kebutuhan air tanaman
DESCRIPTION
Penjelasan Irigasi tentang kebutuhan air tanamanTRANSCRIPT
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Jumlah air yang dibutuhkan tanaman untuk tumbuh secara optimal. Pakar kebutuhan air tanaman ini al: Blaney – Criddle, Penman, Thornthwaite dll
Kegunaan/maksud dan tujuan Kebutuhan air Tanaman
- Menentukan pola tanam, rencana tata tanam dan intensitas tanaman.
- Menentukan dimensi saluran dan bangunan irigasi- Menentukan areal yang dapat diairi- Menentukan “Optimum Storage” Waduk- Untuk irigasi air tanah, menentukan jumlah dan
jarak pompa. - Pembuatan Pedoman Eksploitasi
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Kebutuhan air irigasi
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
LUAS AREAL
POLA TANAM
KOEF TANAMAN
EVAPOTRANSPIRASI
EVAPORASI
FARMS WASTE
HUJAN EFEKTIF
SATUAN KEBUTUHAN AIR
KEBUTUHAN AIR IRIGASI
CONVEYANCE LOSSES
KEBUTUHAN AIR PENGAMBILAN
ALIRAN MASUK
KAPASITAS PENAMPUNGAN
PEREODE TANAM
IMBANGAN AIR
3 bagian pokok KAT
1. Kebutuhan bagi tanaman : tebal/banyaknya air yang dibutuhkan tanaman untuk membuat jaringan tanaman ( batang, daun ), untuk diuapkan/ “Evapotranspirasi” atau sering disebut dengan “Nilai Consumptiv Use” (Et)
2. Kebutuhan air untuk areal pertanian: jumlah air untuk Evapotranspirasi, Perkolasi & Peresapan ke samping.
3. Kebutuhan air untuk irigasi : jumlah air untuk evapotranspirasi, perkolasi dan kehilangan selama penyaluran
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Kebutuhan Air TanamanSket kebutuhan air
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Hujan efektif (Re)
Transpirasi (T)
Evaporasi (Eo)
Perkolasi (P)
Bocoran/Rembesan (B)
Dari sket tsb didapat
IR = Eo+T+(P+B)+W-Re
IR = Et+P+W-Re
EvaporasiEvaporasi=peristiwa berubahnya air menjadi uap.
Jika yang menguap dari tanaman = Transpirasi
Penguapan dipengaruhi oleh beberapa faktor al:
- Suhu,
- Kelembaban,
- Tekanan Udara,
- Sinar matahari,
- Kecepatan Angin
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Suhu Suhu atau temperatur sangat penting
dalam perubahan bentuk baik pemuaian, penyusutan, lebih – lebih pada penguapan sehingga suhu yang tinggi dipastikan penguapanpun besar.
Suhu dikatakan panas apabila suhu rerata harian > 30o C
Suhu dikatakan dingin apabila suhu rerata harian < 15o C
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Kelembaban Kelembaban = jumlah uap air diudara tiap1 m3.
Suhu makin tinggi kandungan uap makin besar.
Kelembaban relatif = perbandingan Volume massa uap dan massa uap jenuh pada suhu yang sama. Kelembaban relatif dinyatakan dlm %
H = e/E x 100 Dengan H = kelembaban relatif e = tekanan uap saat pengukuran (mb / mmHg) E = tekanan uap jenuh (mb atau mmHg)
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Tekanan Udara Tekanan udara = gaya 1.00 dyne per 1 cm2 dan sering
disebut 1 milibar (mb). Mengingat kerapatan air raksa pada OoC adalah
13,5952 g/cm2 dan percepatan gravitasi bumi adalah 980,665 cm/dt2 maka:
1 atmosfir = 760 mmHg = 76 x 13,5951
x 980,665 = 1.013,250
dyne/cm2
= 1,013 mb.Makin tinggi suatu tempat makin berkurang tekanan
udaranya
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Hubungan antara tekanan udara dan elevasi suatu
tempat Menurut Laplace sebagai berikut.
H = 18.400 (1 + t) log(o/)
Di mana
H = selisih elevasi
= tekanan udara elevasi H(m) dalam mmHg
o = tekanan udara elevasi mula-mula (mmHg)
= koefisien pengembangan udara = 0,00367
t = suhu rata-rata sampai H (m) dalam oCKebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Sinar Matahari Matahari merupakan sumber panas/ sumber
energi yang utama dalam kehidupan ini. Baik manusia maupun tumbuh-tumbuhan.
Sinar matahari yang diperhitungan dalam proses evaporasi adalah waktu penyinaran, karena matahari dalam menyinari bumi terkadang terhalang oleh awan dsb.
Alat ukur sinar matahari Jordan. Lama penyinaran matahari dapat diketahui, dengan mencatat sinar yang masuk ke mulut alat pencatat.
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Jumlah jam penyinaran Jumlah jam penyinaran yang dapat terjadi
dalam satu hari adalah tetap tergantung pada musim dan jarak lintang ke kutub.
Laju radiasi Matahari =Perbandingan jumlah jam penyinaran yang terjadi dan jumlah jam penyinaran yang dapat terjadi. Laju Radiasi Matahari makin besar makin baik keadaan cuaca.
Klasifikasi Penyinaran Matahari berdasar laju radiasi dalam %.
Low (rendah) < 60Sedang 60 – 80Tinggi > 80
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Kecepatan Angin Angin sangat berpengaruh dalam evaporasi,
karena angin dapat membawa kandungan uap dan dapat merubah kandungan tersebut.
Apalagi kalau udara yang dibawa oleh angin tersebut berasal dari daerah yg lebih panas.
Alat Ukur Kecepatan angin = Anemometer. Klasifikasi kecepatan angin Ringan < 2m/dt Umum (moderat) 2 – 5 m/dt Kuat(kencang) 5 – 8 m/dt Amat kencang > 8 m/dt
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Hubungan Evaporasi dg Kelembaban Hubungan antara evaporasi/penguapan diteliti
oleh Mitcherlich, menghasilkan rumus sbb:
D= (12,3 + 0,1 ) V
Di mana
D = Saturation Difference (selisih kejenuhan)
= Selisih berat jumlah uap yang jenuh dalam
satuan isi (g) dengan jumlah uap pada
saat itu
V = Jumlah penguapan dalam 24 jam
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Hubungan Evaporasi dengan Kecepatan angin
Formula Trabert V = C(1 + t) v(Pw – p)
Di mana V = kecepatan penguapanC = tetapan dari alat ukur penguapan, ditempat yang disinari matahari = 0,237 = koefisien pengembangan volume = 1/271 t = suhuv = kecepatan angin
Pw = tekanan maksimum uap di permukaan air suhu toC
P = tekanan uap pada saat pengamatan pada suhu toC
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Evaporasi Penman
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Tabel Tekanan Uap Jenuh
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Suhu Co
P (mmHg)
Suhu Co
P (mmHg)
Suhu Co
P (mmHg)
- 60
- 40
- 20
- 10
0
0.0008
0.096
0.783
1.964
4.580
10
20
30
40
50
60
9.210
17.55
31.86
55.40
92.60
149.60
80 100
110
125
200
250
355,4
760(1atm)
1076
1740
11650
29770
Contoh PerhitunganSuhu bola kering 30o C, suhu bola basah 26o C Kecepatan angin 1 m/dt. Berapa Evaporasinya.
Penyelesaian. ea = 31,86 mmHg, Kelembaban relatif 68%
(Tabel kelembaban)
ed = 31,86 x 68% = 21,65 mmHg
Kecepatan angin 1 m/dt = (1x24 x 60 x60)/1600
= 54 mile/ hari
E = 0,35 (31,86–21,65)(1+54/100)= 5 mm/hari
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Perhitungan Evaporasi
Dengan data-data klimatologi - Temperatur rata-rata bulanan (o C) - Kelembaban Relatif (%) - Kecepatan angin rerata bulanan dalam
m/dt pada ketinggian 2 meter diatas permukaan tanah. Selain ketinggian 2 meter dikonversi ke ketinggian 2 meter. Formula f(z) = (2/z)1/7.
- Lama penyinaran matahari Q1 (%) selama 12 jam. Bila data tidak 12 jam dikonversi ke 12 jam. Formula Q = 0,786 Q1 + 3,46
- Letak lintang dari lokasi (utara atau selatan)
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
Contoh Perhitungan Evaporasi
Dasar Unit Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agust Septe Oktob Nop Des1 Suhu Udara C 26,23 24,74 27,31 28,00 27,05 26,29 25,06 24,85 25,61 27,39 27,63 27,172 Kelembaban Relatif % 94,02 81,16 90,70 88,09 81,22 79,48 76,84 67,78 73,13 76,64 89,20 90,473 Kecepatan Angin U2 m/dt 0,43 0,39 0,41 0,40 0,50 0,39 0,48 0,51 0,57 0,44 0,41 0,38
4Penyinaran Matahari (8 jam); Q1 % 65,30 65,05 59,17 32,81 73,37 78,04 70,91 67,62 83,63 72,19 62,80 60,47
5 Lintang 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,006 Albedo
7Transfer ke 12 jam 0,786 Q1+3,46 % 54,79 54,59 49,97 29,24 61,13 64,80 59,20 56,61 69,19 60,20 52,82 50,99
Perhitungan (prosida/Penman)
8 Tabel 2 dan (1) 9,10 8,93 9,24 9,32 9,20 9,12 8,97 8,95 9,03 9,24 9,27 9,22
9 Tabel 2 dan (1) 2,59 2,40 2,74 2,86 2,70 2,60 2,45 2,42 2,51 2,74 2,79 2,73
10 Tabel 2 dan (1) mmHg 25,60 23,31 27,21 28,32 26,74 25,74 23,90 23,60 24,64 27,21 27,69 27,05
11 Tabel 2 dan (1) 2,00 1,89 2,08 2,14 2,06 2,01 1,92 1,90 1,95 2,08 2,10 2,08
12 = (2) x (10) mmHg 24,07 18,92 24,68 24,95 21,72 20,46 18,37 16,00 18,02 20,85 24,70 24,47
13 Tabel 3 dan (12) 0,10 0,16 0,10 0,10 0,13 0,14 0,16 0,19 0,17 0,14 0,10 0,10
14 = (10) - (12) mmHg 1,53 4,39 2,53 3,37 5,02 5,28 5,53 7,60 6,62 6,36 2,99 2,58
15 Tabel 4 dan (3) 0,23 0,47 0,33 0,34 0,34 0,58 0,58 0,81 1,04 0,68 0,58 0,35
16 = (14) x (15) 0,34 2,04 0,83 1,14 1,69 3,05 3,19 6,14 6,89 4,32 1,73 0,89
17 Tabel 5 dan (5) 9,12 9,16 8,90 8,32 7,64 7,25 7,37 7,95 8,59 8,99 9,08 9,06
18 Tabel 6 dan (7) dan (5) 0,32 0,36 0,36 0,40 0,44 0,44 0,48 0,48 0,44 0,44 0,40 0,36
19 = (17) x (18) 2,93 3,30 3,20 3,32 3,35 3,18 3,52 3,79 3,76 3,94 3,62 3,26
20 = (8) x {1.00 - (7)} 4,11 4,06 4,62 6,59 3,58 3,21 3,66 3,88 2,78 3,68 4,37 4,52
21 =1.00-{(20)/10} 0,59 0,59 0,54 0,34 0,64 0,68 0,63 0,61 0,72 0,63 0,56 0,55
22 = (8) x (13) x (21) 0,54 0,84 0,50 0,30 0,77 0,89 0,93 1,02 1,08 0,81 0,52 0,52
23 = (19) - (22) 2,39 2,46 2,71 3,02 2,58 2,28 2,59 2,77 2,68 3,13 3,10 2,75
24 = (9) x (23) 6,20 5,90 7,42 8,63 6,96 5,94 6,34 6,71 6,73 8,56 8,65 7,50
25 = (16) x (24) 2,13 12,05 6,14 9,81 11,78 18,09 20,25 41,24 46,33 36,97 14,93 6,69
26 = (25 )/ (11) 1,07
6,38
2,95
4,59
5,72
9,00
10,55
21,71
23,76
17,77
7,11
3,22
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
Rumus Hargreaves
Ep = 17,4 . D . Tc. (Fh . Fw . Fs . Fe) Ep = evaporasi (mm/bulan)D = koefisien jumlah siang hari bulananTc = temperatur rerata bulananFh = 0,59 – 0,55 Hn2
Fw = 0,75 + 0,0255WkdFs = 0,478 + o,48 S; S = jam penyinaran matahari
(%)Fe = 0,950 + 0,0001 E; E = Elevasi tempat dpl (m)Hn = 0,40 Hm + 0,69 Hm2
Hn = kelembaban relatif rerata siang hari (%)Wkd = kecepatan angin rerata ketinggian 2 m (km/hari)Hm = kelembaban relatif harian rata-rata.
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
Evapotranspirasi
Air di dalam tanah juga dapat naik melalui tumbuh-tumbuhan dan diuapkan ke udara yang disebut transpirasi. Proses Evaporasi dan Transpirasi terjadi secara bersamaan dan disebut dengan Evapotranspirasi
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 3
Perhitungan Evapotranspirasi A. Keseimbangan hidrologi (outflow-inflow) Keseimbangan air dipetak sawah Is + R + Ig = S + Et + Pv + Ph + Os Di mana Is = Debit air yang masuk ke petak sawah
R = Curah hujan
Ig = Air yang masuk lewat rembesan samping S = Jumlah air yang tersedia Et = Evapotranspirasi Pv = Perkolasi vertikal
Ph = Perkolasi horizontal
Os = Air yang keluar dari petak sawah.
P = Pv + Ph = jumlah perkolasi
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
B. Dari data Klimatologi Evapotranspirasi tergantung dari 1.Evaporasi (Ep)2.Kandungan air tanah selama pertumbuhan tanaman (m)3.Sifat tanah dan tingkat kesuburannya (s), 4.Jenis tanaman ( c )5.Produksi bahan organik (y) dan panas (Qh)
Et = f(Ep,m,s,C,y,Qh)
Padi sistem irigasi yang baik faktor m,s,c,y dapat dianggap konstan, sehingga Et = f(Ep,Qh)
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
Methoda dari persamaan di atas 1. Methode Blaney – Cridle U = k.f Di mana U = evapotranspirasi bulanan (mm/bulan) k = koefisien tergantung dari jenis tanaman f = (t+p)/100Cara ini baik untuk digunakan dalam perkiraan evapotranspirasi jangka panjang.Kemudian cara tersebut disempurnakan seperti berikut ini.
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
.
di manaK = Kt x Ke
Kt = 0,0311 t + 0,240
t = suhu udara
Ke = koefisien tanaman
P = prosentase jam siang dalam setahun
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
2. Hargreaves Perhitungan evapotranspirasi ini berdasar pada pemakaian Class A pan evaporation. Karena alat ini, beliau menggunakan rumus empiris dengan faktor klimatologi sama dengan Class A pan evaporation. Ev = 0,38 D(1-Hn)(T-32)
Di manaEv = class A pan evaportaion D = monthly day time coefisienHn = Kelembaban relatif bulanan rerata pada tengah hari (at noon)T = temperatur bulanan rerata
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
Dalam satuan metrik
Ev = 17,4 D Tc (1-Hn) Di mana Ev = class A pan evaportaion dalam mm/bulan D = monthly day time coefisien Tc = temperatur bulanan rata-rata dalam 0 C Hn = Kelembaban relatif Faktor kelembaban relatif (1–Hn) dapat dimodifikasi dalam faktor-faktor angin (kecepatan angin), Penyinaran Matahari (shunshine), elevasi.
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
3. Cara Thornthwaite Banyaknya Evapotranspirasi adalah berdasar pada suhu udara rerata bulanan, standar bulan 30 hari. E = c x Ia. Di manaE = vapotranspirasi potensial bulanan (cm/bulan)C dan a koefisien yang tergantung dari tempat.T = suhu udara rata-rata bulanana = 0,000000675.I3 – 0,000771.I2 + 0,01792.I + 0,49239I = indek panas=
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
12
1
514,1
5t
tI
4. Penman ModifikasiDari Kreteria Perencanaan Irigasi KP 01 direkomendasikan bahwa Evapotranspirasi memakai Evaporasi Modifikasi Penman dikalikan dengan faktor tanaman yang diperoleh dari Nedeco/Prosida atau FAO
Et = Kc. Ep Di mana Et = Evapotranspirasi Kc = Koefisien tanaman Ep = Evaporasi potensial
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
Koefisien Tanaman Menurut Prosida/Nedeco dengan
FAO(1984)
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
Bulan Nedeco/ Prosida F A O
Trad HYV Trad HYV
0,51,01,52.02,53,03,54,0
1,201,201,321,401,351,241,12
0
1,201,271,331,301,15
0
1,101,101,101,101,051,050.95
0
1,101,101,051,050,95
0
Catatan
- Angka-angka koefisien tersebut digunakan dengan methode Modifikasi Penman
- HYV = high yielding variety of paddy = padi umur pendek- Trad = Tradisional = padi umur
panjangKofisien tersebut digunakan pada waktu
pertumbuhan tanaman, penyemaian sudah termasuk dalam pengolahan lahan
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
Koefisien tanaman untuk non padi
Kebutuhan Air TanamanPertemuan 4
½ bulan
ke
Kacang panjang
Jagung Kacang tanah
Bawang Kacang hijau
Kapas
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0,50
0,75
1,00
1,00
0,82
0,45
0,50
0,59
0,96
1,05
1,02
0,95
0,50
0,51
0,66
0,85
0,95
0,95
0,55
0,55
0,50
0,51
0,69
0,90
0,95
0,50
0,64
0,89
0,95
0,88
0,50
0,50
0,58
0,75
0,91
1,04
1,05
1,05
1,05
0,78
0,65
0,65
0,65
Pengukuran EvaporasiPan Evaporation dan Class A Pan
evaporation
Kebutuhan Air Tanaman Pertemuan 4
25 Cm10 Cm
20 Cm 120 Cm
Pan Evaporation
Class A Pan evaporation
Cara penelitian Pan diisi penuh air jernih setinggi 20 Cm (628
Cm3), dibiarkan selama 1 hari, kemudian diukur dan selisihnya merupakan jumlah penguapan yang terjadi.
Besar evaporasi/penguapan = Air yang dituangkan + Curah hujan (bila ada) – sisa air di pan evaporation.
Angka-angka yang didapat dari pengukuran
digunakan untuk perhitungan pendekatan (estimation) banyaknya air yang diperlukan untuk tanaman
Kebutuhan Air Tanaman 35Pertemuan 4
Pengukuran evaporasi di lapangan Bentuk alat
Kebutuhan Air Tanaman 36Pertemuan 4
100 cm
100 cmTanaman Padi
20 cm
2-3 cm
Cm4
Pengukuran Evapotranspirasi Dengan Lysimeter Pipa drain Tanaman Padi
Mistar ukur
Kebutuhan Air Tanaman 37Pertemuan 4
C
60 Cm
10 Cm
10 Cm
10 Cm
Pasir
A B
Prosedur pelaksanaanLysimeter A,B dan C diletakkan di sawah. Lysimeter A tanpa alas. Lysimeter ini diukur Evapotranspirasi (ET) sekaligus perkolasi (P). Lysimeter B diletakkan disampingnya tanpa tanaman, diukur Evaporasinya(Ep) &Perkolasi (P). Lysimeter C dengan alas diletakkan disamping tanpa tanaman, Lysimeter C diukur evaporasi (Ep) ET = A – (B+C) = (Ep + T) Di mana ET = Evapotranspirasi EP = Evaporasi T = Transpirasi P = Perkolasi
Kebutuhan Air Tanaman 38Pertemuan 4