TINJAUAN PUSTAKA Irigasi Dengan meningkatnya kebutuhan air di bidang pertanian dan bidang lain, sedangkan potensi air terus menurun, menuntut suatu usaha untuk pemanfaatan air di bidang pertanian secara hemat dan efisien. Untuk itu diperlukan sistem irigasi yang dapat menekan atau meniadakan kehilangan air melalui evaporasi, perkolasi, dan aliran permukaan, tanpa menurunkan produktivitas lahan (Murty, 2002). Sistem irigasi adalah suatu sistem pengairan tanaman atau suatu sistem yang diciptakan untuk menyuplai atau memberikan air bagi kebutuhan tanaman yang dapat dilakukan dengan lima cara diantaranya; (1) dengan penggenangan (flooding); (2) dengan menggunakan alur, besar atau kecil; (3) dengan menggunakan air di bawah permukaan tanah melalui sub irigasi, sehingga menyebabkan permukaan air tanah naik; (4) dengan penyiraman (sprinkling); atau dengan sistem cucuran (trickle) (Hansen dkk, 1986). Sistem irigasi merupakan suatu sistem pengairan tepat guna yang memiliki dua fungsi, yaitu fungsi umum dan fungsi spesifik. Secara garis besar, fungsi umum dari suatu sistem irigasi adalah untuk memenuhi kebutuhan air tanaman, sedangkan fungsi spesifik dari sistem irigasi diantaranya; mengambil air dari sumber (diverting), membawa/mengalirkan air dari sumber ke lahan pertanian (conveying), mendistribusikan air kepada tanaman (distributing) dan mengatur dan mengukur aliran air (regulating and measuring). Irigasi Tetes Irigasi tetes adalah suatu sistem untuk memasok air (dan pupuk) tersaring ke dalam tanah melalui suatu pemancar (emitter). Irigasi tetes menggunakan debit
6
Universitas Sumatera Utara
7
kecil dan konstan serta tekanan rendah. Air akan menyebar di tanah baik ke samping maupun ke bawah karena adanya gaya kapiler dan gravitasi. Bentuk sebarannya tergntung jenis tanah, kelembaban, permeabilitas tanah, dan jenis tanaman (Keller dan Bliesner, 1990). Pemberian air pada irigasi tetes dilakukan dengan menggunakan alat aplikasi yang dapat memberikan air dengan debit yang rendah dan frekuensi yang tinggi (hampir terus menerus) disekitar perakaran tanaman. Tekanan air yang masuk ke alat aplikasi sekitar 1,0 bar dan dikeluarkan dengan tekanan mendekati nol untuk mendapatkan tetesan yang terus menerus dan debit yang rendah. Sehingga irigasi tetes diklasifikasikan sebagai irigasi bertekanan rendah. Sistem irigasi tetes didesain untuk dioperasikan secara harian (minimal 12 jam per hari) dan tingkat kelembaban tanaman dapat diatur. Irigasi tetes mempunyai beberapa keuntungan, diantaranya: a. Meningkatkan nilai guna air Secara umum, air yang digunakan pada irigasi tetes lebih sedikit dibandingkan dengan metode lain b. Meningkatkan pertumbuhan tanaman dan hasil Dengan irigasi tetes, kelembaban tanah dapat dipertahankan pada tingkat yang optimal bagi pertumbuhan tanaman c. Meningkatkan efisiensi dan efektifitas pemberian Pemberian pupuk dan bahan kimia pada metode ini dicampur dengan air irigasi, sehingga pupuk atau bahan kimia yang digunakan menjadi lebih sedikit, frekuensi pemberian lebih tinggi dan distribusinya hanya di sekitar daerah perakaran
Universitas Sumatera Utara
8
d. Menekan resiko penumpukan garam Pemberian air secara terus-menerus akan melarutkan dan menjauhkan garam dari daerah perakaran e. Menekan pertumbuhan gulma Pemberian air pada irigasi tetes hanya terbatas di daerah sekitar tanaman, sehingga pertumbuhan gulma dapat ditekan f. Menghemat tenaga kerja Sistem irigasi tetes dapat dengan mudah dioperasikan secara otomatis, sehingga tenaga kerja yang diperlukan lebih sedikit (James, 1982). Komponen Irigasi Tetes Jaringan pipa pada irigasi tetes Pipa yang digunakan pada irigasi tetes terdiri dari pipa lateral, pipa sekunder dan pipa utama komponen penting dari irigasi tetes. Tata letak dari irigasi tetes dapat sangat bervariasi tergantung kepada berbagai faktor seperti luas tanah, bentuk dan keadaan topografi. Irigasi tetes tersusun atas dua bagian penting yaitu pipa dan emiter. Air dialirkan dari pipa dengan banyak percabangan yang biasanya terbuat dari plastik yang berdiameter 12 mm (1/2 inci) - 25 mm (1 inci) (Hansen dkk, 1986). Pipa utama (main line, head unit) terdiri dari pompa, tangki injeksi, filter utama, pengukur tekanan, pengukuran debit dan katup pengontrol. Pipa utama umumnya terbuat dari pipa polyvinylchloride (PVC), galvanized steel atau besi cord yang berdiameter antara 7,5 - 25 cm. Pipa utama dapat dipasang di bawah permukaan tanah (Prastowo, 2003).
Universitas Sumatera Utara
9
Pipa pembagi (sub-main, manifold) dilengkapi dengan filter kedua yang lebih halus (80-100 m), katup solenoid, regulator tekanan, pengukur tekanan dan katup pembuang. Pipa sub-utama terbuat dari pipa PVC atau pipa HDPE (high density polyethylene) dan diameter antara 50 - 75 mm. Penyambungan pipa pembagi dengan pipa utama (Prastowo, 2003). Pipa lateral umumnya terbuat dari pipa PVC fleksibel atau pipa politeline dengan diameter 12 mm - 32 mm. Emiter dimasukkan ke dalam pipa lateral pada jarak yang ditentukan yang dipilih sesuai dengan tanaman dan kondisi tanah. Pipa lubang ganda, pipa porous dan pipa dengan perforasi yang kecil digunakan pada beberapa instalasi untuk menggunakan keduanya sebagai pipa pembawa dan sebuah emitter system (Hansen dkk, 1986). Menurut Keller dan Bliesner (1990) dalam sistem irigasi tetes tersusun atas pipa dan emiter. Air dialirkan dari pipa dengan banyak percabangan yang biasanya terbuat dari plastik yang diameter 12 mm (1/2 inci) - 25 mm (1 inci). Emiter Emiter merupakan alat pengeluaran air yang disebut pemancar. Emiter mengeluarkan air dengan cara meneteskan air langsung ke tanah ke dekat tanaman. Emiter mengeluarkan air hanya beberapa liter per jam. Dari emiter air keluar menyebar secara menyamping dan tegak oleh gaya kapiler tanah yang diperbesar pada arah gerakan vertikal oleh gravitasi. Daerah yang dibasahi emiter tergantung pada jenis tanah, kelembaban tanah, permeabilitas tanah. Emiter harus menghasilkan aliran yang relatif kecil menghasilkan debit yang mendekati konstan. Penampang aliran perlu relatif lebar untuk mengurangi tersumbatnya emiter (Hansen dkk, 1986).
Universitas Sumatera Utara
10
Menurut Keller dan Bliesner (1990) emiter merupakan alat pembuangan air, emiter dipasang di dekat tanaman dan tanah. Semakin dekat ke tanah semakin efisien air yang diterima tanah dan tanaman karena semakin besar daerah yang terbasahi semakin tinggi kelembaban tanah. Semakin dekat jarak emiter maka semakin banyak daerah yang terbasahi. Berdasarkan pemasangan di pipa lateral, penetes dapat menjadi (a) on-line emitter, dipasang pada lubang yang dibuat di pipa lateral secara langsung atau disambung dengan pipa kecil; (b) in-line emitter, dipasang pada pipa lateral dengan cara memotong pipa lateral. Penetes juga dapat dibedakan berdasarkan jarak spasi atau debitnya, yaitu (a) point source emitter, dipasang dengan spasi yang renggang dan mempunyai debit yang relatif besar; (b) line source emitter, dipasang dengan spasi yang lebih rapat dan mempunyai debit yang kecil. Pipa porous dan pipa berlubang juga dimasukkan pada kategori ini (Prastowo, 2003). Tabung marihot Tabung Marihot merupakan tabung untuk mengalirkan air dengan head sesuai dengan rancangan (20 cm - 250 cm). Prinsip kerja tabung marihot adalah pengaliran air dengan tekanan atmosfir atau dengan kata lain low pressure, sehingga air yang keluar pada setiap emiter akan seragam (Tusi, 2006). Menurut Tusi (2006) tabung marihot digunakan sebagai wadah atau tangki air irigasi (dan larutan nutrisi) yang dapat mengalirkan aliran debit tetap, dan debit akan berubah pada elevasi yang berbeda (pada head yang berbeda). Bagian dari tangki dilengkapi dengan selang-selang kecil untuk saluran pemasukan udara dan saluran pengairan.
Universitas Sumatera Utara
11
Cara kerja tabung marihot yaitu udara luar yang mempunyai tekanan 1 atm masuk ke dalam tabung marihot melalui lubang masuk udara, karena berat udara yang lebih ringan dari larutan nutrisi (air irigasi) maka udara luar yang masuk akan naik ke bagian atas tabung marihot. Udara yang berada di bagian atas tabung akan menekan air irigasi (larutan nutrisi) yang ada dalam tabung marihot dengan tekanan tetap sebesar 1 atm sehingga larutan nutrisi akan mengalir keluar melalui lubang pengaliran dengan kecepatan yang tetap. Adanya tekanan udara dan beda head yang tetap ini akan menyebabkan kecepatan aliran nutrisi tetap (Tusi, 2006). Lubang pipa pemasukan udara
Penutup dan tempat pemasukan air (larutan nutrisi)
Kran pembuka laju aliran air/nutrisi (output) Gambar 1. Tabung marihot Tekanan Menurut Erizal (2003) keseragaman pemberian air ditentukan berdasarkan variasi debit yang dihasilkan emiter. Karena debit merupakan fungsi dari tekanan operasi, maka variasi tekanan operasi merupakan faktor keseragaman aliran. Oleh karena tekanan berpengaruh pada debit emiter maka semakin besar tinggi air tangki penampungan akan semakin tinggi pula tekanan. Sehingga debit akan semakin besar.
Universitas Sumatera Utara
12
Debit Debit adalah banyaknya volume air yang mengalir per satuan waktu. Pada irigasi tetes debit yang diberikan hanya beberapa liter per jam. Umumnya debit rata-rata dari emiter tersedia dari suplier peralatan. Debit untuk irigasi tetes bergantung dari jenis tanah dan tanaman. Debit irigasi tetes yang umum digunakan 4 ltr/jam, namun ada beberapa pengelolaan pertanian menggunakan debit 2, 6, 8 ltr/jam. Penggunaan debit berdasarkan jarak tanam dan waktu operasi (Keller dan Bliesner, 1990). Debit air keluaran emiter rata-rata adalah volume dari keseluruhan air yang tertampung dari semua emiter per satuan waktu dan jumlah emiter yang ada. Debit air keluar emiter rata-rata (Qa) dapat dihitung dengan menggunakan rumus: Qa
G ……………………………………………………. (1) Ta.Np
dimana: Qa
= debit rata-rata dari keseluruhan emiter (l/jam)
G
= volume air irigasi keseluruhan per tanaman per hari (l)
Ta
= lama pemberian air (jam/hari)
Np
= jumlah emiter per tanaman
(Sapei, 2003). Keseragaman Irigasi Menurut Sapei (2003), keseragaman aplikasi air merupakan salah satu faktor penentu efisiensi irigasi yang dihitung dengan persamaan koefisiensi
Universitas Sumatera Utara
13
keseragaman
irigasi
(CU/Coefficient
Uniformity)
dengan
menggunakan
persamaan Christiansen: xi x Cu 1001 xi ……………………………………… (2) dimana: Cu
= koefisiensi keseragaman irigasi (%)
xi
= volume air pada wadah ke-i (ml)
x
= nilai rata-rata dari volume air pada wadah (ml)
xi x
= jumlah dari deviasi absolut dari rata-rata pengukuran (ml).
Keseragaman irigasi tetes dapat dikatakan seragam atau layak apabila nilai Cu lebih besar dari 90% (>90%). Nilai Cu yang rendah dapat dijadikan indikator kehilangan air melalui perkolasi sangat tinggi (Sapei, 2003). Tingkat Pembasahan Parameter yang digunakan untuk menyatakan tingkat pembasahan tanah adalah persentase terbasahkan (Pw, wetted percentage), yaitu merupakan nisbah antara luas areal yang terbasahkan (pada kedalaman 15-30 cm dari permukaan tanah). Persentase terbasahkan dipengaruhi oleh debit dan volume pemberian air dari setiap alat aplikasi, spasi alat aplikasi dan jenis tanah. Tingkat pembasahan dihitung menggunakan rumus: Pw
N p S eW S p Sr
100
……………………………………………… (3)
Universitas Sumatera Utara
14
dimana: Pw
= persentase luas tanah yang terbasahkan sepanjang bidang horizontal 30 cm dibawah permukaan tanah (%)
Np
= jumlah emiter per tanaman
Se
= spasi emiter (m)
Sp
= spasi tanaman (m)
Sr
= spasi barisan tanaman (m)
W
= diameter lingkaran terbasahkan (m)
(Prastowo, 2003). Nilai Pw secara umum berkisar antara 1/3 (33%) sampai 2/3 (67%). Pw untuk daerah yang menerima banyak hujan dapat lebih kecil dari 33%. Pw untuk tanaman yang ditanam renggang diusahakan dibawah 67% agar daerah antara tanaman cukup kering dan memudahkan perawatan tanaman. Pw dapat mendekati 100% untuk tanaman yang ditanam rapat dengan spasi lateral kurang dari 1,8 m. Tanaman Selada Tanaman selada (Lactuca sativa) merupakan salah satu tanaman yang mempunyai arti penting dalam perekonomian masyarakat. Hal ini dikarenakan nilai jual sayuran selada cukup menjanjikan. Sejalan dengan semakin meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya nilai gizi yang terkandung dalam tanaman selada. Tanaman selada memiliki fungsi sebagai zat pembangun tubuh, dengan kandungan zat gizi dan vitamin yang cukup banyak dan baik bagi kesehatan masyarakat (Harjono, 2001). Secara alami sebenarnya tanaman sudah mendapatkan air dari hujan, tetapi sebagian besar air hujan itu hilang melalui penguapan, perkolasi dan aliran
Universitas Sumatera Utara
15
permukaan. Sehingga hanya tinggal sebagian kecil saja yang ada di sekitar akar, maka air ini sering tidak mencukupi kebutuhan tanaman. Oleh sebab itu, dalam membudidayakan tanaman harus diusahakan dalam jumlah, waktu, cara yang efisien dan efektif (Najiyati dan Daniarti, 1993). Tanaman
selada
dapat
tumbuh
baik
di
dataran
rendah
maupun dataran tinggi (pegunungan). Adapun syarat penting agar selada tumbuh dengan baik adalah tanah mengandung pasir dan lumpur (subur), suhu udara 1520 derajat, dan derajat keasaman tanah (pH) 5-6,5. Waktu tanam selada yang baik adalah pada akhir musim hujan (Maret-April). Tapi selada dapat pula ditanam pada musim kemarau, akan tetapi jika pola penyiramannya dilakukan secara teratur (Pracaya, 2002). Selada (Lactuca sativa) memiliki penampilan yang menarik. Ada yang berwama hijau segar dan ada juga yang berwama merah. Selain sebagai sayuran, daun selada yang agak keriting ini sering dijadikan penghias hidangan. Jenis yang banyak diusahakan di dataran rendah ialah selada daun. Jenis ini begitu toleran terhadap dataran rendah sampai di daerah yang sepanas dan serendah Jakarta pun masih subur dan bagus pertumbuhannya. Selada daun memiliki daun yang berwama hijau segar, tepinya bergerigi atau berombak, dan lebih enak dimakan mentah (Decoteau, 2000). Adapun klasifikasi botani untuk selada adalah sebagai berikut: Divisi
: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)
Kelas
: Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil)
Sub Kelas
: Asteridae
Ordo
: Asterales
Universitas Sumatera Utara
16
Famili
: Asteraceae
Genus
: Lactuca
Spesies
: Lactuca sativa
(Haryanto dkk, 1996). Kebutuhan Air Tanaman Kebutuhan air tanaman teoritis Kebutuhan air tanaman adalah jumlah air yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan evapotranspirasi tanaman agar tanaman dapat tumbuh dengan baik (Doorenbos and Pruitt, 1984). Sosrodarsono dan Takeda (1993), menyatakan bahwa salah satu perhitungan evapotranspirasi tanaman adalah metode Blaney and Criddle yang telah diubah seperti berikut: U=
K .P(45,7t 813) .................................................................. (4) 100
K = Kt x Kc Kt = 0,0311 t + 0,240 dimana: U
= evapotranspirasi tanaman bulanan (mm/bulan)
Kt
= koefisian suhu
Kc
= koefisien tanaman (selada)
P
= persentase jam siang Lintang Utara (%)
t
= suhu rata-rata bulanan ( 0 C)
Menurut Guslim (1997) bahwa suhu rata-rata bulanan diperoleh dari perhitungan suhu rata-rata harian selama satu bulan dengan rumus :
Universitas Sumatera Utara
17
t= dimana: t
= suhu rata-rata harian
t
07.00
= suhu pada pukul 07.00
t
13.30
= suhu pada pukul 13.30
t
17.30
= suhu pada pukul 17.30
Kebutuhan air tanaman riil Kebutuhan air tanaman riil adalah besarnya pemakaian air untuk metabolisme tanaman yang ditentukan dengan mengukur volume pemakaian air oleh tanaman. Permatasari (2001) menyimpulkan bahwa kebutuhan air tanaman riil lebih kecil dari kebutuhan air tanaman teoritis. Jika air bebas diberikan kesempatan merambah ke dalam suatu kolom tanah yang kering dan posisi mendatar dan yang mempunyai keragaman struktur berat isi, tingkat kekeringan, maka akan menunjukkan hubungan yang erat antar jarak perambatan, kecepatan, dan waktu yang diperlukan untuk mencapai jarak tersebut (Kertonegoro dkk, 1998). Tingkat Produktivitas Tanaman Tingkat produktivitas tanaman dihitung berdasarkan berat tanaman keseluruhan (akar, batang, daun) secara langsung di lapangan, yaitu dengan menimbang tanaman setelah di panen. Pengukuran berat masing-masing tanaman pada setiap polibag bertujuan untuk mengetahui berat tiap tanaman apakah memiliki
berat
yang
merata
atau
tidak.
Universitas Sumatera Utara
