CROP WATER PRODUCTIVITY (CWP) LAHAN TADAH HUJAN DENGAN PEMANFAATAN EMBUNG SEBAGAI IRIGASI TAMBAHAN PADA TANAMAN EKONOMIS DI GONDANGREJO, KARANGANYAR

Transkripsi

1 CROP WATER PRODUCTIVITY (CWP) LAHAN TADAH HUJAN DENGAN PEMANFAATAN EMBUNG SEBAGAI IRIGASI TAMBAHAN PADA TANAMAN EKONOMIS DI GONDANGREJO, KARANGANYAR TESIS Untuk memenuhi sebagai persyaratan guna memperoleh derajat Magister Pertanian pada Program Studi Agronomi Oleh Arief Noor Rachmadiyanto S PROGRAM STUDI AGRONOMI PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014

2 CROP WATER PRODUCTIVITY (CWP) LAHAN TADAH HUJAN DENGAN PEMANFAATAN EMBUNG SEBAGAI IRIGASI TAMBAHAN PADA TANAMAN EKONOMIS DI GONDANGREJO, KARANGANYAR oleh Arief Noor Rachmadiyanto S Kedudukan Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II telah disetujui oleh Tim Pembimbing Nama Komariah, S.T.P., M.Sc., Ph.D. NIP Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P. NIP Tanda Tangan Tanggal Mengetahui, Ketua Program Studi Agronomi Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S. NIP ii

3 CROP WATER PRODUCTIVITY (CWP) LAHAN TADAH HUJAN DENGAN PEMANFAATAN EMBUNG SEBAGAI IRIGASI TAMBAHAN PADA TANAMAN EKONOMIS DI GONDANGREJO, KARANGANYAR yang dipersiapkan dan disusun oleh Arief Noor Rachmadiyanto S telah dipertahankan di depan Tim Penguji pada tanggal : 6 Juni 2014 dan dinyatakan telah memenuhi syarat Susunan Tim Penguji Kedudukan Penguji Ketua Anggota Nama Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S. NIP Komariah, S.T.P., M.Sc., Ph.D. NIP Tanda Tangan Tanggal 2. Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P. NIP Direktur Program Pascasarjana Mengetahui, Ketua Program Studi Agronomi Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S. Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S. NIP NIP iii

4 PERNYATAAN ORISINALITAS / KEASLIAN TESIS Dengan ini menyatakan bahwa sepanjang pengetahuan saya, di dalam naskah Tesis ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka. Apabila ternyata di dalam naskah Tesis ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur jiplakan, saya bersedia Tesis ini digugurkan dan gelar akademik yang telah saya peroleh (Magister Pertanian) dibatalkan, serta diproses sesuai peraturan perundang-undangan yang berlaku. Surakarta, 16 Juni 2014 Arief Noor Rachmadiyanto NIM. S iv

5 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis Crop water productivity (CWP) lahan tadah hujan dengan pemanfaatan embung sebagai Tesis ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Master Pertanian di Program Pascasarjana UNS. Dalam penulisan tesis ini tentunya tidak lepas dari bantuan, bimbingan dan dukungan berbagai pihak, sehingga penulis tak lupa mengucapkan terima kasih kepada : 1. Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S. selaku Direktur Program Pascasarjana UNS. 2. Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S. selaku Ketua Program Studi Agronomi, Program Pascasarjana UNS dan Ketua Penguji. 3. Dr. Ir. Subagiya, M.P. selaku Sekretaris Program Studi Agronomi, Program Pascasarjana UNS dan Sekretaris Penguji. 4. Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. selaku Pembimbing Utama. 5. Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P. selaku Pembimbing Pendamping. 6. Bapak Ibu Dosen Program Studi Agronomi, Program Pascasarjana UNS yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat. 7. Keluarga tersayang, ibu Suratmi, A.Ma.Pd., bapak Paryanto, S.Pd.SD., adik Annisa Noor Rachmawati, dan Yuly Astriani, S.P. yang telah memberikan dukungan baik materi, semangat, dan doa. 8. Bapak Waluyo, bapak Man, dan warga masyarakat Dk. Nggemblung Kulon, Ds. Wonosari, Kec. Gondangrejo yang telah membantu dan menerima kami sebagai keluarga masyarakat. 9. Arthanur, Nana, mb. Hardian, Tim Penelitian SFR Gondangrejo, rekan-rekan S2 Agronomi, Solmated, adik-adik tingkat Agroteknologi 2009, 2010, 2011 yang selalu mendukung dan membantu dalam penelitian di lapangan dan laboratorium. v

6 10. Keluarga besar Gifu University, Japan: Senge sensei, Onishi sensei, Ito sensei, Hiramatsu sensei, bapak DP. Ariyanto, mas Zaki, mb. Sofa, dan mb. Diana yang telah memberikan masukan dan tambahan ilmu ketika di Japan dan Indonesia. 11. Semua pihak yang telah membantu dalam kelancaran penelitian ini, yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan karya ini. Akhirnya penulis berharap, semoga tesis ini dapat memberikan manfaat kepada kita semua. Surakarta; Gifu-shi, Japan, 03 Maret 2014 Penulis vi

7 DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul... i Halaman Persetujuan... ii Halaman Pengesahan... iii Pernyataan Orisinalitas / Keaslian Tesis... iv Kata Pengantar... v Daftar Isi... vii Daftar Tabel... xi Daftar Gambar... x Daftar Lampiran... xi Abstrak... xii Abstract... xiii I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 3 C. Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 4 II. TINJAUAN PUSTAKA... 5 A. Isu Perubahan Iklim dan Ketersediaan Air terhadap Pertanian... 5 B. Embung/Small Farm Reservoir (SFR)... 7 C. Kebutuhan Air Tanaman... 8 D. Crop Water Productivity (CWP) E. Irigasi Tambahan/Supplemental Irrigation dari SFR F. Sistem Irigasi Budidaya Padi (Oryza sativa L.) di Lahan Tadah Hujan G. Sistem Irigasi Budidaya Cabai Rawit (Capsicum frutescens L.) di Lahan Tadah Hujan H. Sistem Irigasi Budidaya Jagung Manis (Zea mays L. var. saccharata (Sturtev.) di Lahan Tadah Hujan III. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian B. Bahan dan Alat Penelitian Bahan Penelitian Alat Penelitian C. Tata Laksana Penelitian Komoditas Padi (Oryza sativa L.) Komoditas Cabai Rawit (Capsicum frutescens L.) Komoditas Jagung Manis (Zea mays L. var. saccharata (Sturtev.) D. Cara Analisis Data vii

8 E. Parameter atau peubah Parameter Tanah Parameter Tanaman IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Efisiensi dan Kecukupan Air Embung B. Kondisi Cuaca Curah Hujan Suhu Udara Kelembaban Udara Intensitas Radiasi Matahari Ultraviolet Evapotranspirasi C. Karakteristik Tanah D. Pertumbuhan Tanaman E. Produksi Tanaman F. Crop Water Productivity (CWP) V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

9 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Pemupukan padi per petak Tabel 2. Pemupukan cabai rawit per petak Tabel 3. Pemupukan jagung per petak Tabel 4. Parameter tanah Tabel 5. Parameter padi Tabel 6. Parameter cabai rawit Tabel 7. Parameter jagung Tabel 8. Total kebutuhan air tanaman sesuai perlakuan dan estimasi kecukupan air SFR Tabel 9. Kehilangan air SFR aktual Tabel 10. Sifat kimia tanah Tabel 11. Unsur hara esensial Tabel 12. Kebutuhan pupuk anorganik Tabel 13. Perhitungan ETo Tabel 14. Pemberian air pada padi musim tanam Tabel 15. Pemberian air pada cabai rawit musim tanam Tabel 16. Pemberian air pada jagung manis musim tanam Tabel 17. Pemberian air pada padi musim tanam Tabel 18. Pemberian air pada cabai rawit musim tanam Tabel 19. Pemberian air pada jagung manis musim tanam Tabel 20. Hasil uji F (Fisher test) Tabel 21. Hasil uji Duncan's Multiple Range Test (DMRT) Tabel 22. Hasil uji Korelasi Tabel 23. Kesesuaian lahan ix

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Denah tanam Gambar 2. Peta lokasi embung (SFR) Gambar 3. Ketinggian permukaan air dan volume air SFR aktual Gambar 4. Curah hujan musim tanam 1 dan Gambar 5. Perbandingan neraca air bulanan Gambar 6. Suhu udara musim tanam 1 dan Gambar 7. Kelembaban musim tanam 1 dan Gambar 8. Intensitas radiasi matahari musim tanam 1 dan Gambar 9. Ultraviolet musim tanam 1 dan Gambar 10. Evapotranspirasi musim tanam 1 dan Gambar 11. Kondisi tanaman pada dua musim tanam Gambar 12. Tekstur dan kondisi air tanah Gambar 13. Pertumbuhan dan indeks luas daun Gambar 14. Hasil produksi tanaman Gambar 15. Foto komoditas tanaman Gambar 16. Crop water productivity Gambar 17. Hukum minimum Liebig Gambar 18. Kerangka berfikir x

11 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Perhitungan kebutuhan pupuk Lampiran 2. Kebutuhan air tanaman Lampiran 3. Perhitungan Crop water productivity Lampiran 4. Hasil uji F (Fisher test) Lampiran 5. Hasil uji Duncan's Multiple Range Test (DMRT) Lampiran 6. Hasil uji Korelasi Lampiran 7. Kesesuaian lahan Lampiran 8. Kerangka Berfikir xi

12 ABSTRAK Arief Noor Rachmadiyanto. S Crop Water Productivity (CWP) Lahan Tadah Hujan dengan Pemanfaatan Embung sebagai Irigasi Tambahan pada Tanaman Ekonomis di Gondangrejo, Karanganyar. Tesis. Pembimbing 1 : Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. Pembimbing 2 : Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P. Program Studi Agronomi, Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Perubahan iklim telah menimbulkan perubahan pola curah hujan, akibatnya short drought sering terjadi di Gondangrejo, Karanganyar. Small farm reservoir (SFR) merupakan salah satu solusi memanen hujan pada musim kemarau dan dapat digunakan lagi sebagai supplemental irrigation (SI). Tujuan penelitian ini adalah mengetahui efisiensi penggunaan dan kecukupan pemanfaatan air sebagai SI berdasarkan kebutuhan air tanaman (ETc) terhadap crop water productivity (CWP) komoditas ekonomis (padi, cabai rawit, jagung manis). Perhitungan CWP berdasarkan produksi tanaman aktual (kg/ha) dibagi dengan jumlah air irigasi yang diberikan (mm). Rancangan perlakuan menggunakan Rancangan Acak Kelompok Lengkap satu faktor (0, 25, 50, 75, 100% ETc) dengan lima ulangan. Analisis data menggunakan Fisher Test 5% dilanjutkan Duncan Multiple Range Test 5% jika berpengaruh nyata. Hasil penelitian menunjukkan bahwa air dari SFR cukup, namun tidak efisien akibat kehilangan air 1,9 kali lebih besar dibanding total kebutuhan air tanaman selama dua musim tanam (14,544 m 3 ). Pemberian irrigasi tidak memberikan pengaruh terhadap CWP semua komoditas ketika curah hujan telah mencukupi. Tingkat kesesuaian lahan terbaik dengan SI secara berurutan adalah padi, jagung manis, dan cabai rawit. Kata kunci : short drought, small farm reservoir, supplemental irrigation, crop evapotranspiration, crop water productivity xii

13 ABSTRACT Arief Noor Rachmadiyanto. S Crop Water Productivity (CWP) with The Small Farm Reservoir (SFR) as A Supplemental Irrigation for Cash Crop on Rainfed Area in Karanganyar Regency, Indonesia. Thesis. Supervisor 1 : Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. Supervisor 2 : Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P. Study Program of Agronomi, Graduated School, Sebelas Maret University, Surakarta Precipitation patterns have changed due to climate change, consequently lead to frequent short drought in Karanganyar Regency, Indonesia. Small farm reservoir (SFR) is one of the water harvesting methods on farm lands, and the harvested water can be used for supplemental irrigation (SI) during dry season. The purposes of the research are to determine the efficiency and sufficiency of irrigation water based on crop evapotranspiration (ETc); and crop water productivity (CWP) of cash crop (paddy, chili, sweet corn). CWP was calculated by dividing the actual crop production (kg/ha) by the total number of irrigation water (mm). The experiment included five treatments of irrigation levels ( and 100% ETc) with five replications. Data analysis used Fisher Test (Ftest) 5%, followed with Duncan Multiple Range Test 5%, when the F-test showed significant different. The results showed that water from SFR was estimated to be sufficient but inefficient due to water loss 1.9 higher than the total needs during two cropping seasons ( m 3 ). Supplemental irrigation did not affect the CWP, when rainfall was adequate. Key words : short drought, small farm reservoir, supplemental irrigation, crop evapotranspiration, crop water productivity xiii