Perhitungan Irigasi Berdasarkan Kemampuan Daerah Perakaran Menyimpan Air

LAPORAN PRAKTIKUM IRIGASI DRAINASE

ACARA 5

“ Perhitungan Irigasi Berdasarkan Kemampuan

Daerah Perakaran Menyimpan Air ”

 

Nama                          :  APOLLO WIJAYA HALOHO

NPM                           :  E1J012071

Coass                          :  Ridwan Hutabarat

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BENGKULU

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.    Latar Belakang

Air mempunyai fungsi yang penting dalam tanah, antara lain pada proses pelapukan mineral dan bahan organik tanah, yaitu reaksi yang mempersiapkan hara larut bagi pertumbuhan tanaman. Selain itu, air juga berfungsi sebagai media gerak hara ke akar-akar tanaman.Akan tetapi, jika air terlalu banyak tersedia, hara-hara dapat tercuci dari daerah-daerah perakaran atau bila evaporasi tinggi, garam-garam terlarut mungkin terangkat kelapisan tanah atas.Air yang berlebihan juga membatasi pergerakan udara dalam tanah, merintangi akar tanaman memperoleh O₂ sehingga dapat mengakibatkan tanaman mati.

Dua fungsi yang saling berkaitan dalam penyediaan air bagi tanaman yaitu memperoleh air dalam tanah dan pengaliran air yang disimpan ke akar-akar tanaman.Jumlah air yang diperoleh tanah sebagian bergantung pada kemampuan tanah yang menyerap air cepat dan meneruskan air yang diterima dipermukaan tanah ke bawah.Akan tetapi jumlah ini juga dipengaruhi oleh faktor-faktor luar seperti jumlah curah hujan tahunan dan sebaran hujan sepanjang tahun.

Dalam menentukan jumlah air tersedia bagi tanaman beberapa istilah dibawah ini perlu dipahami, yaitu :

1.      Kapasitas Lapang

adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukkan jumlah air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Air yang dapat ditahan oleh tanah tersebut terus menerus diserap oleh akar-akar tanaman atau menguap sehingga tanah makin lama semakin kering.Pada suatu saat akar tanaman tidak mampu lagi menyerap air tersebut sehingga tanaman menjadi layu (titik layu permanen).

2.      Titik Layu Permanen:

adalah kandungan air tanah dimana akar-akar tanaman mulai tidak mampu lagi menyerap air dari tanah, sehingga tanaman menjadi layu. Tanaman akan tetap layu baik pada siang ataupun malam hari.

3.      Air Tersedia:

adalah banyaknya air yang tersedia bagi tanaman, yaitu selisih antara kadar air pada kapasitas lapang dikurangi dengan kadar air pada titik layu permanen.Kapasitas lapang sangat berhubungan dengan lingkungan dan kondisi tanah yang mampu untuk menahan air didalamnya. Misalnya di suatu daerah memiliki kondisi tanah yang bagus dengan kapasitas lapang terbaik maka di dalam tanah tersebut mungkin saja terdapat akar-akaran dari pohon sehingga membantu penyerapan air tanah dan menyimpannya lebih lama di dalam tanah

1.2   Tujuan Praktikum

·        Visualisasi tanah dan tanaman dalam kondisi kapasitas lapang

·        Visualisasi tanah dan tanaman dalam kondisi actual

·        Visualisasi tanah dan tanaman dalam kondisi titik layu permanen

·        Menghitung kebutuhan air pada berbagai kondisi lengas tanah

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Kadar air tanah dinyatakan dalam persen volume yaitu persentase volume air terhadap volume tanah.Cara ini mempunyai keuntungan karena dapat memberikan gambaran tentang ketersediaan air bagi tanaman pada volume tanah tertentu. Cara penetapan kadar air dapat dilakukan dengan sejumlah tanah basah dikering ovenkan dalam oven pada suhu 100⁰ C – 110⁰ C untuk waktu tertentu. Air yang hilang karena pengeringan merupakan sejumlah air yang terkandung dalam tanah tersebut. Air irigasi yang memasuki tanah mula-mula menggantikan udara yang terdapat dalam pori makro dan kemudian pori mikro. Jumlah air yang bergerak melalui tanah berkaitan dengan ukuran pori-pori pada tanah. Air tambahan berikutnya akan bergerak ke bawah melalui proses penggerakan air jenuh. Penggerakan air tidak hanya terjadi secara vertikal tetapi juga horizontal.Gaya gravitasi tidak berpengaruh terhadap penggerakan horizontal (Hakim, dkk, 1986).

Menurut Hanafiah (2007) bahwa koefisien air tanah yang merupakan koefisien yang menunjukkan potensi ketersediaan air tanah untuk mensuplai kebutuhan tanaman, terdiri dari:

a.       Jenuh atau retensi maksimum, yaitu kondisi di mana seluruh ruang pori tanah terisi oleh air.

b.      Kapasitas lapang adalah kondisi dimana tebal lapisan air dalam pori-pori tanah mulai menipis, sehingga tegangan antarair-udara meningkat hingga lebih besar dari gaya gravitasi.

c.       Koefisien layu (titik layu permanen) adalah kondisi air tanah yang ketersediaannya sudah lebih rendah ketimbang kebutuhan tanaman untuk aktivitas, dan mempertahankan turgornya.

d.      Koefisien Higroskopis adalah kondisi di mana air tanah terikat sangat kuat oleh gaya matrik tanah. Kemampuan tanah menahan air dipengaruhi antara lain oleh tekstur tanah. Tanah-tanah bertekstur kasar mempunyai daya menahan air lebih kecil daripada tanah bertekstur halus. Oleh karena itu, tanaman yang ditanam pada tanah pasir umumnya lebih mudah kekeringan daripada tanah-tanah bertekstur lempung atau liat. Kondisi kelebihan air ataupun kekurangan air dapat mengganggu pertumbuhan tanaman. Ketersediaan air dalam tanah dipengaruhi: banyaknya curah hujan atau air irigasi, kemampuan tanah menahan air, besarnya evapotranspirasi (penguapan langsung melalui tanah dan melalui vegetasi), tingginya muka air tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi atau kandungan garam-garam, dan kedalaman solum tanah atau lapisan tanah (Madjid, 2010).

e.       Air tersedia biasanya dinyatakan sebagai air yang terikat antara kapasitas lapangan dan koefisien layu. Kadar air yang diperlukan  untuk tanaman juga bergantung pada pertumbuhan tanaman dan beberapa bagian profil tanah yang dapat digunakan oleh akar tanaman. (Buckman and Brady, 1982).

Selain itu ada juga yang menyebutkan kadar air pada kapasitas lapang yaitu apabila permukaan lapisan air berkisar 1/3 atm, dimana air memasuki tanah dan tebal lapisan air tanah menipis, tegangan pada batas antara air dengan udara meningkat dan akhirnya begitu besar sehingga menghentikan gerakan air kebawah. Air dalam ruang   pori  makro  tidak  ada   lagi,   tetapi  masih  terdapat   dalam   pori  mikro (Foth, 1998).

Titik Layu Permanen adalah kandungan air tanah dimana akar-akar tanaman mulai tidak mampu lagi menyerap air dari tanah, sehingga tanaman menjadi layu. Tanaman akan tetap layu baik pada siang ataupun malam hari.Kandungan air pada titik layu permanen adalah pada tegangan 15 bar. Air yang tersedia bagi tanaman adalah air yang terdapat pada tegangan antara 1/3 bar sampai dengan 15 bar (Hakim, 1986).

Faktor – faktor yang Mempengaruhi Kadar Air tanah

(1)   tekstur tanah.

Kemampuan tanah menahan air dipengaruhi antara lain oleh tekstur tanah. Tanah-tanah bertekstur kasar mempunyai daya menahan air lebih kecil daripada tanah bertekstur halus. Oleh karena itu, tanaman yang ditanam pada tanah pasir umumnya lebih mudah kekeringan daripada tanah-tanah bertekstur lempung atau liat.

(2)   Bahan organik, semakin tinggi kadar bahan organik suatu tanah semakin tinggi pula kadar dan ketersediaan airnya

(3)   Senyawa kimia, semakin banyak senyawa kimia semakin rendah kadar air tanah,

(4)   Kedalaman solum, semakin dalam kedalaman solum suatu tanah maka semakin besar kadar airnya,

(5)   Iklim, faktor iklim meliputi curah hujan suhu dan air

(6)   Tanaman, faktor tanaman dapat meliputi kedalaman perakaran toleransi terhadap kekeringan serta tingkat dan stadium pertumbuhan yang pada prinsipnya terkait dengan kebutuhan air tanaman.

(7)   Struktur tanah, apabila struktur tanahnya berbentuk remah, granuler maka kemampuan menahan airnya lebih besar karena struktur tanah tersebut tidak mudah rusak sehingga pori-pori tanah tidak cepat tertutup apabila terjadi hujan (Hakim, 1986).

Faktor-faktor yang mempemgaruhi kadar air yaitu evaporasi, tekstur tanah serta bahan organik. Tanah yang berlempung misalnya mempunyai kandungan air yang labih banyak dibandingkan tanah berpasir. Gerakan air dalam tanah akan mempengaruhi keberadaan air disuatu tempat, gerak kapiler pada tanah basah akan lebih cepat daripada gerakan keatas maupun kesamping (Mulyani, 1991).

Kapasitas Lapang

Kapasitas lapang adalah suatu keadaan tanah yang merupakan tanah paling lembab dan mampu untuk menahan kadar air terbanyak terhadap adanya gaya tarik bumi atau gaya grafitasi.kapasitas lapang sangat berhubungan dengan lingkungan dan kondisi tanah yang mampu untuk menahan air didalamnya. Misalnya di suatu daerah memiliki kondisi tanah yang bagus dengan kapasitas lapang terbaik maka di dalam tanah tersebut mungkin saja terdapat akar-akaran dari pohon sehingga membantu penyerapan air tanah dan menyimpannya lebih lama di dalam tanah.Akan tetapi dengan berkurangnya jumlah pepohonan menjadikan ekosistem di dalam tanah menjadi semakin buruk dan air tanahpun akan cepat sekali menguap, sehingga tak heran kalau suatu saat nanti akan menimbulkan bencana banjir (Mulyani, M. 1991)

Menurut (Hardjowigeno, 2007) bahwa air terdapat di daalam tanah karena di tahan/diserap oleh massa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik. air dapat mersap atau ditahan oleh tanah karena adanya gaya-gaya adhesi, kohesi, dan gravitasi. karena adanya gaya-gaya tersebut maka air dalam tanah dapat dibedakan menjadi:

a.       Air higroskopis, yang terserap tanah sangat kuat sehingga tidak dapat digunakan tanaman (adhesi antara tanah dan air)

b.      Air kapiler, yang terdapat dalam tanah dimana kohesi dan daya adhesi lebih kuat dari gravitasi. dapat bergerak kesamping atau keatas karena gaya-gaya kapiler. sebagian besar dari air kapiler merupakan air yang tersedia bagi tanaman.

Titik layu permanen (permanent wilting point)

artinya kondisi kandungan air tanah yang sudah tidak bisa diserap oleh tanaman sehingga tanaman akan layu dan mati. Jika tanah tersebut disiram kembali dengan air, tanaman masih tetap tidak mampu menyerap air karena sudah mati.           
Kapasita lapang (field capacity)

artinya kondisi air tanah antara titik layu permanen dengan kondisi jenuh air. Lebih mudahnya, jika tanah dalam pot disiram air, maka kelebihan air akan menetes ke bawah. Keadaan dimana air tersisa yang masih menempel pada agregat-agregat tanah tersebut disebut kapasitas lapang.Tanaman hanya bisa menyerap air dalam keadaan kapasitas lapang ini.                                                                                                              

Penyerapan aktif

adalah menyerapan air dan zat hara secara aktif oleh tanaman, misalnya secara difusi karena perbedaan konsentrasi di dalam sel tanaman dan di dalam tanah; bukan secara pasif misalnya karena transpirasi tanaman yang menyebabkan air secara pasif masuk ke dalam tanah.

BAB III

METODOLOGI

3.1Bahan dan Alat

1.      Lahan pertanian(belakang laboratoriumfakultas pertanian Bengkulu

2.      Pupuk kandang,pupuk urea,TSP,KCL,dan peptisida

3.      Benih tomat

4.      Oven

5.      Tensiometer(alat ukur kelembapan tanah

6.      Ring sample

7.      Baju praktikum saat praktikum

8.      Kalkulator

3.2 cara kerja

1.      Memilih lahan pertanian di areal percobaan pertanian lab agronomi

2.      Mengolah tanah dengan ukuran 3 x 3 m

3.      Membuat masing-masing 3 petak

4.      Menanam benih tomat

5.      Memelihara sesuai standar pengolahan tanaman tomat tersebut

6.      Pada minggu ke 5 dan ke 6 menyiram tanaman tomat tersebut

7.      Pada lahan 1 membuat tanah pada keadaan kapasitas lapang,

8.      Petakan kedua disiram 4 hari sekali

9.      Petakan ke tiga tidak disiram sama sekali

10.  Untuk mencegah terkena hujan maka dibuat naungan dari plastik  untuk menghindarinya

11.  Satu petak di sediakan untuk mengetahui kondisi lengas tanah  pada saat jenuh

12.  Pembuatan sampel diusahakan melakukan pengukuran lengas tanah menggunakan alat tensiometar

13.  Pada minggu ke 7-8 melakukan pengambilan sampel di ketiga petakan untuk menghitung bulk density dan lengas tanah.lengas tanah yang dihitung adalah kedalaman 15 cm dan 30 cm dengan menggunakan rumus

14.  Lengas tanah(%)= berat basah sampel tanah –berat kering sampel tanah x 100                                                    berat basah sampel tanah

15.  Mencatat semua data yang diperoleh termasuk kondisi tanah (penampakan atau vigor)pada saat pengukuran /pengambilan sampeltanah yang dilakukan.

16.  Menghitung  kebutuhan air dengan tugas yang diberikan pada saat praktikum di Lab.

 

BAB IV

HASIL  DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Praktikum

Berat tanah kapasitas jenuh

Sampel ring	Berat awal (gram)	Berat akhir (gram)	Rata rata berat akhir
1	331.8	228.41	302.32
2	303.1	182.06
3	323.1	224.86
4	282.1	182.02
5	271.5	177.90

Berat tanah kapasitas lapang

Sampel ring	Berat awal (gram)	Berat akhir (gram)	Rata rata berat akhir
1	314.8	236.99	293.64
2	283.3	209.85
3	280.2	214.07
4	288.4	213.10
5	301.5	227.61

Berat tanah aktual

Sampel ring	Berat awal (gram)	Berat akhir (gram)	Rata rata berat akhir
1	237.7	177.40	277.36
2	301.9	227.45
3	255	190.09
4	257.4	185.92
5	334.8	250.03

Berat tanah layu permanen

Sampel ring	Berat awal (gram)	Berat akhir (gram)	Rata rata berat akhir
1	194.95	182.32	191.852
2	179.06	162.19
3	202.68	187.14
4	188.41	170.40
5	194.16	186.52

PERHITUNGAN

Tanah	A	B
Jenuh	302,32	199,05
Kapasitas lapang	293,64	220,324
Aktual	277,36	206,178
TLP	191,852	177,642

Perhitungan :

·        Jenuh

KA =  × 100% =  × 100%

                               = 34,15%

·        Kapasitas Lapang

KA =  × 100% =  × 100%

                               = 24,96%

·        Aktual

KA =  × 100% =  × 100%

                               = 25,75%

·        Titik Layu Permanen

KA =  × 100% =  × 100%

                               = 7,4 %

Volume  × t

               = 3,14. (3,7)².5

               =3,14 . 13,69 . 5

               = 214,93 cm2

BD=  =  = 0,93

Jawaban Pertanyaan

1.     Hitung total air yang terdapapt pada kondisi actual pada kedalaman 30 cm !

dw = ρr ×  × ds

=0,93 ×  × 30

= 7,18

2.     Hitung kedalaman tanah yang dibatasi akibat penyiraman air sebanyak 35 mm !

dw = ρr ×  × ds

35 mm=0,93 ×  × ds

35 mm = (0,93 × 0,084) × ds

          Ds =   = 448,02 mm /1000 =4,48 m

3.     Hitung jumlah air yang tersedia  pada kedalaman 30 cm pada saat kondisi kapasitas lapang !

dw = ρr ×  × ds

=0,93 ×  × 30

= 0,93 × 0,2675 × 30

= 

4.     Terkait dengan pertanyaan nomor 2, apakah tanaman saudara telah tercukupi kebutuhan airnya pada saat penyiraman sebanyak 35 mm ?

Jawabannya : sudah tercukupi karena air sudah meresap sedalam 4.48 meter, seperti yang kita ketahui bahwa perakaran tanaman tomat hanya sekitar 40 cm di bawah tanah.

4.2 Pembahasan

Dari hasil yang diperoleh, diketahui bahwa kandungan air dari setiap suasana tanah sangat berbeda.Keadaan tersebut dapat dipengaruhi oleh kandungan bahan organik tanah dan kedalaman solum di dalam ring sampel. Hal ini sesuai dengan pendapat Hanafiah (2007) yang menyatakan bahwa kadar air tanah dipengaruhi oleh kadar bahan organik tanah dan kedalaman solum, makin tinggi kadar bahan organik tanah akan makin tinggi kadar air, serta makin dalam kedalaman solum tanah maka kadar air juga semakin tinggi.

Kandungan air tanah jenuh adalah sebesar 34.15%, untuk kapasitas lapang sebesar 24.96 %, untuk actual 25.75 % dan untuk titik layu permanen sebesar 7.4 % yang mungkin kondisi ini  dipengaruhi oleh besarnya tegangan air dalam sampel tanah tersebut. Hal ini sesuai dengan pendapat Hardjowigeno S. (1992) yang menyatakan bahwa banyaknya kandungan air tanah berhubungan erat dengan besarnya tegangan air (moisture tension) dalam tanah tersebut. Kandungan air di dalam tanah dipengaruhi oleh  antara lain dipengaruhi oleh tekstur tanah, bahan organik , dan perlakuan akan penyiraman atau pemberian air.

Tanah-tanah yang bertekstur kasar mempunyai daya menahan air yang lebih kecil dari pada tanah yang bertekstur halus.Pasir umumnya lebih mudah kering dari pada tanah-tanah bertekstur berlempung atau liat.

BAB V

PENUTUP

5.1   Kesimpulan

1.      Kadar air yang diperoleh :

·        Untuk tanah jenuh : 34.15 %

·        Untuk kapasitas lapang : 24.96 %

·        Untuk tanah actual : 25.75 5

·        Untuk titik layu permanen sebesar : 7.4 %

2.      Faktor-faktor yang mempengaruhi banyaknya kadar air dalam tanah adalah banyaknya curah hujan atau air irigasi, kemampuan tanah menahan air, besarnya evapotranspirasi (penguapan langsung melalui tanah dan melalui vegetasi), tingginya muka air tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi atau kandungan garam-garam, dan kedalaman solum tanah atau lapisan tanah.

5.2  Saran

Sebaiknya dalam pengambilan sampel tanah agar lebih berhati – hati dan tidak menepuk nepuk untuk memadatkan ring, karena perbandingannya akan sangat jauh.

  DAFTAR PUSTAKA

Buckman, H. O., and Brady. 1982. Ilmu Tanah. Bharata Karya Aksara : Jakarta.

Foth, H.D., 1998.  Dasar-Dasar Ilmu Tanah..  Edisi VI.  Erlangga, Jakarta.

Hakim.N., dkk. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Penerbit Universitas       Lampung : Lampung.

Hanafiah, K., A. 2007. Dasar-Dasar ILmu Tanah. Rajawali Pers : Jakarta.

Hardjowigeno.  S., 1993.Ilmu Tanah. Penerbit Akademika Pressindo : Jakarta.

Hakim N., M.Y. Nyakpa, A. M. Lubis, S.G. Nugroho, H.M. Soul, M.A. Diha, Go Bang Hong, H.H. Bailey, 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah.Badan Kerjasam Perguruan Tinggi Negeri Indonesia Bagian Timur. Ujung Pandang.

Haryati.2003. Pengaruh Cekaman Air Terhadap Pertumbuhan Dan Hasil Tanaman. Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.Hardjowigeno.S, 2003.Ilmu Tanah. Penerbit Akademika Pressindo, Jakarta.

H.Asmadi.,  1997.  Dasar-Dasar Ilmu Tanah.  Badan Kerjasama Perguruan Tinggi Negeri Indonesia Timur, Ujung Pandang.

Madjid. 2014. http://repository.usu.ac.id.pdf//Kadar-Air-Tanahdiakses tanggal 7 juni 2014

Mulyani, M. 1991. Pengantar Ilmu Tanah. Rineka Cipta. Jakarta

Pairunan ,A.K., JL.Nanere, Arifin. S.R.Samosir, R.Tangkai Sari, J.R.Lalopouo, B.Ibrahim,