PETUNJUK PRAKTIKUM PENGELOLAAN AIR UNTUK PERTANIAN Oleh: Laboratorium Agronomi dan Hortikultura UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO 2016
ACARA 1 KUALITAS AIR Air irigasi yang baik adalah air yang dapat memenuhi segala fungsi air (6 hal), tanpa menimbulkan eferk samping yang dapat mengganggu pertumbuhan tanaman dan merusak struktur serta kesuburan tanah. Kualitas air untuk irigasi pertanian dapat dilihat dari berbagai parameter kualitas air diantaranya adalah : 1. Salinitas : kandungan garam dalam air yang dapat mempengaruhi potensial osmotis dan pertumbuhan tanaman. Salinitas air irigasi dinyatakan dalam jumlah kandungan garam terlarut (tingkat salinitas air irigasi berbeda-beda, ada yang rendah, sedang, tinggi dan sangat tinggi) 2. Sodivitas : kandungan sodium dalam air yang dapat menimbulkan efek berracun bagi tanaman. 3. Toksisitas : kandungan ion yang spesifik yang dapat menimbulkan gangguan pada tanaman selain cadmium (boron, Chlor dan beberapa logam berat). Selain itu, kualitas air untuk irigasi dapat ditentukan berdasarkan pada: 1. Warna: jernih dan tidak berwarna 2. Tingkat kekeruhan: air yang baik tidak keruh 3. Bau: yang baik tidak berbau 4. Temperatur pada suhu 20 0 C 5. DHL (Daya Hantar Listrik) 6. Kandungan Na, Mg, Cl, SO 4 2- Disamping itu air yang digunakan untuk tanaman harus mempunyai komposisi kimia antara lain: 1. Total konsentrasi bahan terlarut 2. Kandungan ion dalam air 3. Boron 4. ph ( yang baik 6-8)
5. SAR ( Sodium adsorption ratio) Tujuan praktikum Setelah praktikum ini mahasiswa diharapkan dapat memahami dan mengetahui kualitas air untuk irigasi pertanian serta mampu mengukur dan menentukan parameter-parameter kualitas air untuk irigasi. Alat dan bahan 1. Ember 2. Erlenmeyer 3. Gelas ukur 4. Corong 5. ph paper 6. TDS meter 7. DO meter 8. EC meter 9. Turbidimeter 10. Kertas Saring 11. Aquades 12. Air irigasi Prosedur Kerja 1. Persiapan Contoh Contoh air irigasi diambil dari lapangan sebelum dianalisis terlebih dahulu diperiksa label dan nomor. Diulang sebanyak 3 kali dan masing-masing disiapkan untuk dianalisis menggunakan DO meter, EC meter, Turbidimeter, TDS meter, dan ph paper. 2. Penetapan Kadar Lumpur
Peralatan yang dibutuhkan antara lain erlenmeyer, gelas ukur, kertas saring berlipat, corong berdiameter 15 cm, erlemeyer, dan oven. Pereaksi yang dibutuhkan adalah aquades. Cara kerja : Kertas saring berlipat yang sudah diketahui bobotnya (A mg) disimpan diatas corong yang beralas erlenmeyer. Gelas ukur yang berisi air irigasi sebanyak 250 ml disaring diatas kertas saring sampai habis. Kemudian kertas saring dipanaskan pada suhu 105 0 C selama 1-3 jam. Selanjutnya, kertas saring yang berisi lumpur ditimbang (B mg). Kadar lumpur ditetapkan dengan rumus berikut ini : Kadar lumpur (mg/l) = (B A) x 1000 ml / (ml contoh) yang disaring. Dimana : A = berat kertas saring kosong (mg) B = berat kertas saring+lumpur kering 1000 = faktor dari ml ke l. 3. Penetapan daya hantar listrik Peralatan yang dibutuhkan antara lain EC meter, erlemeyer 100 ml, tissue. Pereaksi yang digunakan antara lain aquades. Cara Kerja : Alat EC meter dinyalakan, elektrode dicuci dengan aquades lalu keringkan dengan tisue. Alat dikalibrasi dengan memasukkan elektrode ke dalam larutan baku NaCL. Tepatkan pembacaan alat menjadi 1.413 µs cm -1. Setelah kalibrasi selesai elektroda dikeringkan. Masukkan elektrode ke dalam contoh yang akan diukur (kira-kira 50 ml) dan baca setelah angka mantap. Setiap akan mengukur contoh elektrode dicuci dan dikeringkan dengan tisu. Setelah selesai elektrode dicuci dengan aquades dan dilap sampai kering. Alat dimatikan. 4. Penetapan kandungan terlarut
Peralatan yang dibutuhkan antara lain TDS meter, erlemeyer 100 ml, tissue. Pereaksi yang digunakan antara lain aquades. Cara Kerja : Alat TDS meter dinyalakan, elektrode dicuci dengan aquades lalu keringkan dengan tisue. Masukkan elektrode ke dalam contoh yang akan diukur (kira-kira 50 ml) dan baca setelah angka mantap. Setiap akan mengukur contoh elektrode dicuci dan dikeringkan dengan tisu. Setelah selesai elektrode dicuci dengan aquades dan dilap sampai kering. Alat dimatikan. 5. Penetapan kadar oksigen Peralatan yang dibutuhkan antara lain DO meter, erlemeyer 100 ml, tissue. Pereaksi yang digunakan antara lain aquades. Cara Kerja : Alat DO meter dinyalakan, elektrode dicuci dengan aquades lalu keringkan dengan tisue. Masukkan elektrode ke dalam contoh yang akan diukur (kira-kira 50 ml) dan baca setelah angka mantap. Setiap akan mengukur contoh elektrode dicuci dan dikeringkan dengan tisu. Setelah selesai elektrode dicuci dengan aquades dan dilap sampai kering. Alat dimatikan. 6. Penetapan tingkat kejenuhan air Peralatan yang dibutuhkan antara lain Turbidimeter, erlenmeyer 100 ml, tissue. Pereaksi yang digunakan antara lain aquades. Cara Kerja : Contoh air dimasukkan dalam tabung turbidi. Kemudian alat dinyalakan. Tunggu ready berkedip 10 kali kemudian dicatat nilai yang keluar. Alat dimatikan.setelah selesai tabung turbidi dicuci dengan aquades dan dilap sampai kering.
ACARA II PENGELOLAAN AIR PADA LAHAN SAWAH Kedalaman air pada petakan sawah sangat menentukan pertumbuhan dan produksi tanaman padi sawah. Oleh karena itu, dalam budidaya padi sawah perlu diatur kedalaman air irigasi pada petakan sawah dengan tepat dan sesuai dengan stadia pertumbuhan tanaman padi. Pemberian air pada tanaman padi sawah dilakukan dengan cara penggenangan secara terus menerus yaitu tanaman padi diberi air dan dibiarkan tergenang mulai beberapa hari setelah tanam sampai beberapa hari sebelum panen. Penggenangan dapat dilakukan pada kedalaman air 2,5 5 cm (dangkal), 5-7,5cm (sedang), 7,5-15cm (dalam). Penggenangan pada petakan sawah dilakukan dengan beberapa pertimbangan: 1. Penggenangan secara terus menerus dan diselingi penyusutan pada waktu pemupukan akan memberikan hasil yang baik. 2. Menghemat tenaga untuk pengolahan tanah 3. Dapat menekan pertumbuhan gulma Keadaan air pada petakan sawah ini sangat menetukan pertumbuhan dan tingkat produksi bukan cara pemberiannya. Dalam atau dangkalnya penggenangan air pada petakan sawah sangat menentukan tingkat produksi. Adapun cara mengatur kedalaman air pada petakan sawah dilakukan dengan mengatur lubang pemaasukan air dan pengeluaran air Tujuan praktikum Setelah praktikum ini mahasiswa diharapkan dapat memahami dan mengatur kondisi air dalam petakan sawah yang tepat sesuai dengan fase pertumbuhan tanaman padi.
Alat dan bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini meliputi penggaris dan alat tulis, pancong, dan petakan sawah dengan tanaman padi ada berbagai stadia pertumbuhan tanaman. Prosedur kerja 1. Pertanaman padi sawah ditentukan berdasarkan stadia pertumbuhannya, yaitu stadia anakan aktif, vegetatif maksimum, berbunga, pengisian gabah, dan menjelang panen. 2. Kedalaman air pada petakan sawah diukur pada beberapa titik pengamatan.
ACARA III DEBIT AIR SALURAN IRIGASI Debit air merupakan jumlah air yang mengalir pada sungai atau saluran per satuan waktu (m3/dt atau l/dt). Pengukuran debit air sangat penting untuk dasar perhitungan dalam perencanaan dimensi dan kekuatan waduk, kekuatan jaringan irigasi (bangunan dan saluran), serta bangunan pengendali banjir. Sungai merupakan sumber air utama untuk kepentingan pertanian. Oleh karena itu sebelum dikembangkan menjadi sumber air irigasi harus dilakukan penyelidikan terlebih dahulu guna memperoleh data tentang kuantitas dalam penyediaan air serta kualitas airnya. Pada umumnya debit air sungai sangat tergantung pada musim dan lokasinya. Kenyataannya untuk mendapatkan data debit aliran sungai pada banyak daerah aliran sugai datanya sering tidak lengkap. Ketersediaan data debit aliran sungai jangka panjang dilokasi bangunan pengambilan sangat diperlukan untuk keperluan perencanaan pengembangan air irigasi. Dikarenakan fungsi bangunan pengambilan air tersebut untuk mensuplai kebutuhan air sepanjang musim, sehingga untuk mendapatkan kesinambungan persediaan air sesuai perencanaan diperlukan perhitungan debit andalan untuk mengetahui besarnya debit yang tersedia sepanjang tahun baik musim kemarau maupun penghujan. Berkaitan dengan hal tersebut, dalam penyaluran air dari pintu pengambilan sampai ke petak sawah perlu dierhitungkan debit air yang dialirkan sesuai dengan kebutuhan dan stadia pertumbuhan tanaman. Berbagai macam cara perhitungan debit sudah dikembang baik yang sederhana maupun dengan menggunakan sekat pengukur. Tujuan Praktikum Setelah praktikum ini mahasiswa diharapkan dapat memahami dan mengukur debit air pada jaringan irigasi
Alat dan Bahan Peralatan yang dibutuhkan dalam praktikum ini antara lain rollmeter, stopwatch, pelampung, sekat ukur jenis romijn dan sorong serta alat tulis Prosedur Kerja 1. Pengukuran debit dengan pelampung. Pengukuran dengan pelampung, didasarkan pada : Φ = c. V. A Dimana Φ : Debit air ( m 3 /s atau l/s ) c : Koefisien pelampung (0,6) V : Kecepatan aliran air rata-rata ( m/s ) A : Luas penampang ( m 2 ) a. Pengkuran kecepatan aliran Cara perhitungan dengan pelampung sangat sederhana dan memberikan hasil pengukuran yang kurang teliti. Metode ini berdasarkan dari pencatatan waktu dengan menggunakan pelampung untuk menempuh jarak tertentu (D) kemudian kecepatan aliran (V) dihitung berdasarkan rumus : V = Cara pengukuran : Menentukan lokasi pengukuran yaitu : - Memiliki aliran yang seragam, kedua tebing sisinya lurus sepanjang 50 100 m atau minimal 10 kali lebar sungai/saluran
- Daerah pengukuran terlindung dari angin - Memasang tada batas pengukuran - Dilakukan berulang-ulang - Melepaskan pelampung - Faktor koreksi 0.8 0.9 b. Pengukuran luas penampang basah Pada saluran irigasi bentuk penampang antara lain dasar lancip, dasar parabola, dan dasar trapesium. Untuk luas penampang dihitung dengan rumus berikut : A = c x B x h Dimana A : luas penampang B : lebar sungai h : kedalaman sungai c : koefisien penampang Lebar sungai dibagi dalam beberapa bagian d1, d2, d3, d4 dst. Kedalaman diukur pada beberapa bagian sungai h1, h2, h3, h4 dst Luas penampang A1 = d1 x h1 Q1 = A1 x V1 Kemudian dirata-ratakan 2.Pengukuran Debit dengan Sekat Ukur. a. Sekat Ukur Tipe Cipoletti 1 : 4 Alat ini berambang tajam dengan bentuk trapesium dengan kemiringan sisinya
Debit air duhitung dengan rumus : Q = 0.0186bh 3/ 2 dimana Q : debit (m3/dt) b : lebar bibir ambang (cm) h : tinggi muka air Dalam praktek cukup menggunakan tabel yang disusun berdasar rumus, bila lebar bibir ambang (b) diketahui dan tinggi muka air (h) dapat dibaca pada sekat di lapang b. Sekat ukur Romijn Alat ini bekerja berdasarkan pengaliran air lewat ambang yang dapat digerakkan naik-turun sehingga punya fungsi sebagai alat pengukur debit dan alat penutup (pintu). Debit air diukur dengan rumus : Q : 1.71bh 3/ 2 Dimana Q : debit saluran (l/dt)
b : lebar ambang (m) h : tinggi muka air (cm)
ACARA IV KAPASITAS LENGAS LAPANG Kapasitas lengas lapang adalah jumlah air maksimum yang tertinggal setelah air permukaan dan air bebas pada pori makro yang hilang dari tanah akibat gaya berat. Berarti kapasitas lapang memperhatikan kondisi fisik dari tanah dan mempunyai arti penting dalam pertanian. Oleh karena itu tanaman yang ditanam pada tanah kondisi kapasitas lapang akan memberikan hasil yang baik. Jumlah air yang bermanfaat bagi tanaman mempunyai kisaran batas tertentu. Pada tanah yang kelebihan air atau kekurangan air merupakan salah satu faktor pembatas bagi pertumbuhan tanaman, bahkan kekurangan udara pada tanah yang tergenang dapat menyebabkan kerusakan tanaman. Kandungan air dari tanah dapat pula dinyatakan dengan ketersediaan air bagi tanaman. Jumlah total air tanah yang ada tidaklah sepenting ketersediaannya bagi tanaman. Air tersedia pada kebanyakan tanaman budidaya adalah tingkatan air yang berada antara titik layu permanen dan kapasitas lapang. Air ini disebut air kapiler. Kondisi kapasitas lapang dapat diukur berdasarkan kadar airnya. Kadar air tanah adalah jumlah air yang terdapat dalam massa tanah dan dinyatakan dalam persen terhadap tanah kering. Kadar air tanah juga dapat 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. Kadar air pada kondisi kapasitas lapang untuk setiap jenis tanaman berbeda tergantung dari jenis tanamannya. Tujuan Praktikum Setelah praktikum ini mahasiswa diharapkan dapat memahami dan mengukur kapasitas lengas lapang beberapa jenis tanah. Alat dan Bahan - Media tanam (ada beberapa jenis) - Polibag
- Oven - Timbangan elektrik - Cawan - Solet - Prosedur Kerja Contoh tanah kering udara yang diambil dari lapisan olah (kedalaman 20 cm), ditimbang dan diperoleh bobot tanah kering udara (BKU) kira-kira sebanyak 10 gram. Contoh tanah tersebut selanjutnya dioven pada suhu 105 C selama 24 jam, lalu ditimbang kembali sehingga diperoleh bobot tanah kering oven (BKO). Selisih bobot tanah kering udara dengan bobot tanah kering oven adalah bobot air pada contoh tanah kering udara. Sejumlah contoh tanah tersebut dimasukkan dalam pot, lalu disiram dengan air (150 ml) agar kadar lengas sekitar kapasitas lapangan yaitu dengan dibiarkan selam 48 jam. Pot ditutup dengan plastik agar air tidak menguap, tetapi sedikit diberi lubang agar air meresap ke bawah oleh pengaruh gravitasi seperti keadaan di lapangan. Setelah 48 jam, contoh tanah diambil dari pot lalu ditimbang dan diperoleh bobot tanah kapasitas lapangna (BKL). Contoh tanah tersebut selanjutnya dioven pada suhu 105 C selam 24 jam, lalu ditimbang kembeli sehingga diperoleh bobot tanah kering oven (BKO). Nilai-nilai BKU, BKL dan BKO yang sudah diketahui selanjutnya dapat untuk menghitung nilai kapasitas lengas lapangan dan jumlah air yang harus ditambahkan dalam pot agar kondisinya sekitar kapasitas lapangan. Perhitungan kapasitas lengas lapangan sebagai berikut. BKU : bobot tanah kering udara (g) BKL : bobot tanah kapasitas lapangan (g) BKO : bobot tanah kering oven (g) Rasio BKU/BKO = A, Rasio BKL/BKO = B dan Rasio BKL/BKU = C Kapasitas lengas lapangan = BKL/BKU = B x 1/A = C
Dengan mengetahui besarnya nilai C, maka jumlah air yang harus ditambahkan dapat dihitung. Misalnya bobot tanah per pot (BKU) = 8 kg (8000 g), bobot pot = 50 g, bobot segar tanaman 50 g nilai C tanah tersebut = 1,2 maka kapasitas lapang diperoleh dengan menambahkan air ke dalam pot sampai bobot keseluruhan: (1,2 x 8000 g) + (50 + 50) g = 9700 g. Jumlah air yang harus ditambahkan = 9700-8000-(50 + 50) = 1600 g. Jumlah air yang harus ditambahkan pada perlakuan air tersedia 75% dan 50% kapasitas lapangan, berturut-turut sebanyak 1200 g dan 800 g, maka penambahan air ke dalam pot sampai bobot keseluruhan masing-masing 9300 g dan 8900 g.
ACARA V EVAPORASI DAN TRANSPIRASI Air merupakan bagian dari semua sel, jumlahnya bervariasi tergantung dari jaringannya (tersebar dan terbagi 20 sampai 95 persen). Air merupakan sistem pelarut dari sel dan memberikan suatu medium dari sel dan juga sebagai media pelarut unsurunsur hara dalam tanah. Air dapat mempertahankan turgor sel yang sangat penting dalam peristiwa transpirasi dan pertumbuhan tanaman. Disamping itu, air diperlukan sebagai untuk pembentukan persenyawaan baru. Air bagi tanaman berada dalam suatu keadaan yang sinambung. Kehilangan air dapat menyebabkan terhentinya pertumbuhan dan defisiensi secara terus-menerus menyebabkan perubahan-perubahan dalam tanaman yang bersifat tidak dapat balik dan mengakibatkan kematian. Hal ini, dapat terjadi sangat cepat dalam keadaan panas dan sering bagi tanaman-tanaman yang karakternya tidak dapat untuk mencegah kehilangan air. Sebaliknya air berlebihan umumnya berupa air bebas yang berada pada kelembaban tanah lebih dari kapasitas lapang. Air ini tidak berguna bagi tumbuhan karena berpengaruh buruk antara lain mengakibatkan keadaan aerasi buruk bagi pertumbuhan, pengendapan hara ke lapisan tanah yang lebih dalam dan mengakibatkan kematian tanaman karena kekurangan udara di dalam tanah. Kebutuhan air bagi tanaman adalah hilangnya air pada tanah akibat evaporasi, transpirasi dan perkolasi. Kebutuhan air bagi tanaman dinyatakan sebagai jumlah satuan air yang diisap per satuan berat kering tanaman, 50 persennya untuk pembentukan bahan kering dan kebutuhannya berbeda untuk setiap jenis tanaman. Transpirasi merupakan kehilangan air berupa uap air yang keluar tubuh tanaman, sedangkan evaporasi adalah kehilangan air berbentuk gas yang keluar dari permukaan tanah. Oleh karena itu transpirasi adalah peristiwa evaporasi dari permukaan tumbuhan. Faktor-faktor yang mempengaruhi evaporasi juga berpengaruh terhadap transpirasi. Kenyataan di lapang kedua proses tersebut terjadi secara bersama-sama dan disebut sebagai evapotranspirasi.
Manfaat Transpirasi yaitu : 1. Pengangkutan mineral-mineral dan air melalui xylem dan larutan bergerak melalui jaringan phloem dari organ pengasimilasi ke organ pengguna. 2. Meningkatkan turgor optimum sel. 3. Meningkatkan proses penyerapan air dan hara serta pertukaran energi. Tujuan Praktikum Mahasiswa mampu mengetahui dan memahami tentang evaporasi dan transpirasi. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain polibag, timbangan, media tanam, benih jagung, air. Prosedur kerja 1. Siapkan polibag yang berisi media dengan media antara lain media pasir saja, media tanah saja, media tanah+bahan organik, media tanah+pasir. 2. Tanam benih tanaman jagung pada setiap polibag. 3. Setelah tanaman berumur tiga minggu lakukan penimbangan (sebelumnya disiram dulu dengan air sampai kapsitas lapang) pada pot/polibag tersebut. 4. Letakkan seluruh polibag pada kondisi lingkungan yang terbuka dan mendapat panas langsung dari matahari. 5. Setelah 24 jam lakukan penimbangan terhadap semua polibag tersebut, selisih antara penimbangan I dengan penimbangan II merupakan banyaknya air yang hilang karena proses evapotranspirasi. 6. Untuk mengetahui banyaknya air yang hilang karena proses transpirasi bandingkan dengan polibag yang tidak ditanami. 7. Lakukan pembahasan dengan membandingkan transpirasi yang dilakukan tanaman pada berbagai jenis tanah.