TEKNIK PEMBERIAN AIR IRIGASI (IRRIGATION APPLICATION)

TEKNIK PEMBERIAN AIR

IRIGASI

PENDAHULUAN

FUNGSI IRIGASI

Fungsi utama:

Memenuhi kebutuhan air tanaman Fungsi spesifik:

1. mengambil air dari sumber (diverting)

2. Membawa/mengalirkan air dari sumber ke lahan pertanian (conveying)

3. mendistribusikan air kepada tanaman (distributing)

4. mengatur dan mengukur aliran air (regulating

MACAM IRIGASI

Menurut sumber airnya:

1. Air permukaan : sungai, danau, waduk 2. Airtanah : akuifer

Menurut cara pengambilan airnya:

1. Pengambilan gravitasi 2. Pompa

MACAM IRIGASI

Menurut cara pengalirannya:

1. Saluran terbuka (

open channel

) 2. Jaringan pipa (

pipe network

)

Menurut cara distribusi di lahan:

1. Irigasi permukaan 2. Irigasi curah

IRIGASI PERMUKAAN

Proses Irigasi Permukaan

q d_o

y_o

Profil permukaan air

Fase-fase Pemberian Air

Irigasi berakhir Mulai irigasi Fase deplesi Fase simpanan Fase awal Fase resesi waktu

Jarak sepanjang lahan

Proses tersebut dapat dimodelkan dengan model matematik, seperti hydrodinamic model, kinematic model

Persamaan Kontinyuitas (1)

dA dx y (y/t) dt T

Persamaan Kontinyuitas (2)

Aliran unsteady

Perubahan debit terhadap jarak: Q/x Perubahan kedalaman thd waktu: y/t

Perubahan debit yang melalui ruang dalam waktu dt : (Q/x) dx dt

Perubahan simpanan selama dt: T dx (y/t) = dx (A/t) dt

Persamaan Kontinyuitas (3)

Air bersifat incompressible  perubahan

debit + perubahan simpanan = 0

0                                     dt t A dx dt dx x Q dt t y dx T dt dx x Q 0                   t y T x Q 0                   t A x Q Disederhanakan: atau

Persamaan Energi (1)

datum Permukaan air Garis energi Garis percepatan dx z y v2_/2g dz z + dz y + dy v2_{/2g + d(}_v2_/2g) hf = Sf.dx Dasar saluran ha

Persamaan Energi (2)

Kemiringan dasar saluran : So

Kemiringan permukaan air : Sw Kemiringan garis energi : Sf Kemiringan garis percepatan : Sa

Persamaan Energi (3)

percepatan : v/t

percepatan untuk tiap satuan berat air adalah : (w/g)(v/t)

 gaya = massa x percepatan

Kerja oleh percepatan sepanjang

dx

: (w/g)(v/t)

dx

 kehilangan energi krn percepatan

Dalam satuan berat air: _dx

t v g ha    1

Persamaan Energi (4)

Kehilangan energi krn gesekan:

Sehingga persamaan Bernoulli:

Disederhanakan:

dx

Sf

hf



.

dx Sf dx g v g g v d g v dy y dz z g v y z 1 . 2 2 2 2 2 2                      0 . 1 2 2              dx Sf dx t v g g v d dy dz 

Persamaan Energi (5)

dibagi dx dan diubah ke diferensial parsial

Atau

Untuk kemiringan saluran So = - z/x maka

Persamaan Saint Venant

( ) 0 1 2 2 _                 t v g g v x Sf x y z  0 1 _             t v g t v g v Sf x y x z  Sf So t v g x v g v x y _ -         1

Kinerja Irigasi Permukaan

 Keseragaman (

uniformity

)

 Efisiensi aplikasi (

application efficiency

)  Kecukupan (

adequacy

)

Keseragaman

 Keseragaman menunjukkan kemerataan

distribusi air di lahan.

 Besarnya tergantung waktu infiltrasi di

seluruh lahan

 Keseragaman besar bila slope besar,

kekasaran hidrolik kecil, debit besar, atau laju infiltrasi kecil.

Keseragaman

 Di lapangan diukur dengan mengukur

kedalaman infiltrasi di sepanjang lahan tiap jarak tertentu dan dihitung dengan keseragaman

Christiansen % 100 1 _       -



x n d CU

Efisiensi Aplikasi

 Efisiensi aplikasi adalah jumlah air yang

digunakan oleh tanaman dibagi total air yang diberikan.

 Efisiensi aplikasi akan besar bila debit

kecil, panjang lahan besar, kekasaran hidrolik besar, slope kecil, atau laju infiltrasi besar

Efisiensi Aplikasi

%

100





RZ

Ea

(

)

RO DP D RZ  fc - i   - -100   A Qt  

Kecukupan

 Kecukupan adalah banyaknya bagian lahan yang

menerima air cukup untuk mempertahankan kuantitas dan kualitas produksi tanaman pada tingkat menguntungkan.

 Kecukupan seringkali didekati dengan efisiensi

simpanan

%

100

fc rz

S

S

Es



Contoh hubungan antar kinerja

irigasi permukaan

CU rendah Ea rendah Es tinggi CU tinggi Ea tinggi Es rendah CU tinggi Ea rendah Es tinggi

Beberapa Jenis

Irigasi Permukaan

Irigasi Genangan/Sawah

(

Basin

)

sawah galengan siphon saluran

Irigasi Alur (

Furrow

)

alur alur

Pola pembasahan

Irigasi Surjan

Tabukan:

Tanaman: palawija

Ledokan

Irigasi Surjan

RE ETc ETc P P RO S

IRIGASI CURAH

Irigasi Curah

 Membentuk tetesan mirip hujan ke lahan  Fungsi:

 memenuhi kebutuhan air tanaman  mencegah pembekuan

 mengurangi erosi angin  memberikan pupuk

Keuntungan Irigasi Curah

 pengukuran air lebih mudah

 tidak mengganggu pekerjaan pertanian

dan hemat lahan

 efisiensi air tinggi

 investasi dengan mempertimbangkan

kebutuhan

 jaringan distribusi luwes dan

memungkinkan otomasi sehingga O&P lebih murah

Kesesuaian Pemakaian

 Tanaman

 Cocok hampir semua tanaman (pohon, semak,

hamparan), dapat disiramkan di atas atau di bawah kanopi

 Tidak cocok untuk beberapa jenis sayuran yang mudah

rusak karena tetesan air

 Kemiringan lahan

 Cocok untuk lahan datar maupun bergelombang

 Tanah

 Paling cocok untuk tanah pasiran, tapi cocok untuk ham

 Air irigasi

Komponen Irigasi Curah

sumber sprinkler lateral mainline pompa

Tipe pemasangan sprinkler

 Portable  Semi-portable  Semipermanent  Permanent  Set-move  Solid set

Tipe pencurah

 Impact sprinkler

 Gear-driven sprinkler  Reaction sprinkler

Kinerja sprinkler

 Debit sprinkler  Jarak lemparan  Pola distribusi  Rata-rata aplikasi  Ukuran tetesan (droplets)



  n i xi i i i A P KC Q 1 a Q k A  _LS Q k A 

Pemilihan Sprinkler

 Kapasitas debit  Tekanan operasi  Lain-lain:

 Sudut nozzle, ukuran tetesan, jarak lemparan,

dan pola aplikasi disesuaikan dengan angin, tanaman, dan sistem yang digunakan

 Sudut nozzle tergantung kecepatan angin dan

tinggi tanaman

 Ukuran tetesan kecil cocok untuk tanah

terbuka, tetesan besar cocok untuk daerah berangin

IRIGASI TETES

Irigasi Tetes

 Definisi: suatu sistem untuk memasok air

(dan pupuk) tersaring ke dalam tanah

melalui suatu pemancar (

emiter / dripper

)

 Debit kecil dan konstan serta tekanan

rendah.

 Air akan menyebar di tanah baik ke

samping maupun ke bawah karena gaya kapiler dan gravitasi. Bentuk sebarannya tergantung jenis tanah, kelembaban,

Kesesuaian pemakaian

 Tanaman

 Biasanya cocok untuk tanaman semak, pohon, dan

menjalar

 Tanaman dengan nilai ekonomi tinggi

 Topografi

 Bisa dipakai di semua jenis slope

 Tanah

 Bisa dipakai di semua jenis tanah

 Air

 Harus menggunakan air yang bersih untuk mencegak

mampet di emiter

 Air harus bebas sedimen, ganggang, endapan pupuk,

Beberapa metode irigasi tetes

 Drip irrigation

 Subsurface irrigation  Bubbler irrigation

Keuntungan irigasi tetes

 Efisiensi sangat tinggi (evaporasi ↓, tidak ada

gerakan air di udara, tidak ada pembasahan daun, runoff ↓, pengairan dibatasi di sekitar

tanaman pokok)

 Respon tanaman lebih baik (produksi, kualitas,

keseragaman)

 Tidak mengganggu aerasi tanah, dapat dipadu

dengan unsur hara, tekanan rendah, tidak mengganggu keseimbangan kadar lengas

 Mengurangi perkembangan serangga, penyakit,

dan jamur

 Penggaraman/pencucian garam efektif karena ada

Keuntungan irigasi tetes

 Lahan tidak terganggu karena pengolahan

tanah, siraman, dll. Meningkatkan drainasi permukaan.

 Perencanaan dan konstruksi murah bila

penyumbatan tidak terjadi dan pemeliharaan emiter minimum. O&P murah.

 Bisa diletakkan di bawah mulsa plastik,bisa

Komponen Irigasi Tetes

Control head Sumber air Lateral Manifold Main line valve Sumber air

HIDROPONIK

Pengertian

 Hidroponik:

Hydro

 air,

Ponos

 kerja  Hidroponik: pengerjaan atau

pengelolaan air sebagai media tumbuh tanaman dan tempat mengambil unsur hara yang diperlukan pada budidaya

tanaman tanpa menggunakan tanah sebagai media tanam

Kelebihan

 Kebersihan lebih mudah dijaga

 Tidak ada masalah berat (pengolahan

tanah dan gulma)

 Air dan pupuk sangat efisien,  Tidak tergantung musim

 Kualitas produksi tinggi

 Produktivitas tanaman lebih tinggi  Mudah diseleksi dan dikontrol

Macam-macam hidroponik

Berdasarkan jenis media:

1. Hidroponik dengan kultur air

Mengunakan larutan nutrisi sebagai medianya. Contoh: Nutrient Film Technique (NFT) dan

Floating Hydroponic System (FHS)

2. Hidroponik substrat

Menggunakan media tanam berupa bahan porus selain tanah.

Contoh media tanam: pasir, potongan kayu, serbuk kayu, arang kayu, sabut kelapa, batang pakis, dan arang sekam.

Macam-macam hidroponik

Berdasarkan cara pemberian larutan nutrisi: 1. sistem sirkulasi

Nutrient Film Technique

(NFT)

 NFT: metode budidaya tanaman di mana

akar tanaman tumbuh pada lapisan nutrisi yang dangkal dan tersirkulasi yang

memungkinkan tanaman memperoleh, air, nutrisi, dan oksigen secara cukup

Mesin pendingi n

Tangki larutan nutrisi Timer

Nutrient Film Technique

(NFT)

 Syarat-syarat:

1. kemiringan talang seragam

2. kecepatan aliran tidak boleh terlalu tinggi 3. lebar talang harus memadai

4. dasar talang harus rata

5. larutan nutrisi disirkulasikan secara berkala

 Kekurangan:

1. Butuh supplai listrik terus menerus

2. Bila terjadi infeksi penyakit terhadap satu tanaman,

maka seluruh tanaman akan tertular dalam waktu singkat.

Floating Hydroponic System

(FHS)

 FHS: budidaya tanaman dengan cara

menancapkan tanaman pada lubang

styrofoam

yang mengapung pada larutan nutrisi dalam suatu bak atau kolam

sehingga akar tanaman terendam dan dapat menyerap larutan nutrisi

Floating Hydroponic System

(FHS)

 Larutan nutrisi tidak disirkulasi (tetap pada

wadah

 Fluktuasi suhu larutan nutrisi lebih rendah Tanaman Mulsa Tanah Styrofoam Larutan nutrisi Lantai kolam

Hidroponik substrat

 Hidroponik substrat: metode budidaya

tanaman dimana akar tanaman tumbuh pada media porus selain tanah yang dialiri larutan nutrisi sehingga memungkinkan tanaman

memperoleh air, nutrisi, dan oksigen secara cukup

Hidroponik substrat

 karakteristik media tanam:

 dapat menyerap dan menghantarkan air  tidak mempengaruhi pH air

 tidak berubah warna  tidak mudah lapuk

 Macam media tanam

 Anorganik  Organik

 Cara pemberian larutan nutrisi: irigasi

Sistem Pasang Surut

(ebb and flow)

 Tanaman ditanam di dalam pot dan

diletakkan dalam suatu bak.

 Bak digenangi dan dikeringkan dengan

larutan nutrisi secara bergantiansehingga komposisi larutan nutrisi dan oksigen

seimbang

 Cara penggenangan dan pengeringan:

 Manual

 Otomatis dengan pengatur waktu (timer)  Otomatis maupun sensor kadar lengas

Sistem Pasang Surut

Timer Pompa Tanaman dalam pot Tanki larutan nutrisi Bak pasang surut

Aeroponik

 Aeroponik: cara bercocok tanam dimana

akar tanaman tergantung di udara dan disemprot dengan larutan nutrisi secara terus menerus Tanaman Styrofoam Plastik penutup Sprinkler Lubang drainase

Rumah kaca (

green house

)

 Tanaman hidroponik biasanya dibudidayakan

dalam greenhouse atau rumah kaca

 Fungsi rumah kaca di daerah tropis: melindungi

tanaman dari curah hujan langsung dan dari serangan hama

 Rumah kaca daerah tropis harus memperhatikan

ventilasi yang baik agar temperatur tidak terlalu tinggi

 Pendinginan rumah kaca:

 Evaporative cooling  misting  Zone cooling

Aspek irigasi dalam hidroponik

 Fungsi irigasi dalam hidroponik:

 Memenuhi kebutuhan air tanaman  Memberikan nutrisi bagi tanaman

 Efisiensi harus diperhatikan

 Kualitas air harus diperhatikan terutama

untuk sistem sirkulasi

 Frekuensi penyiraman pada hidroponik