Suhu, Tekanan, Kelembaban Udara dan Pengaruhnya terhadap Tanaman

TIM DOSEN PENGAMPU MK AGROKLIMATOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN UNSOED 2014

Penulis: Dr.Ir. Ismangil, MS.

Editor: Purwandaru Widyasunu

A. SUHU UDARA

Definisi (pengertian) Apa yang dimaksud suhu dan apa bedanya dgn. panas? -Suhu (udara) adalah derajat panas suatu benda (udara) yang diukur dengan termometer (C,R, F, K). Contoh 15oC -Panas adalah energi kenetik yang dimiliki oleh suatu benda (udara) -Suhu merupakan energi kenetik rata-rata gerakan mole- kul Ek = ½ mv2 = 3/2 NkT -Suhu gambaran umum keadaan energi suatu benda Dari mana asal panas (energi kinetik) udara itu? Dari radiasi permukaan bumi sesudah permukaan bumi menerima radiasi matahari.

Suhu derajat panas, maka suhu terbentuk oleh panas (kalor)

Sumber panas di udara (atmodfer) adalah radiasi gelombang panjang yang dapat dibangkitkan dari: 1. radiasi bumi setelah menerima radiasi matahari 2. radiasi matahari 3. panas bumi bengkahan bumi atau kegiatan

kegunungapian (volkanisme)

Suhu tanah adalah derajat panas pergerakan molekul-molekul tnh.

Dari manakah sumber panas tanah? --

Agihan suhu tanah

Makin tinggi tempat suhu udara makin menurun.

Makin dalam tanah suhu tanah juga menurun.

Pengukuran suhu tanah pada 0, 10, 20, 50, dan 100 cm

Suhu tanah yang ekstrim mempengaruhi:

-perkecambahan biji

-penyerapan hara dan air

-kecepatan pertumbuhan tanaman

-perkembangan penyakit tanaman dlm. tanah.

INGAT: Panas yang dikandung dalam benda tergantung pada: 1. kegiatan molekul rata-rata dalam satu benda 2. masa benda tetap, 3. susunan benda maka kandungan panas suatu benda ditentukan oleh aktivitas molekul atau SUHU Peningkatan suhu suatu benda dibutuhkan panas. Untuk meningkatkan suhu tergantung pada panas jenis benda. Panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu benda 1o C dari 1 gram air disebut 1 gram kalori, sedangkan panas jenis adalah jumlah panas (kalori) yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1o C, 1 gram bahan. Panas jenis air = 1,0 cal/g/oC, Udara = 0,25 cal/g/oC, Uap air = o,50 cal/g/oC, Air: 1,0 cal/g/oC 5 x Tanah kering : 0,2 cal/g/o

PENGUKURAN SUHU UDARA : Suhu udara minimum dan maksimum Alat pengukur suhu udara adalah termometer yang dipasang dalam sangkar meteorologi. termometer udara maksimum (air raksa) termometer udara minimum (alkohol)

Penyebaran suhu di permukaan bumi ditentukan oleh: 1. Jumlah radiasi yang diterima per hari, per musim, per tahun (lihat pada radiasi mthr)

2. Pengaruh daratan dan lautan

Perbandingan daratan dan lautan menentukan neraca panas

3. Pengaruh tinggi tempat Makin tinggi tempat suhu makin menurun Braak (1929), t = (26,3 – 0,61 x h)o C, h dalam m

4. Pengaruh aspek (lereng) Lereng yang menghadap mthr. nyata menerima radiasi

mthr.

5. Pengaruh panas laten

6. Pengaruh angin Adveksi memindahkan panas

Pengaruh suhu udara terhadap pertumbuhan melalui: 1. Fotosintesis CO2 + H2O ==== C11H22O11 + O2 (dalam khloroplas) PAR = Photosyntetically active radiatio, 400-700 nm 2. Respirasi C11H22O11 + O2 ==== CO2 + H2O Kedua proses ini adalah reaksi enzimatis, maka ia

dipengaruhi oleh suhu udara. Ada batas suhu udara tertinggi dan terrendah serta suhu optimum. Batas-batas ini disebut suhu kardinal.

Contoh tanaman Sorgum mempunyai: suhu min 15o C, suhu maksimum 45-50o C, dan suhu udara optimum 31-37o C.

Keadaan suhu udara untuk evaluasi kesesuaian lahan

Untuk evaluasi lahan atau mencari lokasi untuk tanaman, suhu udara yang digunakan adalah suhu rata-rata tahunan. Dalam evaluasi kesesuaian lahan tidak berdasarkan suhu kardinal tersebut, tetapi berdasarkan pembatas pertumbuhan, maka dibuat kisaran suhu yang termasuk dalam S1 (sangat sesuai), S2 (cukup sesuai), S3 (sesuai marginal), dan N (tidak sesuai). Tanaman S1 S2 S3 N

----------------- (oC ) -------------------

Padi 24-29 22-24 29-32

18-22 32-35

<22 >35

Jagung 20-26 26-30 16-30 30-32

< 16 > 32

Sorgum 25-27 27-30 18-25

30-35 15-18

> 35 < 15

Kacang hijau 12-24 24-27 10-12

27-30 8-10

> 30 < 8

Tanaman S1 S2 S3 N

--------------------- (oC ) -----------------------

Talas 25-32 >32 22-25

20-22 < 20

Ubi Kayu 22-28 20-30 28-30

18-20 30-35

< 18 >35

Durian 25-28 28-32 22-25

32-35 20-22

>35 <20

Kedele 23-25 20-23 25-28

18-20 28-32

< 18 >32

Kentang 16-18 14-16 18-20

12-14 20-23

< 12 >32

Mangga 22-28 28-34 18-32

34-40 15-18

< 15 > 40

Rambutan 25-28 28-32 22-25

32-35 20-22

< 20 >35

Sirkaya 18-25 25-30 15-18

30-35 10-15

>35 <10

Kegiatan serangga dipengaruhi oleh suhu udara. Setiap serangga mempunyai zona suhu toleran tertentu.

SUHU Kondisi

40 – 50 C Mati

- 20 – 40 C Zone toleransi

< - 20 C Mati atau dorman

Pertumbuhan tanaman akan normal bila reaksi-reaksi biokimia dalam tanaman baik. Pengendali reaksi tsb. adalah suhu

Sel mati <--------- aktivitas enzim turun, perkembangan tanaman terganggu tetapi tidak jelas -Protein lepas -Enzim tak fungsi -Tanaman menumpuk racun -Evapotranspirasi berlebih Pada suhu dingin (frost=jalad) embun upas enzim denaturasi Suhu rendah, tetapi masih di atas titik beku air mengurangi pertambahan luas daun mengurangi pembesaran daun menurunkan respirasi menghambat penyebaran fotosintat mempercepat pembungaan dan pembuahan,

terutama pada suhu udara malam yang rendah

Suhu rendah Suhu optimum > 35 C

Pengolahan tanah;

Pengolahan tanah menggemburkan tanah aliran panas dihambat karena kapilaritasnya terputus tanah lapisan atas berfungsi sebagai mulsa.

Pengolahan tanah menggemburkan tanah permukaan tanah terbuka luas, maka evaporasi meningkat shg. Tanah kering

Tanah diolah/dikecrik/digaru/diluku

Faktor luar Relief Faktor dalam

Radiasi matahari Lereng (aspek) Tekstur tanah

keawanan Kemiringan lahan Kadar air tanah

Curah hujan Permukaan air tanah Kandungan BOT

suhu udara Vegetasi Warna tanah

Angin Struktur tanah

Kelembaban udara

B. Kelembaban udara

Definisi Kelembaban Udara adalah kandungan uap air di udara Macam kelembaban udara Kelembaban mutlak adalah kandungan air/satuan volume atau masa uap air/volume atau tekanan uap air/volume (g/m3). Kel. Nisbi adalah perbandingan antara jumlah uap air yang

ada di udara (aktual) dan jumlah maksimum uap air yang dikandung (keadaan jenuh) pada suhu dan tekanan ttt.

KN = {ea/es} x 100 %. Defisit tekanan uap = (es-ea). Bila defisit besar? Bila defist kecil? Kelembaban spesifik adalah perbandingan antara masa

uap air yang ada di udara dan satuan masa udara Contoh 1000 gr udara berisi 12 g uap air.

Karakteristik Kelemban Nisbi ….

Bila suhu udara meningkat, maka kapasitas memegang uap air meningkat, maka K N menurun

es = 6,1078 e(17,239t/(t+237,3) mb

air meningkat, n

KN tinggi = lembab KN rendah = kering

suhu

Kap. M

em

egang u

apair

Suhu (oC) Cap. (g/m3)

0 5 10 15 20 25 30 35

4,480 6,797 9,407 12,832 17,300 23,049 30,371 39,599

40 51,117

Sebaran menurut waktu

Kap udara memegang uap air makin tinggi bila suhu mening-kat, maka ea yang tetap antara siang dan malam menyebab-kan KN (kelembaban nisbi) pada siang hari > pada malam hari.

Sebaran secara menurut tempat

KN = {ea/es} x 100 %, ea tgt pada: suhu, ketrsediaan air,

dan energi penguapan

contoh di Pontianak banyak air dan suhu hangat, maka penguapan besar, KN tinggi dan KM besar.

Baturaden suhu rendah, maka kap. megang air rendah, KN tinggi.

Secara makro KN umumnya tinggi pada pusat tek rendah (suhu tinggi) berkaitan dengan naiknya udara lembab yang merupakan syarat terbentuknya awan dan hujan

Pengukuran KN

Alat pengukur KN Udara adalah higrometer atau psikhrometer. Satuannya %.

Prinsip higrometer adanya uap air diudara dapat menambah panjang dan masa benda yang dapat memegang air.

bahan ini adalah rambut

bahan ini adalah silika gel

Psikhrometer menggunakan prinsip termodinamika, terdiri atas dua buah termometer yang berbeda tekanan uapnya, yaitu t-bola basah dan t-bola kering.

t-bk menunjukkan suhu udara

t-bb menunjukkan ruangan lembab dengan KN 100 %.

Pertambahan kelembaban dari keadaan sebenarnya menjadi 100 % disebabkan oleh penambahan uap airyang berada pada kain pembasah termometer.

Pengaruh KN udara terhadap tanaman

Kelembaban udara akan berpengaruh lansung pada

transpirasi tanaman.

Transpirasi adalah hilangnya air (uap air) dari tanah

melalui tubuh tanaman ke ruangan sekelilingnya dan

berusaha menjenuhi ruangan.

Transpirasi terjadi melalui (pada) stomata (mul. daun)

dan membutuhkan energi. Stomata membuka bila ada

intensitas RM yang cukup di siang hari. Malam hari??

Tidak ada transpirasi.

Faktor berlangsungnya transpirasi: stomata membuka,

panas, kec. angin, KELEMBABAN UDARA, dan radiasi

mthr.

Kelembaban jenuh transpirasi menurun berhenti

Kelembaban belum jenuh transpirasi lancar.

C. Tekanan Udara

Definisi dan pembangkitan tekanan udara

Tek. Udara adalah gaya berat kolom udara dari permukaan tanah/air sampai puncak atmosfer yang bekerja dalam satuan luas.

P = W/A W= mxg, m = ρV, dan V = Axh

P = mxg/A = ρxAxhxg/A = ρxhxg.

karena h makin ke atas tekanan makin kecil,

maka diberi tanda (-)

P = - ρ.h.g

Tek Udara terbentuk oleh kerapatan, gravitasi

bumi, dan ketebalan udara.

Bila dilihat faktor-faktornya Tek. Udara ditentukan

oleh kerapatan, volume kolom udara, luas penampang

yang dikenai gaya berat udara

A

m

h

Tipe sistem Tekanan Udara

Sistem Tek. udara bervariasi dalam ukuran dan lamanya

Tipe Sistem Tek. Udara yang penting adalah:

a. Tek udara rendah (siklon) = depresi = low.

Siklon adalah daerah-daerah yang mempunyai tekanan udara lebih rendah dari daerah sekelilingnya. Sebaran siklon yang memanjang disebut palung = trough

b. Tek. Udara tinggi (antisiklon) = high.

Antisiklon adalah adalah daerah-daerah yang mempunyai tekanan udara lebih tinggi dari daerah sekelilingnya. Sebaran antisiklon yang memanjang disebut punggung=ridge= wedge

c. Isobar adalah garis-garis dalam peta yang menghubungkan daerah daerah bertekanan udara sama

d. Gradien tekanan adalah perubahan tekanan udara secara horisontal.

Agihan tekanan udara

P rendah P tinggi

t rendah

t tinggi

Sebaran secara horisontal Di daerah tropik variasi P vertikal > variasi P horisontal. Penyebabnya adalah variasi radiasi bulanan sepanjang tahun adalah kecil. Oleh karena itu P udara di tropika tidak menimbulkan gejala yang berarti bagi pertanian. Di daerah sub-tropik variasi P horisontal > variasi P vertikal, karena variasi rdiasi mthr bulanan sepanjang tahun adalah besar

Pengaruh tekanan udara terhadap tanaman

-Pengaruh langsung tek. udara terhadap makhluk hidup, (ter-

masuk tanaman) kecil sekali, karena tek. udara di bumi

variasinya sangat kecil.

-Secara tidak langsung pengaruh tek. udara terhadap makhluk

hidup melalui gerakan udara (angin).

-Angin inilah yang penting sebagai pengendali iklim. Angin

secara langsung memengaruhi penguapan, suhu udara, dan

curah hujan

-Perubahan tek udara menyebabkan perubahan kecepatan dan

arah angin. Perubahan ini membawa perubahan suhu dan

curah hujan.

-Angin yang datang berlawanan arah berpengaruh thd

iklim karena suhu angin berbeda

-Angin lewat lautan biasanya membawa uap air dapat

mendatangkan hujan

Pengaruh tekanan udara terhadap tanaman

-Pengaruh langsung tek. udara terhadap makhluk hidup, (ter-

masuk tanaman) kecil sekali, karena tek. udara di bumi

variasinya sangat kecil.

-Secara tidak langsung pengaruh tek. udara terhadap makhluk

hidup melalui gerakan udara (angin).

-Angin inilah yang penting sebagai pengendali iklim. Angin

secara langsung memengaruhi penguapan, suhu udara, dan

curah hujan

-Perubahan tek udara menyebabkan perubahan kecepatan dan

arah angin. Perubahan ini membawa perubahan suhu dan

curah hujan.

-Angin yang datang berlawanan arah berpengaruh thd

iklim karena suhu angin berbeda

-Angin lewat lautan biasanya membawa uap air dapat

mendatangkan hujan.

Pengaruh tekanan udara terhadap OPT

lSecara tidak langsung pengaruh tek. udara terhadap

makhluk hidup melalui gerakan udara (angin).

Angin mempengaruhi populasi serangga hama, karena menentukan lintasan migrasi serangga hama.

Angin muson menentukan lintasan penyebaran hama dari tropik ke subtropik.

Angin menggeser populasi serangga hama ke dalam ataupun keluar area.

TERIMA KASIH