan survey awal (Januari 2015), diketahui bahwa dari 87 lokasi sumur produksi yang tersebar di 10 kecamatan di Kabupaten Jombang, hanya terdapat 26 lokasi yang masih dapat difungsikan. Permasalahan tersebut pada umumnya terkait dengan mahalnya biaya operasional dan pemeliharaan irigasi air tanah yang harus ditanggung oleh petani, khususnya yang terkait dengan instalasi pompa pada sumur produksi. Salah satu solusi terhadap permasalahan tersebut, adalah bahwa petani harus memilih komoditas pertanian yang diusahakan. Pemilihan jenis komoditas pertanian yang diusahakan setelah Padi I lebih difokuskan untuk tanaman yang bernilai ekonomis tinggi yaitu tanaman hortikultura atau tanaman palawija (Haryono et al., 2009) sehingga petani mampu membiayai operasional dan pemeliharaan instalasi pompa. Namun demikian, yang menjadi kendala di lokasi penelitian saat ini adalah belum adanya acuan secara teknis tentang kesesuaian karakteristik kimia air tanah sebagai sumber air irigasi dengan jenis komoditas pertanian yang dapat diusahakan. Hal ini membuat para petani tidak memiliki gambaran tentang komoditas pertanian yang dapat diusahakan pada lahannya sehingga tetap berpedoman pada kebiasaan menanam jenis komoditas tertentu yang telah diusahakan secara umum di daerahnya.
Sehubungan dengan permasalahan baik dari segi keilmuan maupun segi praktis di lapangan seperti dikemukakan di atas, maka diperlukan suatu penelitian yang mendalam tentang karakteristik kimia air tanah untuk irigasi dengan mengintegrasikan aspek kimia air (hidrokimia) dan aspek pergerakan air
(hidrolika). Penelitian ini mencakup 3 substansi yaitu karakteristik kimia air tanah (tipe kimia dan kelayakan kualitas air), pemodelan aliran air tanah, dan pewilayahan karakteristik kimia air tanah dan kesesuaiannya dengan komoditas pertanian. Hasil penelitian yang telah didapatkan berdasarkan pendekatan tersebut selanjutnya dibuktikan dalam penelitian eksperimental untuk meneliti pengaruh karakteristik kimia air tanah terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman. Tahapan di dalam penelitian ini diharapkan dapat menjadi sebuah konsep untuk menelusuri karakteristik kimia air tanah yang digunakan sebagai sumber air irigasi untuk dapat digunakan sebagai dasar merancang pewilayahan komoditas pertanian. Pewilayahan komoditas pertanian diharapkan dapat menjadi alternatif solusi bagi petani dalam memilih komoditas pertanian yang diusahakan pada lahan irigasi air tanah agar dihasilkan produktivitas yang lebih baik dengan nilai ekonomi tinggi.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang penelitian seperti dikemukakan di atas, maka diajukan rumusan masalah sebagai berikut :
1. Termasuk dalam tipe kimia apakah air tanah di lokasi penelitian ?
2. Apakah kualitas air tanah di lokasi penelitian layak digunakan untuk irigasi ? 3. Membentuk pola seperti apakah model aliran air tanah di lokasi penelitian ? 4. Bagaimanakah bentuk pewilayahan karakteristik kimia air tanah dan
kesesuaiannya dengan komoditas pertanian di lokasi penelitian ?
5. Apakah karakteristik kimia air tanah yang digunakan sebagai sumber air irigasi berpengaruh terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman ?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan umum dilakukannya penelitian ini adalah untuk mengembangkan teknik penelusuran karakteristik kimia air tanah yang digunakan sebagai sumber air irigasi dengan pendekatan hidrokimia dan hidrolika untuk digunakan sebagai dasar dalam merancang pewilayahan komoditas pertanian bagi lahan irigasi air tanah. Tujuan khusus dilakukannya penelitian ini meliputi :
1. Membuat deskripsi tentang tipe kimia air tanah yang ada di lokasi penelitian. 2. Membuat deskripsi tentang kelayakan kualitas air tanah yang digunakan
sebagai sumber air irigasi di lokasi penelitian. 3. Meneliti pola aliran air tanah di lokasi penelitian.
4. Membuat rancangan pewilayahan karakteristik kimia air tanah dan kesesuaiannya dengan komoditas pertanian di lokasi penelitian.
5. Meneliti pengaruh karakteristik kimia air tanah yang digunakan sebagai sumber air irigasi terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman.
1.4Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dengan adanya penelitian adalah sebagai berikut : 1. Manfaat secara teoritis
a. Pengembangan keilmuan tentang teknik penelusuran karakteristik kimia air tanah untuk irigasi di daerah pendayagunaan potensi air tanah untuk irigasi. b. Pengembangan keilmuan tentang pewilayahan komoditas pertanian
2. Manfaat secara praktis
a. Bahan pertimbangan bagi penentu kebijakan dalam kegiatan pendayagunaan potensi air tanah untuk irigasi.
b. Pedoman bagi petani tentang komoditas pertanian yang sesuai untuk diusahakan pada lahan irigasi air tanah.
