J.Tek.Ling
Edisi. Khusus
Hal. 86-92
Jakarta, Juli. 2006
ISSN 1441 – 318x
ANALISIS KEBUTUHAN AIR TANAMAN PADI DAN PALAWIJA DI DESA BATU BETUMPANG, KABUPATEN BANGKA SELATAN, PROPINSI BANGKA BELITUNG Sudaryono dan Ikhwanuddin Mawardi Peneliti di Pusat Teknologi Lingkungan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Abstract Water is natural resources required absolutely by living creature, role of water for the plant is bringing nutrient element from inside the ground to leaf for photosynthesis process and distributing the photosynthesis outcome to all body tissue. Determination of the amount of crop water requirement can be observed with measuring empirical equation. From calculation outcome of water requirement for rice and second crop (planted after race) and an available water overdraught, the paddy planting patten (rain season) and being by second crop (beginning dry season) is preferable planting pattern.At planting period of rainy season can be planted rice as wide as 2.797 hectar and in the second planting season (tuming) was planted second crop as wide as 1.762 hectare. Key words : water requirement, rice, scond crop
1.
PENDAHULUAN
terjadi penurunan kualitas air akibat kegiatan manusia.
1.1. Latar Belakang Air merupakan sumberdaya alam yang mutlak dibutuhkan oleh makluk hidup, air juga merupakan sumberdaya alam yang sifatnya dapat diperbarui, karena air selalu mengalir dalam satu siklus yang disebut daur hidrologi. Meskipun air dapat diperbarui, akan tetapi air juga mengalami perubahan, baik dari segi jumlah (kuantitas) maupun mutu (kualitas). Salah satu faktor yang mempengaruhi perubahan itu adalah adanya peningkatan penduduk, baik jumlah maupun aktifitasnya yang berdampak terhadap meningkatnya permintaan jumlah air, sedang disisi lain
86
Bagi tanaman, air berguna sebagai pengangkut hara tanaman dari tanah ke tempat fotosintesa, mengedarkan hasil fotosintesa dan metabolisme tanaman. Air juga berfungsi mempertahankan ketegangan sel-sel tanaman sehingga tetap menjamin berfungsinya berbagai mekanisme dalam tubuh tanaman. Air juga merupakan bahan yang dibutuhkan dalam fotosintesa karbohidrat 1) . Walaupun air dibutuhkan untuk tanaman, tetapi apabila jumlahnya jauh melebihan kapasitas lapang (sangat berlebihan), maka air tersebut tidak dapat
Sudaryono dan I. Mawardi, 2006
dimanfaatkan untuk tanaman, seperti misalnya air dalam lahan rawa.
tanam guna mengimbangi berkurangnya lahan produktif di Jawa.
Lahan rawa terdiri atas lahan pasang surut dan lebak, selama ini dikenal sebagai lahan bermasalah yang dihadapkan kepada berbagai kendala dalam pengembangannya sebagai lahan pertanian, diantaranya kendala fisik 2) . Kendala fisik di lahan pasang surut meliputi genangan air, tingginya kemasaman tanah (pH tanah rendah), adanya zat beracun dan rendahnya kesuburan tanah 3) . Di Indonesia sekitar 9 juta hektar dari 33,4 juta hektar lahan rawa yang tersebar di Sumatera, Kalimantan, Sulawesi dan Papua diperkirakan berpotensi untuk pengembangan pertanian. Walaupun demikian sampai sekarang baru sekitar 1.5 juta hektar lahan rawa yang telah direklamasi, baik oleh penduduk lokal maupun yang terkait dengan program transmigrasi.
1.2. Tujuan
Desa Batu Betumpang di Bangka Selatan, Propinsi Bangka-Belitung, sebagian besar lahannya berupa lahan rawa, terutama di bagian hilir yang dimanfaatkan untuk persawahan dengan sistem irigasi rawa, sedangkan di daerah hulu berupa lahan persawahan tadah hujan yang irigasinya sepenuhnya bergantung pada air hujan. Walaupun telah diusahakan hampir sepuluh tahun yang lalu dengan membuat saluran drainase primer dan sekunder, akan tetapi sampai saat ini bangunan tersebut kurang dapat berfungsi, akibatnya masyarakat yang semestinya dapat menikmati fasilitas yang disediakan oleh pemerintah, masih menghadapi permasalahan berupa banjir di musim hujan dan kekurangan air di musim kemarau. Pemanfaatan lahan rawa untuk pertanian merupakan pemikiran yang strategis dalam program perluasan areal
Studi ini bertujuan untuk mengetahui kebutuhan air tanaman padi dan palawija di Desa Batu Betumpang, Kabupaten Bangka Selatan, Propinsi Bangka-Belitung, 2.
PERMASALAHAN
Secara umum permasalahan yang dihadapi dalam rangka pengembangan di Desa Batu Betumpang, adalah: -
-
-
3.
Elevasi lahan yang rendah sehingga sering mengalami penggenangan, sistem drainage yang dibuat tidak memadai, sehingga kurang dapat berfungsi secara optimum Pada musim penghujan terjadi genangan di daerah rawa dengan lama genangan kurang lebih 1 minggu dan tinggi genangan banjir mencapai 1 meter Pada musim kemarau daerah dengan elevasi > 4 meter tidak dapat terjangkau oleh potensi pasang surut DISKRIPSI WILAYAH
Lokasi penelitian terletak pada koordinat UTM X = 630.356 dan Y = 9.691.257 atau pada 1° 201 LS dan 105° 107° BT, termasuk dalam wilayah administrasi Desa Batu Betumpang, Kecamatan Cipayung, Kabupaten Bangka Selatang, Propinsi BangkaBelitung 4) . Curah hujan bulanan bervariasi antara 0,5 – 576,2 mm dan curah hujan tahunan rata-rata 2418,9 mm. Sedang suhu rata-rata berkisar antara 23,2°C hingga 31,6°C dengan kelembaban udara antara 79% - 88% 4).
Analisis Kebutuhan …………..J. Tek. Ling. PTL- BPPT.( Ed. Khusus): 86-92
87
Sungai di wilayah studi berjumlah kurang lebih 50 buah sungai besar dan kecil. Sungai-sungai tersebut mengalir ke 13 Daerah Aliran Sungai (DAS), salah satunya adalah DAS Nyirih yang berada Desa Batu Betupang. Di wilayah studi dijumpai rawa lebak (rawa dalam) yang tidak dipengaruhi oleh pasang surut dan diantara bukit bergelombang terdapat laur drainage alam yang bermuara di rawa lebak tersebut, sehingga terjadi genang-an air cukup dalam (± 1 meter). Di bagian selatan yang berbatasan dengan Selat Bangka merupakan dataran rawa yang sangat dipengaruhi oleh pasang surut sampai jarak 3 km dari garis pantai.
Berdasarkan penggunaan lahan terdapat lahan sawah basah seluas 1.850 ha, lahan pekarangan 245 ha, dan lahan dalam bentuk lain 7.367,3 ha. Sebagian besar lahan tersebut belum dimanfaatkan secara optimal, terutama karena pengaruh genangan air yang tinggi dan dalam waktu yang lama dengan tingkat kesuburan tanah yang rendah. 4.
ANALISIS KEBUTUHAN AIR
4.1. Metode Perhitungan Kebutuhan Air
Metodologi yang digunakan adalah kosep menghitung keperluan air untuk tanaman padi, tanaman palawija atau kombinasi dari keduanya. Dari data yang di peroleh akan mendapat suatu nilai perhitungan ketersediaan sumberdaya air untuk tanaman padi dan palawija. 2.2. Kebutuhan Air untuk Tanaman Padi dan Palawija Tidak semua presipitasi (hujan) yang mencapai ke permukaan tanah langsung terinfiltrasi ke dalam tanah, akan tetapi sebagian hilang dalam bentuk evaporasi (penguapan melalui permukaan), penguapan dari tanaman (transpirasi), yang secara bersama-sama
88
disebut evapotranspirasi atau kebutuhan air (consumptive use) 5) . Pendekatan atau penghitungan besarnya evaporasi atau evapotranspirasi, dapat dengan cara langsung maupun menggunakan berbagai metode tidak langsung yang telah dikembangkan oleh para ahli. Jika air tersedia dalam tanah cukup banyak maka evapotranspirasi itu disebut Evapotranspirasi Potensial (Ep). Sedang kan Evapotranspirasi Aktual (Eo), adalah jumlah evapotranspirasi yang erat hubungannya dengan curah hujan 5) . Banyaknya evapotranspirasi tidak dapat diperkirakan dengan tepat, akan tetapi karena evapotranspirasi itu merupakan faktor dasar untuk menentukan kebutuhan air dalam rencana irigasi dan merupakan proses yang penting dalam siklus hidrologi, maka nilai evapotranspirasi harus dapat diperhitungkan secara tepat atau paling tidak mendekati nilai riel.
4.3.
Analisis Kebutuhan Air
Analisis kebutuhan air untuk tanaman padi dan palawija meliputi beberapa tahapan, antara lain: (1) pola tanam, (2) penentuan koefisien tanaman, (3) Evapotranspirasi, (4) kebutuhan air untuk penyiapan lahan, (5) perkolasi, (6) curah hujan effektif a)
Kebutuhan air untuk padi sawah ( NFR ) = ETp + Pd + P + WLR - Re
b) Kebutuhan air untuk palawija (NFR) = ETp – Re NFR
:
ETp Pd
: :
P
:
Kebutuhan air untuk padi atau palawija (mm) Evapotranspirasi konsumtif (mm) Kebutuhan air untuk pengolahan tanah (mm) Kehilangan air akibat perkolasi
Sudaryono dan I. Mawardi. 2006
WLR Re
: :
(mm) Penggantian lapisan air (mm) Curah hujan efektif (mm)
Evapotranspirasi Konsumtif (ETp) diartikan sebagai kehilangan air melalui tanaman dan dapat diasumsikan sebagai kebutuhan air tanaman dan biasa disebut sebagai evapotranspirasi tanaman. Besarnya Etp ditentukan sebagai berikut: ETp
= ETo x kc
kc
Mek IR =
( ek – 1 )
dengan:
: Evapotranspirasi referensi (standar evapotranspirasi aktual/rerumputan datar) : koefisien tanaman
Koefisien tanaman tergantung jenis tanaman, waktu, kondisi tanaman dan kondisi lingkungan setempat. c)
Untuk penyiapan lahan digunakan rumus emperis van De Goor dan Zijlstra.
5)
Dimana : ETo
Besarnya kebutuhan air untuk pengelolaan tanah bergantung besarnya penjenuhan tanah, lama pengelolaan, evaporasi dan perkolasi.
IR
:
M
:
Eo : K T S
: : :
E
:
Kebutuhan air irigasi di sawah saat pengolahan lahan (mm/hari) Kebutuahan air untuk penggantian kehilangan akibat evaporasi dan perkolasi (mm) = Eo + P Evaporasi air terbuka, diambil 1,1 Eto selama penyiapan lahan (mm/hari) MT/S Jangka waktu penyiapan lahan (waktu) Kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm Bilangan dasar dalam logaritma 2,7183
Penyiapan lahan
Tabel 1 : Kebutuhan Air untuk Pengolahan Tanah No. 1
2
Satuan Eo=Eto
Jan Peb Mrt Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nop Des mm/hr 3,67 3,85 3,78 3,54 3,66 3,92 3,86 4,69 4,60 4,41 4,27 3,35
Et=1,1 Eo
mm/hr 4,03 4,23 4,15 3,90 4,03 4,32 4,24 5,16 5,06 4,85 4,70 3,68
P
mm/hr 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50
M=Et+P T
mm/hr 5,53 5,73 5,65 5,40 5,53 5,82 5,74 6,56 6,56 6,35 6,35 5,18 hr 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
S
mm/hr 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
K=M.T/S
-
0,86 0,80 0,88 0,81 0,86 0,87 0,89 1,03 0,98 0,98 0,93 0,80
Ek
-
2,33 2,18 2,38 2,20 2,33 2,37 2,42 2,81 2,68 2,67 2,53 2,18
ek-t
-
1,33 1,18 1,38 1,20 1,33 1,37 1,42 1,81 1,68 1,67 1,53 1,18
IR=Nek/ek-1
Keterangan Perhitungan kebutuhan air untuk penyiapan lahan dengan metode van de Goor dan Zijistra
e = bil alam IR = Kebutuhan air untuk peny iapan lahan
mm/hr 9,69 10,58 9,74 9,89 9,69 10,06 9,79 10,3510,4810,1410,26 9,56
Sumber : Standar Perencanaan Irigasi, KP-01, Departemen Pekerjaan Umum
Analisis Kebutuhan …………..J. Tek. Ling. PTL- BPPT.( Ed. Khusus): 86-92
89
d) Perkolasi Kehilangan air di sawah diperhitung-kan karena adanya rembesan air ke dalam lapisan tanah (perkolasi). Besarnya perkolasi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain: 1) Tekstur tanah, makin besar tekstur tanah makin besar angka perkolasinya dan sebaliknya 2) Permeabilitas tanah 3) Tebal lapisan tanah bagian atas 4) Letak permukaan air tanah e)
Curah hujan efektif
Untuk menghitung kebutuhan air tanaman, curah hujan effektif adalah curah hujan yang dimanfaatkan oleh tanaman untuk memenuhi kebutuhannya. Curah hujan effektif untuk padi adalah 70% dari hujan tengah bulanan dengan keandalan 80%.
Tabel 2 : Hubungan T, ea, w dan f(t) No.
T (º C)
Ea ( mbar)
W
F (t)
1.
24.00
29.50
0.735
15.40
2.
25.00
31.69
0.745
15.65
3.
26.00
33.62
0.755
15.90
4.
27.00
35.66
0.765
16.10
5.
28.00
37.81
0.775
16.30
6.
28.60
39.14
0.781
16.42
7.
29.00
40.06
0.785
16.50
Dari data iklim kemudian dihitung Evapotranspirasi Potensial ( ETp ), dengan menggunakan metode empiris Penman dari data iklim yang diambil dari stasiun yang sama. Besarnya Evapotranspirasi Potensia ditentukan dengan metode Penman ( ETp ) dinyatakan dengan persamaan: ETp = ETo x ETo = c [W x Rn + ( 1 – w ) x f(U) x (ea – ed)]
0,7 Re =
Berdasarkan persamaan dan ketetapan-ketetapan di atas, maka dapat ditentukan nilai evapotranspirasi potensiap di daerah studi, seperti Tabel 3.
x R80 N
Dimana : Re
:
Curah hujan efektif (mm/bl), bila dijadikan (mm/hr) tinggal dibagi dengan jumlah hari bulan bersangatkutan
R80
:
Curah hujan bulanan dengan keandalan 80%
N
:
Jumlah data
Untuk mendapatkan besaran evapotranspirasi diperlukan data klimatologi: suhu, kelembaban relatif, penyinaran matahari dan kecepatan angin.
90
6.
KESIMPULAN
Atas dasar perhitungan dan pertimbangan berbagai kendala yang dijumpai di lapangan maka pola tanam (padi-palawija), kebutuhan air maka pola tanam 1 (pertama) untuk tanaman padi seluas 2.797 hektar dan pada musim tanam pergiliran (tanam ke 2) adalah palawija untuk luasan 1.762 hektar. Apabila dimungkinkan untuk tanam pada awal musim penghujan (bulan Oktober-Januari), luasan lahan sawah yang dapat ditanami padi adalah seluas 1.400 hektar
Sudaryono dan I. Mawardi. 2006
Tabel 3 : Perhitungan Evapotranspirasi Potensial Metode Penman di Lokasi Studi No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Uraian
Satuan
Bulan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 26.0026.1526.6027.2027.0027.3026.9527.4527.8527.2026.7525.95 33.5834.4134.9336.1936.7736.4035.6636.7137.5536.1935.2433.57 87.5084.5084.5083.5083.5081.0081.0076.0076.5081.0084.0088.50 29.4729.0829.5230.2229.8729.4828.8927.9028.7229.3129.6129.71 4.21 5.33 5.41 5.97 5.90 6.92 6.78 8.81 8.82 6.88 5.64 3.86 372 348 336 264 276 336 360 360 372 300 300 252
Temp rata2 bln ºC ea mbar RH udara % ed mbar (ea-ed) mbar Kecepatan km/hr angin f (u) Km/hr 1.27 1.21 1.18 0.98 1.02 1.18 1.24 1.24 1.27 1.08 1.08 0.95 W --0.76 0.76 0.76 0.77 0.77 0.77 0.76 0.77 0.77 0.77 0.76 0.75 1-W mm/hr 0.24 0.24 0.24 0.23 0.23 0.23 0.24 0.23 0.23 0.23 0.24 0.25 (Ra) Penyinaran mm/hr 15.3615.7415.6615.0213.9813.3813.5814.4215.1615.5415.3815.22 mthr n/N % 0.27 0.24 0.34 0.41 0.44 0.51 0.54 0.62 0.54 0.44 0.33 0.17 0.25-0.54n/N --0.39 0.37 0.42 0.46 0.47 0.51 0.52 0.56 0.52 0.47 0.42 0.34 Rs=Ra(0.25mm/hr 5.95 5.86 6.59 6.84 6.55 6.77 7.06 8.07 7.91 7.29 6.41 5.12 0.54n/N) Rn=(1-A)Rs mm/hr 4.46 4.39 4.94 5.13 4.91 5.08 5.29 6.05 5.94 5.47 4.80 3.84 A=0,25 f(t) 15.8715.9416.0016.1316.0916.1516.0716.1816.2716.1316.0315.86 f(ed) 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.23 0.23 0.22 0.22 0.22 f(n/N) 0.35 0.32 0.41 0.47 0.49 0.56 0.59 0.66 0.59 0.49 0.40 0.26 Rn1=f(t)(ed)f(n/N) 1.22 1.14 1.44 1.66 1.75 2.01 2.11 2.43 2.16 1.78 1.42 0.90 Rn=Rns -Rn1 3.24 3.25 3.49 3.47 3.16 3.07 3.18 3.62 3.78 3.69 3.38 2.95 W x Rn 245 247 256 266 242 235 243 279 292 283 258 222 U day m/dt 4.31 4.03 3.89 3.06 3.19 3.89 4.17 4.17 4.31 3.47 3.47 2.92 U day/U night 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 c 1.04 1.05 1.06 1.06 1.05 1.04 1.04 1.03 1.03 1.01 1.05 1.05 Eto mm/hr 3,96 4,059 5,25 3,76 3,606 3,98 4,1485,5386,2345,1734,5293,459 Kebutuhan Air ltr/dt/ha 0,4871,5180,1160,5260,0750,2100,3980,6180,2582,4281,1250,547
7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20 21 22. 23. 24. 25.
Tabel 4 : Perhitungan Debit Andalan DAS Batu Betumpang No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. Debet Andalan Debet
Peluang Januari Februari Maret 4.35 8.70 13.04 17.39 21.74 26.09 30.43 34.78 39.13 43.48 47.83 52.17 56.52 60.87 65.22 89.57 73.91 78.26 82.61 86.96 91.30 95.65 80% ltr/dtk
2.080.71 2.002.07 1.488.84 1.361.80 1.343.13 1.320.49 1.309.28 1.090.72 1.086.60 1.042.19 1.010.56 949.89 918.26 856.67 776.05 679.82 482.66 454.42 358.54 300.72 165.62 74.33
1.792.23 1.142.70 825.13 806.12 633.25 612.93 601.71 587.97 477.34 438.11 426.54 320.21 286.78 234.94 207.80 130.03 92.88 40.12 28.96 20.32 18.98 6.63
1.367.13 1.264.57 1.208.30 1.011.50 1.011.50 994.62 826.47 759.63 699.46 540.30 505.82 470.48 467.41 442.71 391.41 294.26 279.39 270.08 86.93 67.24 20.37 13.08
416.07
35.65
196.82
April
Mei
Juni
1.470.26 1.609.38 673.22 1.423.96 986.59 539.78 1.166.84 933.95 531.11 1.117.12 746.48 328.16 1.107.42 733.77 319.57 986.01 596.86 239.10 760.75 525.04 225.56 752.83 496.29 38.75 649.46 491.07 38.02 433.27 427.72 29.28 402.45 425.07 17.41 377.91 415.87 16.66 365.95 364.81 16.28 346.28 360.76 13.07 326.32 291.05 12.69 211.43 252.83 10.76 175.79 237.13 10.57 97.80 221.30 9.54 80.56 190.60 9.27 31.86 60.98 7.72 30.65 32.48 3.34 4.43 32.24 0.39 90.90
209.02
9.43
Juli
Agustus Sepber Oktober Nopber Desemb
760.68 667.72 643.48 620.00 527.19 303.79 280.44 151.86 116.93 96.81 38.18 36.52 24.29 14.13 8.43 7.88 6.14 5.20 4.62 4.06 3.74 0.19
681.83 541.19 472.53 452.19 324.87 230.35 154.97 57.42 53.36 24.38 7.86 7.06 4.85 4.80 4.09 3.94 2.96 2.37 2.31 2.03 1.87 0.09
4.97
2.35
494.00 1.360.92 1.186.14 1.808.92 431.10 918.43 897.84 1.559.64 392.43 869.14 861.06 1.372.55 187.31 791.69 823.33 1.330.29 105.97 763.63 785.48 1.242.76 83.87 589.83 636.77 1.176.25 57.46 490.57 596.77 1.154.25 29.88 452.50 537.54 1.143.90 15.34 428.22 522.03 1.038.60 12.60 277.38 488.99 946.76 11.19 242.25 486.90 926.77 4.06 115.00 425.89 834.02 3.75 113.57 400.69 824.64 3.65 71.23 328.79 591.45 2.51 32.53 324.81 590.29 2.48 16.25 308.82 565.65 2.12 10.20 304.55 457.51 2.03 1.96 208.84 393.53 1.19 1.77 89.09 176.70 1.05 0.58 14.07 141.11 0.97 0.47 11.69 106.43 0.05 0.02 0.30 89.92 1.70
1.89
160.94
306.80
Sumber : Ditjen Sumberdaya Air, Departemen PU
Analisis Kebutuhan …………..J. Tek. Ling. PTL- BPPT.( Ed. Khusus): 86-92
91
Kualitas Tanah, Yogyakarta
DAFTAR PUSTAKA 1. Anonimous, 1976. A Framework for Land Evaluation, FAO, Roma Italiy 2. Buchman & Brody, 1969. The Nature and Properties of Soils. The Nacmillian Company, New York 3. Sugeng Winarso, 2005. Kesuburan Tanah. Dasar kesehatan dan
92
Gava
Media,
4. Anonimous, 2005. Pekerjaan SID Embung Irigasi untuk Lahan Kering Batu Betumpang. Laporan Akhir. Departemen Pekerjaan Umum, Ditjen Sumberdaya Air 5. Suyono Sosrodarsono, Kensahu Tekeda, !976. Hidrologi untuk Pengairan, PT. Pradnya Paramita, Jakarta
Sudaryono dan I. Mawardi. 2006
