laporan praktikum azas teknik irigasi acara 1
DESCRIPTION
Semoga membantuTRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
AZAS DAN TEKNIK IRIGASI
ACARA I
PENENTUAN KEBUTUHAN AIR TANAMAN
Disusun oleh :
Nama
: Yuda Wahyu Satyo PutroNIM
: 11/320097/TP/10236Golongan: BCo. Ass:1. Noto, STP. 2. Fransiskus Benhardi Wastuwidya 3. Nofita Kurnia DewiLABORATORIUM TEKNIK SUMBERDAYA LAHAN DAN AIR
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2014BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar BelakangTanaman merupakan salah satu dari makhluk hidup. Untuk dapat terus tumbuh dan berkembang maka harus dipenuhi persyaratan tumbuhnya. Diantara persyaratan tumbuh suatu tanaman, irigasi merupakan hal yang sangat penting. Irigasi dapat diberikan pada tanaman melalui berbagai cara. Untuk dapat memberikan irigasi yang sesuai dengan tingkat kebutuhan suatu tanaman, maka harus dilakukan penentuan kebutuhan air tanamannya. Tingkat kebutuhan air suatu tanaman sering diartikan sebagai Evapotranspirasi (Eto), dikarenakan Eto telah mewakili banyaknya kebutuhan air suatu tanaman dari besarnya penguapan yang dihasilkan oleh evaporasi dan transpirasi.Penentuan kebututuhan air tanaman seiring waktu telah mengalami perkembangan. Salah satu cara untuk menentukan besarnya kebutuhan air tanaman adalah melalui perhitungan. Perhitungan biasanya dilakukan atas dasar data-data cuaca yang didapat dan juga dengan cara pengukuran langsung dilapangan (lysimeter). Metode yang digunakan dalam perhitungan Evapotrasnpirasi yakni : Metode Blaney-Criddle, Penman, dan Radiasi. Pada kegiatan praktikum ini akan dihitung besarnya kebutuhan air tanaman dengan metode Penman. Selain itu juga akan dilakukan penghitungan dengan menggunakan software Cropwat.B. Tujuan
1. Menentukan besarnya nilai kebutuhan ait tanaman (crop water requirement)
2. Membuat neraca air (water balance)
3. Mengenal perangkat lunak (software) untuk menghitung kebutuhan air tanaman dan kebutuhan air irigasi
C. Manfaat
Manfaat dari pelaksanaan kegiatan praktikum acara I ini yakni agar praktikan dapat menghitung kebutuhan air suaut tanaman, dapat menjalankan program CROPWAT. Sehingga dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya pada pembagian dan penyaluran air irigasi melalui sistem irigasi yang didasarkan atas besarnya perkiraan/perhitungan kebutuhan air tanaman. BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Evaporasi adalah perubahan air dari bentuk air ke bentuk gas dan menguap dari permukaan tanah, air, atau daun tanaman ke udara. Bila permukaanair tanah dekat dengan permukaan tanah, evaporasi dari tanah dianggap setara dengan evaporasi yang terjadi di permukaan air bebas. Sedangkan pada air tanah yang dalam, evaporasinya cenderung bisa diabaikan. Evaporasi ini dipengaruhi oleh sifat meteorologist, sifat permukaan benda yang menguap, sifat air dll (Ambler, 1991).
Secara umum terdapat tiga faktor penting yang sangat menentukan besarnya kebutuhan air tanaman yaitu sifat tanah, iklilm, dan tanaman. Sifat tanah yang berhubungan dengan kebutuhan air tanaman adalah temperatur tekstur, infiltrasi, dans truktur tanah. Iklim yang berhubungan dengan kebutuhan air tanaman adalah temperatur, lama dan total radiasi matahari, kecepatn angin dan kelembaban relatif udara. Sedangkan sifat tanaman yang berpengaruh adalah tetapan kebutuhan air tanaman (Kc). Evapotranspirasi adlah faktor utama yang mempengaruhi produksi bahan kering. Oleh karena itu, evapotranspirasi merupakan penentu produksi untuk suatu wilayah. Taksiran mengenai besarnya evapotranspirasi yang mendekati kenyataan sangat penting bagi para ahli teknik irigasi, ahli agronomi dan pihak lain yang berkecimpung dalam bidang perencanaan pertanian (Islami, T, 1995).Kebutuhan air tanaman (crop water requirment) dapat diketahui dengan pendekatan perhitungan harga evapotranspirasi yaitu jumlah air yang dibutuhkan untuk dapat menggantikan kehilangan air akibat penguapan baik dari permukaan air tanah dan tanaman yang bebas dari tumbuhan penganggu di lahan yang luas. Dalam kondisi fisik tanah yang tidak terkekang, baik air tanah dan kesuburannya dapat mencapai potensi produksi yang optimal dalam lingkungan pertumbuhan yang wajar (Doorenbos, 1997).
Dasar penelitian kebutuhan air tanaman adalah menentukan kurva koefisien kebutuhan air tanaman, yaitu nisbah antara evapotranspirasi tanaman dalam keadaan pertumbuhan normal (Et), dengan evapotranspirasi potensial dari tanaman acuan (Etp) sebagai fungsi dari waktu pertumbuhan tanaman (t), atau dinyatakan sebagai:
Et / Etp = kc = f (t)
Berdasarkan persamaan tersebut, bila Etp dapat diketahui (dapat diperhitungkan) dan umur tanaman diketahui maka Et dapat diketahui pula. Kebutuhan air tanaman dianggap merupakan kebutuhan air untuk evaporasi dan transpirasi saja, serta tanaman tidak mengalami takanan kekurangan atau kelebihan air selama pertumbuhannya (Pusposutardjo, 1993).
Metode perhitungan untuk menentukan kebutuhan air tanaman yang berdasarkan rumus-rumus pendekatan seringkali dipakai. Rumus-rumus pendekatan umumnya berupa rumus-rumus empiris yang dikembangkan berdasarkan kondisi yang ada di lapangan. Rumus-rumus tersebut antara lain : Blaney Criddle, Hargraves, Penman, Radiasi, Panci Evaporasi, Thornthwaite, Wickman, IRRI, Lowry Johnson, Christiansen, dan lain-lainnya (Radjulaini, 2000).
http://www.instiperjogja.ac.id/download/jurnal/IRIGASI-TANGGAL TANAMAN.PDF BAB III
METODE PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Seperangkat komputer
b. Kalkulator
c. Alat tulis
d. Kertas
2. Bahan
a. Data klimatologi tahun 2008 yang meliputi curah hujan, temperatur, kelembaban, intensitas penyinaran matahari, dan kecepatan angin.
b. Data tanaman
B. Cara kerja
1. Metode Penman-Montheith :
a. Besar nilai evapotranspirasi dihitung dengan menggunakan metode Penman-Montheith berdasarkan data klimatologi yang tersedia.
b. Besar kebutuhan air tanaman untuk tanaman jagung dengan variasi umur dihitung dengan nilai Kc yang diketahui.
2. Metode CROPWAT :
a. Software CROPWAT diinstal terlebih dahulu, kemudian dibuka.c. Data klimatologi dimasukkan tahun 2008 yang meliputi curah hujan, temperatur, kelembaban, intensitas penyinaran matahari, dan kecepatan angin.
b. Kemudian dihitung nilai ETo dengan meng-klik button bertuliskan ETo.
c. Setelah diperoleh nilai ETo untuk tiap bulan, data kemudian disimpan dalam bentuk .pem dan .txt.
C. Cara analisis
1. Mencari nilai temperatur rata-rata tiap data (Tmean)
2. Menentukan kecepatan angin (U) dalam satuan m/s
3. Menentukan nilai tekanan uap jenuh
4. Menentukan tekanan uap harian (ed) dalam satuan kPa
5. 6. Menentukan nilai slop kurva tekanan uap () dalam satuan kPa C-1
7. Menentukan nilai tekanan atmosfer (P) dalam satuan kPa
dimana z : ketinggian tempat (m)
8. Menentukan nilai panas laten penguapan () dalam satuan MJ/kg
9. Menentukan konstanta psycrometrik () dalam satuan kPa C-1
10. Menentukan nilai kanopi resistance (rc) dalam satuan sm-1
11. Menentukan nilai aerodynamic resistance (ra) dalam satuan sm-1
12. Menentukan nilai modifikasi konstanta psycrometrik (*) (kPa C-1)
13. Menentukan nilai ETaerodynamic dalam satuan mm/day
14. Menentukan nomor hari (J)
15. Menentukan nilai deklinasi matahari () dalam satuan rad
16. Menentukan nilai sudut matahari (s) dalam satuan rad
17. Menentukan nilai jarak relatif matahari (dr)
18. Menentukan nilai radiasi permukaan atmosfer (Ra) dalam satuan MJ/m2d
19. Menentukan nilai panjang hari
20. Menentukan nilai angka angstrom (Rs) dalam satuan MJ/m2d
21. Menentukan nilai radiasi gelombang pendek (Rns) dalam satuan MJ/m2d
22. Menentukan nilai faktor per-awanan (f)
23. Menentukan emisivitas ()
24. 25. Menentukan nilai radiasi thermal bersih (RnL) dalam satuan MJ/m2d
dimana Tkx : max day temperature (Kelvin)
Tkn : min day temperature (Kelvin)
26. Menentukan nilai radiasi yang diterima atmosfer (Rn) dalam satuan MJ/m2d
27. Menentukan nilai soil heat flux (G) dalam satuan MJ/m2d
28. Menentukan nilai energi yang ditinggal di atmosfer (E) (MJ/m2d)
29. Menentukan nilai ET tang terjadi karena radiasi (mm/day)
30. Menentukan nilai ETo dalam satuan mm/day
31. Menentukan nilai ETc dalam satuan mm/day
D. Contoh perhitungan
Contoh perhitungan untuk data iklim bulan Juli 2008 :
1. Mencari nilai temperatur rata-rata tiap data (Tmean)
Tmean = 24,4 C
2. Menentukan kecepatan angin (U) dalam satuan m/s
3. Menentukan nilai tekanan uap jenuh
4. Menentukan tekanan uap harian (ed) dalam satuan kPa
5. 6. Menentukan nilai slop kurva tekanan uap () dalam satuan kPa C-1
7. Menentukan nilai tekanan atmosfer (P) dalam satuan kPa
dimana z : ketinggian tempat (m) = 350 feet dengan 1 feet =0,3048 m
8. Menentukan nilai panas laten penguapan () dalam satuan MJ/kg
9. Menentukan konstanta psycrometrik () dalam satuan kPa C-1
10. Menentukan nilai kanopi resistance (rc) dalam satuan sm-1
11. Menentukan nilai aerodynamic resistance (ra) dalam satuan sm-1
12. Menentukan nilai modifikasi konstanta psycrometrik (*) (kPa C-1)
13. Menentukan nilai ETaerodynamic dalam satuan mm/day
14. Menentukan nomor hari (J)
Januari= 15 hari
Februari= 31 + 14 = 45 hari
Maret= 31 + 28 +15 = 74 hari
April= 31 + 28 +31 + 15 = 105 hari
Mei= 31 + 28 +31 + 30 + 15 = 135 hari
Juni= 31 + 28 +31 + 30 + 31 + 15 = 166 hari
Juli= 31 + 28 +31 + 30 + 31 +30 + 15 = 166 hari
15. Menentukan nilai deklinasi matahari () dalam satuan rad
16. Menentukan nilai sudut matahari (s) dalam satuan rad
17. Menentukan nilai jarak relatif matahari (dr)
18. Menentukan nilai radiasi permukaan atmosfer (Ra) dalam satuan MJ/m2d
19. Menentukan nilai panjang hari
20. Menentukan nilai angka angstrom (Rs) dalam satuan MJ/m2d
21. Menentukan nilai radiasi gelombang pendek (Rns) dalam satuan MJ/m2d
22. Menentukan nilai faktor per-awanan (f)
23. 24. Menentukan emisivitas ()
25. Menentukan nilai radiasi thermal bersih (RnL) dalam satuan MJ/m2d
dimana Tkx : max day temperature (Kelvin) = 31 C
Tkn : min day temperature (Kelvin) = 19,6 C
26. Menentukan nilai radiasi yang diterima atmosfer (Rn) dalam satuan MJ/m2d
27. Menentukan nilai soil heat flux (G) dalam satuan MJ/m2d
28. Menentukan nilai energi yang ditinggal di atmosfer (E) (MJ/m2d)
29. Menentukan nilai ET tang terjadi karena radiasi (mm/day)
30. Menentukan nilai ETo dalam satuan mm/day
31. Menentukan nilai ETc dalam satuan mm/day
B. Grafik
BulanETo (CROPWAT)ETo (Penman-Monteith
Januari4,194,3116
Februari4,194,1334
Maret4,114,2257
April4,64,3084
Mei4,224,0471
Juni4,163,9071
Juli3,483,9656
Agustus3,844,1377
September4,254,3407
Oktober4,374,2881
November4,154,0518
Desember3,683,4915
Grafik 1. Grafik hubungan antara hasil perhitungan ETo dengan metode
CROPWAT dan metode Penman-Monteith vs bulan
BAB V
PEMBAHASAN
Pada praktikum acara I ini, praktikan mempelajari bagaimana cara menghitung kebutuhan air tanaman. Kebutuhan air tanaman adalah jumlah air yang dibutuhkan oleh tanaman untuk proses pertumbuhannya sehingga diperoleh produksi yang baik. Kebutuhan air tanaman ditentukan oleh besar evapotranspirasi. Evapotranspirasi merupakan proses kehilangan air akibat adanya penguapan dari tanah dan dari dalam tubuh tanaman itu sendiri.
Pada praktikum ini digunakan dua metode untuk menghitung evapotanspirasi tanaman acuan (ETo) yaitu dengan metode Penman-Monteith dan metode CROPWAT. Data yang digunakan pada praktikum ini adalah data iklim pada stasiun Adisutjipto tahun 2008. Evapotranspirasi acuan (ETo) adalah besarnya evapotranspirasi dari tanaman hipotetik (teoritis) yaitu dengan ciri ketinggian 12 cm, tahanan dedaunan yang ditetapkan sebesar 70 det/m dan albedo (pantulan radiasi) sebesar 0,23, mirip dengan evapotranspirasi dari tanaman rumput hijau yang luas dengan ketinggian seragam, tumbuh subur, menutup tanah seluruhnya dan tidak kekurangan air (Usman, 2004).
Pada metode Penman-Monteith, diperlukan data iklim seperti curah hujan, lama penyinaran, temperatur udara rata-rata, maksimum, dan minimum, kelembaban udara, dan kecepatan angin. Selain itu, digunakan pula data topografi yaitu letak lintang dan elevasi atau ketinggian tempat. Pada metode ini, banyak nilai yang perlu dihitung, di antaranya tekanan uap jenuh, tekanan uap harian, panas laten penguapan, konstanta psycrometrik, aerodynamic resistance, ETaero, ETrad, dan masih banyak lagi seperti yang telah ada pada bab III.
Berdasarkan hasil perhitungan dengan metode ini, diperoleh nilai ETo tiap bulan selama 1 tahun. Nilai ETo terbesar adalah pada bulan September yaitu 4,3407 mm/day, sedangkan nilai ETo terendah adalah pada bulan Desember yaitu 3,4915 mm/day. Hasil tersebut menunjukkan bahwa kebutuhan air tanaman pada bulan September paling tinggi atau paling banyak di antara bulan-bulan lainnya pada tahun 2008. Selain menggunakan metode ini, digunakan pula metode CROPWAT, yaitu menggunakan program komputer.
Cropwat merupakan suatu program komputer under DOS untuk menghitung evapotranspirasi Penman Modifikasi dan kebutuhan air untuk tanaman. Selanjutnya dapat juga digunakan untuk menghitung kebutuhan air irigasi, jadwal pemberian air irigasi untuk macam-macam kondisi pengelolaan dan suplai air untuk seluruh daerah irigasi dengan bermacam-macam pola tanam tertentu. Untuk melakukan perhitungan tersebut, dibutuhkan data-data klimatologi dan data-data lainnya misalnya data tanaman dan data pola tanam. Berdasarkan hasil perhitungan dengan metode ini, diperoleh nilai ETo tiap bulan selama 1 tahun. Nilai ETo terbesar adalah pada bulan April yaitu 4,6 mm/day, sedangkan nilai ETo terendah adalah pada bulan Juli yaitu 3,48 mm/day. Hasil tersebut menunjukkan bahwa kebutuhan air tanaman pada bulan April paling tinggi atau paling banyak di antara bulan-bulan lainnya.
Hasil tersebut berbeda dengan hasil perhitungan menggunakan metode Penman-Monteith, namun pada grafik antara nilai ETo vs bulan, dapat dilihat bahwa bentuk grafik hampir sama. Perbedaan dapat terjadi karena perbedaan cara perhitungan pada kedua metode. Perhitungan dengan metode Penman-Monteith menuntut ketelitian dalam penghitungan karena terdapat 28 nilai yang harus dihitung untuk kemudian mendapatkan nilai ETo. Metode Penman-Monteith paling dianjurkan untuk digunakan karena dinilai hasil perhitungan dengan metode ini lebih mendekati hasil pengukuran langsung.
Sedangkan menggunakan metode CROPWAT lebih mudah dan praktis karena hanya perlu memasukkan data iklim yang dibutuhkan, kemudian pengguna dapat langsung mengetahui nilai ETo dengan meng-klik button bertuliskan ETo. Selain itu, program CROPWAT ini dapat membantu para ahli melakukan perhitungan dalam perencanaan dan pengelolaan suatu daerah irigasi. Lebih lanjut, program ini diharapkan dapat membantu memberikan rekomendasi untuk memperbaiki irigasi yang telah ada, dan merencanakan jadwal irigasi yang sesuai dengan kondisi suplai air yang beraneka ragam.
BAB VI
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dan hasil perhitungan, dapat disimpulkan bahwa :
1. Kebutuhan air tanaman adalah jumlah air yang dibutuhkan oleh tanaman untuk proses pertumbuhannya sehingga diperoleh produksi yang baik. Kebutuhan air tanaman ditentukan oleh besar evapotranspirasi.
2. Evapotranspirasi merupakan proses kehilangan air akibat adanya penguapan kandungan air dalam tanah (evaporasi) dan dari dalam tubuh tanaman (transpirasi) itu sendiri.
3. Untuk menghitung evapotranspirasi dapat digunakan dua metode, yaitu metode Penman-Monteith dan metode CROPWAT dimana metode CROPWAT menggunakan software komputer.
4. Pada grafik antara nilai ETo hasil perhitungan kedua metode vs bulan , dapat dilihat bahwa bentuk grafik hampir sama, hal tersebut menunjukkan hasil yang tidak berbeda jauh antara kedua metode.
B. Saran
Praktikum berjalan cukup baik, namun praktikum selesai terlalu sore karena terlalu lama menghitung dan sebaiknya praktikan lebih memahami penggunaan kalkulator dengan baik dan benar sehingga dapat menghitung dengan cepat.
LAMPIRAN