TEKNIK PEMBERIAN AIR IRIGASI (IRRIGATION APPLICATION)

Transkripsi

1 TEKNIK PEMBERIAN AIR IRIGASI (IRRIGATION APPLICATION)

2 PENDAHULUAN (INTRODUCTION)

3 FUNGSI IRIGASI Fungsi utama: Memenuhi kebutuhan air tanaman Fungsi spesifik: 1. mengambil air dari sumber (diverting) 2. Membawa/mengalirkan air dari sumber ke lahan pertanian (conveying) 3. mendistribusikan air kepada tanaman (distributing) 4. mengatur dan mengukur aliran air (regulating and measuring)

4 MACAM IRIGASI Menurut sumber airnya: 1. Air permukaan : sungai, danau, waduk 2. Airtanah : akuifer Menurut cara pengambilan airnya: 1. Pengambilan gravitasi 2. Pompa

5 MACAM IRIGASI Menurut cara pengalirannya: 1. Saluran terbuka (open channel) 2. Jaringan pipa (pipe network) Menurut cara distribusi di lahan: 1. Irigasi permukaan 2. Irigasi curah 3. Irigasi tetes

6 IRIGASI PERMUKAAN (SURFACE IRRIGATION)

7 Proses Irigasi Permukaan Profil permukaan air d o q y o Profil infiltrasi

8 Fase-fase Pemberian Air waktu Fase resesi Fase deplesi Fase simpanan Fase awal Jarak sepanjang lahan Irigasi berakhir Mulai irigasi Proses tersebut dapat dimodelkan dengan model matematik, seperti hydrodinamic model, kinematic model

9 Persamaan Kontinyuitas (1) T (y/t) dt dx da y

10 Persamaan Kontinyuitas (2) Aliran unsteady Perubahan debit terhadap jarak: Q/x Perubahan kedalaman thd waktu: y/t Perubahan debit yang melalui ruang dalam waktu dt : (Q/x) dx dt Perubahan simpanan selama dt: T dx (y/t) = dx (A/t) dt

11 Persamaan Kontinyuitas (3) Air bersifat incompressible perubahan debit + perubahan simpanan = 0 0 dt t A dx dx dt x Q dt t y T dx dx dt x Q 0 t y T x Q 0 t A x Q Disederhanakan: atau

12 Persamaan Energi (1) dx v 2 /2g Garis percepatan Garis energi hf = Sf.dx ha v 2 /2g + d(v 2 /2g) y Permukaan air y + dy z dz Dasar saluran z + dz datum

13 Persamaan Energi (2) Kemiringan dasar saluran Kemiringan permukaan air Kemiringan garis energi Kemiringan garis percepatan Berat air : So : Sw : Sf : Sa : w

14 Persamaan Energi (3) percepatan : v/t percepatan untuk tiap satuan berat air adalah : (w/g)(v/t) gaya = massa x percepatan Kerja oleh percepatan sepanjang dx : (w/g)(v/t) dx kehilangan energi krn percepatan Dalam satuan berat air: ha 1 g v t dx

15 Persamaan Energi (4) Kehilangan energi krn gesekan: hf Sf. dx Sehingga persamaan Bernoulli: z y 2 v 2g z dz y dy 2 v 2g v d 2g 2 1 g v g dx Sf. dx Disederhanakan: dz dy v d 2g 2 1 g v t dx Sf. dx 0

16 Persamaan Energi (5) dibagi dx dan diubah ke diferensial parsial Atau Untuk kemiringan saluran So = - z/x maka Persamaan Saint Venant ( ) t v g g v x Sf x y z 0 1 t v g t v g v Sf x y x z Sf So t v g x v g v x y - 1

17 Kinerja Irigasi Permukaan Keseragaman (uniformity) Efisiensi aplikasi (application efficiency) Kecukupan (adequacy)

18 Keseragaman Keseragaman menunjukkan kemerataan distribusi air di lahan. Besarnya tergantung waktu infiltrasi di seluruh lahan Keseragaman besar bila slope besar, kekasaran hidrolik kecil, debit besar, atau laju infiltrasi kecil.

19 Keseragaman Di lapangan diukur dengan mengukur kedalaman infiltrasi di sepanjang lahan tiap jarak tertentu dan dihitung dengan keseragaman Christiansen CU 1 - d nx 100%

20 Efisiensi Aplikasi Efisiensi aplikasi adalah jumlah air yang digunakan oleh tanaman dibagi total air yang diberikan. Efisiensi aplikasi akan besar bila debit kecil, panjang lahan besar, kekasaran hidrolik besar, slope kecil, atau laju infiltrasi besar

21 Efisiensi Aplikasi Ea RZ 100% RZ D ( - ) fc 100 i - DP - RO Qt A

22 Kecukupan Kecukupan adalah banyaknya bagian lahan yang menerima air cukup untuk mempertahankan kuantitas dan kualitas produksi tanaman pada tingkat menguntungkan. Kecukupan seringkali didekati dengan efisiensi simpanan Es S S rz fc 100%

23 Contoh hubungan antar kinerja irigasi permukaan CU rendah Ea rendah Es tinggi CU tinggi Ea tinggi Es rendah CU tinggi Ea rendah Es tinggi

24 Beberapa Jenis Irigasi Permukaan

25 Irigasi Genangan/Sawah (Basin) siphon galengan saluran sawah

26 Irigasi Alur (Furrow)

27 Irigasi Alur (Furrow) alur alur Pola pembasahan

28 Irigasi Surjan

29 Irigasi Surjan Tabukan: Tanaman: palawija Ledokan Tanaman: padi

30 Irigasi Surjan RE ETc RO ETc P S P

31 IRIGASI CURAH (SPRINKLER)

32 Irigasi Curah Membentuk tetesan mirip hujan ke lahan Fungsi: memenuhi kebutuhan air tanaman mencegah pembekuan mengurangi erosi angin memberikan pupuk

33 Keuntungan Irigasi Curah pengukuran air lebih mudah tidak mengganggu pekerjaan pertanian dan hemat lahan efisiensi air tinggi investasi dengan mempertimbangkan kebutuhan jaringan distribusi luwes dan memungkinkan otomasi sehingga O&P lebih murah

34 Tanaman Kesesuaian Pemakaian Cocok hampir semua tanaman (pohon, semak, hamparan), dapat disiramkan di atas atau di bawah kanopi Tidak cocok untuk beberapa jenis sayuran yang mudah rusak karena tetesan air Kemiringan lahan Cocok untuk lahan datar maupun bergelombang Tanah Paling cocok untuk tanah pasiran, tapi cocok untuk ham Air irigasi Cocok untuk air yang bersih dan bebas sedimen

35 Komponen Irigasi Curah pompa mainline sumber lateral sprinkler Contoh untuk sprinkler tak bergerak

36 Tipe pemasangan sprinkler Portable Semi-portable Semipermanent Permanent Set-move Solid set

37 Tipe pencurah Impact sprinkler Gear-driven sprinkler Reaction sprinkler Fixed head sprinkler

38 Kinerja sprinkler Debit sprinkler Q n i1 KC i A i P xi i Jarak lemparan Pola distribusi Rata-rata aplikasi A k Q a A k Q LS Ukuran tetesan (droplets)

39 Pemilihan Sprinkler Kapasitas debit Tekanan operasi Lain-lain: Sudut nozzle, ukuran tetesan, jarak lemparan, dan pola aplikasi disesuaikan dengan angin, tanaman, dan sistem yang digunakan Sudut nozzle tergantung kecepatan angin dan tinggi tanaman Ukuran tetesan kecil cocok untuk tanah terbuka, tetesan besar cocok untuk daerah berangin

40 IRIGASI TETES (TRICKLE / DRIP)

41 Irigasi Tetes Definisi: suatu sistem untuk memasok air (dan pupuk) tersaring ke dalam tanah melalui suatu pemancar (emiter / dripper) Debit kecil dan konstan serta tekanan rendah. Air akan menyebar di tanah baik ke samping maupun ke bawah karena gaya kapiler dan gravitasi. Bentuk sebarannya tergantung jenis tanah, kelembaban, permeabilitas tanah, dan jenis tanaman

42 Tanaman Kesesuaian pemakaian Biasanya cocok untuk tanaman semak, pohon, dan menjalar Tanaman dengan nilai ekonomi tinggi Topografi Bisa dipakai di semua jenis slope Tanah Bisa dipakai di semua jenis tanah Air Harus menggunakan air yang bersih untuk mencegak mampet di emiter Air harus bebas sedimen, ganggang, endapan pupuk, dll.

43 Beberapa metode irigasi tetes Drip irrigation Subsurface irrigation Bubbler irrigation Spray irrigation

44 Keuntungan irigasi tetes Efisiensi sangat tinggi (evaporasi, tidak ada gerakan air di udara, tidak ada pembasahan daun, runoff, pengairan dibatasi di sekitar tanaman pokok) Respon tanaman lebih baik (produksi, kualitas, keseragaman) Tidak mengganggu aerasi tanah, dapat dipadu dengan unsur hara, tekanan rendah, tidak mengganggu keseimbangan kadar lengas Mengurangi perkembangan serangga, penyakit, dan jamur Penggaraman/pencucian garam efektif karena ada isolasi lokasi.

45 Keuntungan irigasi tetes Lahan tidak terganggu karena pengolahan tanah, siraman, dll. Meningkatkan drainasi permukaan. Perencanaan dan konstruksi murah bila penyumbatan tidak terjadi dan pemeliharaan emiter minimum. O&P murah. Bisa diletakkan di bawah mulsa plastik,bisa diterapkan di daerah bergelombang

46 Komponen Irigasi Tetes Sumber air Control head Sumber air Lateral Manifold valve Main line

47 HIDROPONIK (HYDROPINIC)

48 Pengertian Hidroponik: Hydro air, Ponos kerja Hidroponik: pengerjaan atau pengelolaan air sebagai media tumbuh tanaman dan tempat mengambil unsur hara yang diperlukan pada budidaya tanaman tanpa menggunakan tanah sebagai media tanam

49 Kelebihan Kebersihan lebih mudah dijaga Tidak ada masalah berat (pengolahan tanah dan gulma) Air dan pupuk sangat efisien, Tidak tergantung musim Kualitas produksi tinggi Produktivitas tanaman lebih tinggi Mudah diseleksi dan dikontrol Dapat diusahakan di lahan sempit

50 Macam-macam hidroponik Berdasarkan jenis media: 1. Hidroponik dengan kultur air Mengunakan larutan nutrisi sebagai medianya. Contoh: Nutrient Film Technique (NFT) dan Floating Hydroponic System (FHS) 2. Hidroponik substrat Menggunakan media tanam berupa bahan porus selain tanah. Contoh media tanam: pasir, potongan kayu, serbuk kayu, arang kayu, sabut kelapa, batang pakis, dan arang sekam.

51 Macam-macam hidroponik Berdasarkan cara pemberian larutan nutrisi: 1. sistem sirkulasi 2. sistem non-sirkulasi

52 Nutrient Film Technique (NFT) NFT: metode budidaya tanaman di mana akar tanaman tumbuh pada lapisan nutrisi yang dangkal dan tersirkulasi yang memungkinkan tanaman memperoleh, air, nutrisi, dan oksigen secara cukup Mesin pendingi n Timer Tangki larutan nutrisi Pompa

53 Nutrient Film Technique (NFT) Syarat-syarat: 1. kemiringan talang seragam 2. kecepatan aliran tidak boleh terlalu tinggi 3. lebar talang harus memadai 4. dasar talang harus rata 5. larutan nutrisi disirkulasikan secara berkala Kekurangan: 1. Butuh supplai listrik terus menerus 2. Bila terjadi infeksi penyakit terhadap satu tanaman, maka seluruh tanaman akan tertular dalam waktu singkat. 3. Butuh investasi awal besar

54 Floating Hydroponic System (FHS) FHS: budidaya tanaman dengan cara menancapkan tanaman pada lubang styrofoam yang mengapung pada larutan nutrisi dalam suatu bak atau kolam sehingga akar tanaman terendam dan dapat menyerap larutan nutrisi

55 Floating Hydroponic System (FHS) Larutan nutrisi tidak disirkulasi (tetap pada wadah Fluktuasi suhu larutan nutrisi lebih rendah Tanaman Mulsa Larutan nutrisi Tanah Styrofoam Lantai kolam

56 Hidroponik substrat Hidroponik substrat: metode budidaya tanaman dimana akar tanaman tumbuh pada media porus selain tanah yang dialiri larutan nutrisi sehingga memungkinkan tanaman memperoleh air, nutrisi, dan oksigen secara cukup

57 Hidroponik substrat karakteristik media tanam: dapat menyerap dan menghantarkan air tidak mempengaruhi ph air tidak berubah warna tidak mudah lapuk Macam media tanam Anorganik Organik Cara pemberian larutan nutrisi: irigasi tetes, pasang surut

58 Sistem Pasang Surut (ebb and flow) Tanaman ditanam di dalam pot dan diletakkan dalam suatu bak. Bak digenangi dan dikeringkan dengan larutan nutrisi secara bergantiansehingga komposisi larutan nutrisi dan oksigen seimbang Cara penggenangan dan pengeringan: Manual Otomatis dengan pengatur waktu (timer) Otomatis maupun sensor kadar lengas

59 Sistem Pasang Surut Tanaman dalam pot Timer Bak pasang surut Pompa Tanki larutan nutrisi

60 Aeroponik Aeroponik: cara bercocok tanam dimana akar tanaman tergantung di udara dan disemprot dengan larutan nutrisi secara terus menerus Plastik penutup Tanaman Styrofoam Lubang drainase Sprinkler

61 Rumah kaca (green house) Tanaman hidroponik biasanya dibudidayakan dalam greenhouse atau rumah kaca Fungsi rumah kaca di daerah tropis: melindungi tanaman dari curah hujan langsung dan dari serangan hama Rumah kaca daerah tropis harus memperhatikan ventilasi yang baik agar temperatur tidak terlalu tinggi Pendinginan rumah kaca: Evaporative cooling misting Zone cooling

62 Aspek irigasi dalam hidroponik Fungsi irigasi dalam hidroponik: Memenuhi kebutuhan air tanaman Memberikan nutrisi bagi tanaman Efisiensi harus diperhatikan Kualitas air harus diperhatikan terutama untuk sistem sirkulasi Frekuensi penyiraman pada hidroponik substrat harus tepat