Acara V

CROPWAT

Bayu Adhinugraha

9033 / PN

Kelompok I

ABSTRAKSIPraktikum dilakukan di laboratorium Agrohidrologi Fakultas Pertanian UGM pada tanggal 12 Oktober 2004. Data yang digunakan dalam praktikum ini adalah data tahun 2002. Nilai Eto tahun 2002 dihitung dengan berbagai metode menunjukkan bahwa nilai Eto tertinggi pada tahun 2002 dicapai pada perhitungan Eto dengan menggunakan metode Penman (manual) yang diikuti oleh metode Blaney- Criddle, metode Cropwat sedangkan nilai Eto terendah dicapai pada perhitungan Eto dengan metode konversi BC. Masing-masing metode mempunyai kelebihan dan kekurangan dalam menghitung Eto, akan tetapi metode yang terbaik adalah metode Penman Cropwat karena metode atau program ini merupakan cara perhitungan yang paling efektif dibanding cara lain yang dilakukan di dalam praktikum ini karena program ini mempunyai human error yang paling kecil. Dengan kecanggihan yang dimilikinya, metode ini dapat mengoperasikan data dengan lebih cepat dan hasil yang diperoleh lebih akurat. Uji T yang dilakukan menunjukkan bahwa metode yang tidak berbeda nyata yaitu BC vs KBC, BC vs P Cropwat, KBC vs P manual dan KBC vs P Cropwat, sedangkan yang berbeda nyata yaitu P manual vs P Cropwat dan BC vs P manual. Tanaman jeruk yang ditanam pada 10 November 2002 akan dipanen pada tanggal 5 November 2003. Nilai TAM sebesar 196 mm, nilai RAM sebesar 98 mm dan nilai SMD berkisar 2,5 mm sampai 100,4 mm.

PENDAHULUAN

Evapotranspirasi (ET) adalah jumlah air total yang dikembalikan lagi ke

atmosfer dari permukaan tanah, badan air dan vegetasi oleh adanya pengaruh

faktor-faktor iklim dan fisiologis vegetasi. ET merupakan gabungan antara

evaporasi dan transpirasi. Evaporasi adalah proses penguapan yaitu perubahan

dari zat cair menjadi uap air atau gas dari semua bentuk permukaan kecuali

vegetasi sedang transpirasi adalah perjalanan air dalam jaringan vegetasi (proses

fisiologis) dari akar tanaman ke permukaan daun dan akhirnya menguapkan ke

atmosfer. Besarnya laju transpirasi kurang lebih sama dengan laju evaporasi

apabila pori-pori daun (stomata) terbuka. Proses pembukaan pori-pori daun

tampaknya dikendalikan oleh besarnya pembukaan diameter pori-pori daun.

Ketika pori-pori daun menutup, proses transpirasi tetap berlangsung tetapi dengan

laju yang sangat lambat (Wanielista,1990 cit Asdak, 1995).

Evapotranspirasi adalah penguapan total baik dari permukaan air, daratan,

maupun dari tumbuh-tumbuhan. Banyak faktor yang mempengaruhi

evapotranspirasi ini antara lain: suhu udara, kelembaban udara, kecepatan angin,

tekanan udara, sinar matahari, ketinggian lokasi dan lain sebagainya (Radjulaini,

2003).

Untuk mengetahui faktor-faktor yang dianggap berpengaruh terhadap

evapotranspirasi, maka dalam hal ini evapotranspirasi dibedakan menjadi

evapotranspirasi potensial (PET) dan evapotranspirasi aktual (AET). PET lebih

dipengaruhi oleh faktor-faktor meteorologi sementara AET lebih dipengaruhi oleh

faktor fisiologi tanaman dan unsur tanah. Faktor-faktor dominan yang

mempengaruhi PET adalah radiasi panas matahari dan suhu, kelembaban atmosfer

dan angin dan secara umum besarnya PET akan meningkat ketika suhu , radiasi

panas matahari, kelembaban dan kecepatan angin bertambah besar (Asdak, 1995).

Evapotranspirasi dipengaruhi oleh temperatur, pelaksanaan pemberian air,

panjangnya musim tanam, presipitasi dan faktor lainnya. Volume air yang

ditranspirasikan oleh tanaman-tanaman tergantung kepada dimana air dibuang ,

dan juga temperatur dan kelembaban udara, gerakan angin, intensitas dan lamanya

sinar matahari, tahapan perkembangan tanaman, jenis dan keadaan alami daun-

daunan (Hansen et. al, 1992).

Tanah-tanah pasiran mempunyai evapotranspirasi yang tinggi karena tanah

pasiran tersebut mempunyai struktur yang sangat jelek, berbutir tunggal lepas-

lepas, mempunyai berat volume tinggi, kemampuan menyerap dan menyimpan air

rendah sehingga kurang memadai untuk usaha tani selama musim kemarau. Selain

itu tanah ini sangat peka terhadap pelindian unsur-unsur hara, serta peka terhadap

erosi baik oleh air maupun angin. Dalam kaitannya dengan daya mengikat dan

menyimpan air, tanah pasiran mempunyai daya yang rendah dalam mengikat air

karena permukaan kontak antara tanah pasiran ini didominasi oleh pori mikro 1.

Oleh karena itu air yang jatuh ke dalam tanah pasiran akan segera mengalami

perkolasi dan air kapiler akan mudah lepas karena evaporasi (Mukhid, 2002).

Besarnya evapotranspirasi suatu wilayah dapat dipergunakan dalam

berbagai hal. Peran sistem penggunaan lahan pada suatu bentang lahan (lansekap)

dapat dinilai dari sudut perubahan tingkat evapotranspirasi yang berhubungan

dengan keberadaan pohon, laju infiltrasi tanah yang berhubungan dengan kondisi

fisik tanah, dan laju draenase yang berhubungan dengan jaringan draenase pada

skala lansekap (Noordwijk, 2004).

Penerapan metode neraca energi untuk menaksir evapotranspirasi salah

satunya dilakukan oleh Penman (1948). Pendekatan Penman merupakan suatu

kombinasi metode-metode transfer massa dan neraca energi. Teorinya didasarkan

atas 2 kondisi yang penting, yaitu (Seyhan, 1995) :

1. kondisi neraca energi : harus terdapat penyediaan energi untuk

memberikan panas laten penguapan

2. kondisi kekuatan tenggelam : harus ada suatu mekanisme untuk

memindahkan uap, sekali dihasilkan. Penman menganggap bahwa

pengangkutan uap dan pengangkutan panas oleh difusi pusaran pada

dasarnya dikendalikan oleh mekanisme yang sama, misalnya

turbulensi atmosfer, turbulensi yang ditentukan oleh defisit penjenuhan

(es-e), yang lainnya oleh perbedaan suhu antar udara dan udara pada

lapisan batas (Ts' – T).

Teknik yang paling sering dikenal dan digunakan dalam menaksir

keperluan konsumtif adalah rumus empiris dari Blaney dan Criddle. Berhubung

harga yang ditaksir didasarkan atas pasokan air yang tidak terbatas, tentu saja

harga ini merupakan evapotranspirasi aktual. Rumus ini dikembangkan di

Amerika Serikat dengan menggunakan data yang diperoleh di petak-petak

lapangan dan Lysimeter, rumus ini mewakili kondisi-kondisi Amerika Serikat

bagian Barat saja (Seyhan, 1995).

Blaney dan Criddle mengembangkan rumusan yang disederhanakan

dengan menggunakan temperatur dan jam siang hari untuk bagian Barat Amerika

Serikat yang kering. Rumusan mereka telah digunakan secara ekstensif oleh Soil

Conservation Service of the United States Department of Agriculture (SCS)

dimana data yang cukup telah dikumpulkan untuk menghitung harga koefisien

yang akan digunakan untuk berbagai tanaman (Hansen et al, 1992).

Praktikum pada kali ini bertujuan untuk dapat menggunakan program

komputer Cropwat untuk menentukan kebutuhan air tanaman dan kebutuhan

irigasi.

METODOLOGI

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu data iklim selama 1

tahun, data tanaman dan software computer Cropwat for Windows. Alat yang

digunakan yaitu 1 unit komputer processor 486 atau lebih cepat, RAM 4 MB

dengan sistem operasi Windows 3.1, 3.11, 95 atau 98 dan 1 unit printer.

Langkah pertama dari praktikum ini adalah dengan menganalisis data

iklim untuk menentukan Eto, kemudian menentukan kebutuhan air irigasi dengan

periode irigasi tertentu. Langkah selanjutnya mengoperasikan cropwat windows

untuk menentukan kebutuhan air tanaman berdasarkan data iklim dan vegetasi.

Cara kerja yang dilakukan yaitu menganalisis data iklim untuk

menentukan Eto dengan menggunakan program komputer cropwat dan cara

manual metode Penman dan Blaney Criddle. Kebutuhan air irigasi dengan periode

irigasi tertentu ditentukan dengan program Cropwat.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Data yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah data tahun 2002.

Metode yang digunakan untuk menghitung nilai Eto dalam praktikum ini adalah

metode Blaney-Criddle, metode Penman (konversi BC), metode Penman (cropwat

) dan metode Penman (manual). Nilai Eto yang diperoleh dari hasil perhitungan

beberapa metode tersebut berbeda karena data yang digunakan sebagai dasar

perhitungan juga berbeda. Masing-masing metode mempunyai kelebihan dan

kekurangan. Metode Blaney-Criddle digunakan untuk menghitung nilai ET pada

daerah dimana data iklim yang tersedia hanyalah temperatur udara. Kelebihan dari

metode ini adalah rata-rata nilai untuk satu bulan sudah terwakili oleh setiap

faktor yang mempengaruhi evapotranspirasi, sedangkan kelemahan dari metode

ini adalah adanya keterbatasan dalam menyajikan kebutuhan air untuk periode

waktu yang lebih pendek dari pada satu bulan karena variabel yang digunakan

hanya temperatur.

Metode Penman digunakan untuk menghitung nilai Eto pada daerah

dimana pengukuran data temperatur, kelembaban udara, kecepatan angin dan lama

penyinaran matahari tersedia. Kelebihan metode ini adalah data yang digunakan

untuk perhitungan lebih lengkap sehingga hasil akhir yang diberikan lebih baik

sedangkan kekurangannya adalah kurang memadainya pengukuran keadaan udara

pada kebanyakan daerah. Kelebihan dari metode cropwat adalah kemampuannya

menghasilkan data yang lebih akurat dan prosesnya cepat sedangkan

kekurangannya terletak pada biaya yang lebih mahal.

Untuk mengetahui perbandingan hasil perhitungan dari berbagai metode

untuk mengetahui Eto, dapat dilihat dari grafik berikut ini :

Dari grafik perbandingan nilai Eto dengan berbagai metode dapat

diketahui bahwa nilai Eto tertinggi pada tahun 2002 dicapai pada perhitungan Eto

dengan menggunakan metode Penman (manual) yang diikuti oleh metode Blaney-

Criddle, metode cropwat sedangkan nilai Eto terendah dicapai pada perhitungan

Eto dengan metode konversi BC. Hal ini menunjukkan bahwa perhitungan Eto

dengan metode Penman dapat memberikan hasil akhir yang lebih baik karena data

yang digunakan untuk perhitungan lebih lengkap meliputi data temperatur,

kelembaban udara, kecepatan angin dan radiasi matahari sehingga semua faktor

yang mempengaruhi evapotranspirasi dapat dihitung maka nilai Eto dapat

mencakup secara keseluruhan. Pada metode konversi Blaney-Criddle diperoleh

nilai Eto yang lebih kecil daripada metode Penman (manual) karena pada metode

ini variabel yang digunakan hanya temperatur sehingga nilai yang dicapai pada

Eto tidak mencakup semua faktor yang mempengaruhi evapotranspirasi sehingga

nilai Eto kecil.

Dari grafik perbandingan nilai Eto dengan berbagai metode tersebut juga

menunjukkan bahwa nilai Eto dari bulan Januari sampai Desember pada metode

Penman mengalami fluktuasi sedangkan pada metode yang lain, mula-mula nilai

Eto mengalami penurunan tetapi pada bulan berikutnya terjadi kenaikan yang

cenderung stabil. Fluktuasi ini terjadi karena variabel yang digunakan dalam

metode Penman cukup banyak sehingga perubahan yang terjadi cukup tajam

karena berasal dari beberapa variabel. Keadaan tersebut yang memungkinkan

terjadinya fluktuasi.

Uji T juga dilakukan terhadap masing-masing metode untuk

membandingkan apakah antara metode pengukuran Eto yang satu berbeda nyata

dengan metode yang lain atau tidak. Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel di

bawah ini :

Tabel perbandingan uji T antar metode Eto

BC vs KBC Tidak berbeda nyataP manual vs P Cropwat Berbeda nyata

BC vs P manual Berbeda nyataBC vs P Cropwat Tidak beda nyataKBC vs P manual Tidak berbeda nyataKBC vs P Cropwat Tidak beda nyata

Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa metode Blaney – Criddle dan

metode konversi BC tidak berbeda nyata atau dapat dikatakan T tabel > T hitung,

hal ini berarti perhitungan evapotranspirasi antara metode Blaney – Criddle

dengan metode konversi BC dapat dikatakan sama berarti antara kedua cara

tersebut memiliki metode perhitungan yang hampir sama. Uji T untuk metode

Penman (manual) dan metode Penman Cropwat berbeda nyata atau dapat

dikatakan T tabel < T hitung, hal ini berarti perhitungan evapotranspirasi antara

metode Penman (manual) dengan metode Penman Cropwat dapat dikatakan

berbeda berarti antara kedua cara tersebut memiliki metode perhitungan yang

tidak sama. Uji T untuk metode Blaney – Criddle dan metode Penman (manual)

berbeda nyata atau dapat dikatakan T tabel < T hitung, hal ini berarti perhitungan

evapotranspirasi antara metode Penman (manual) dengan metode Blaney –

Criddle dapat dikatakan berbeda berarti antara kedua cara tersebut memiliki

metode perhitungan yang tidak sama.

Uji T untuk metode Blaney – Criddle dan metode Penman Cropwat tidak

berbeda nyata atau dapat dikatakan T tabel > T hitung, hal ini berarti perhitungan

evapotranspirasi antara metode Blaney – Criddle dengan metode Penman Cropwat

dapat dikatakan sama berarti antara kedua cara tersebut memiliki metode

perhitungan yang hampir sama. Uji T untuk metode konversi BC dan metode

Penman (manual) tidak berbeda nyata atau dapat dikatakan T tabel > T hitung,

hal ini berarti perhitungan evapotranspirasi antara metode konversi BC dengan

metode Penman (manual) dapat dikatakan sama berarti antara kedua cara tersebut

memiliki metode perhitungan yang hampir sama. Uji T untuk metode konversi BC

dan metode Penman Cropwat tidak berbeda nyata atau dapat dikatakan T tabel >

T hitung, hal ini berarti perhitungan evapotranspirasi antara metode konversi BC

dengan metode Penman Cropwat dapat dikatakan sama berarti antara kedua cara

tersebut memiliki metode perhitungan yang hampir sama.

Apabila dilihat dari segi pengoperasian data, metode yang paling baik dan

lebih efektif adalah metode Cropwat. Cropwat adalah program komputer untuk

menghitung kebutuhan air tanaman dan kebutuhan irigasi dari data iklim dan data

tanaman. Program untuk membantu teknik irigasi dan irigasi agronomi sebagai

perkiraan standar untuk mendesain dan mengatur rencana irigasi. Ini bisa berarti

juga untuk membantu merekomendasikan pembangunan untuk meningkatkan

pelaksanaan irigasi dan rancangan jadwal irigasi pada berbagai kondisi suplai air.

Cropwat diambil dari pendekatan Penmann-Monteith sebagai rekomendasi dari

ahli konsultasi FAO. Program ini merupakan cara perhitungan yang paling efektif

dibanding cara lain yang dilakukan di dalam praktikum ini karena program ini

mempunyai human error yang paling kecil. Dengan kecanggihan yang

dimilikinya, metode ini dapat mengoperasikan data dengan lebih cepat dan hasil

yang diperoleh lebih akurat.

Untuk menentukan jadwal irigasi pada program cropwat, salah satu

tanaman yang dipilih adalah jeruk. Tanaman ini ditanam pada tanggal 10

November 2002 untuk blok pertama dan blok kedua ditanam selisih 2 hari yaitu

tanggal 12 November 2002. Untuk blok pertama diramalkan panen akan dapat

dilakukan pada tanggal 5 November 2003 sedangkan untuk blok kedua dapat

dipanen pada tanggal 7 November 2003. Metode yang digunakan adalah 1

tanaman dengan 2 blok, jarak pemberian irigasi selama 10 hari dengan efisiensi

irigasi 70 %. Tanaman jeruk mempunyai umur untuk panen selama 365 hari atau

hampir satu tahun dengan Kc 0,70. Penanaman dilakukan pada saat musim hujan

sehingga pada awal penanaman tidak memerlukan air irigasi untuk menambah

pengairan, untuk lebih tepatnya dari tanggal 10 November 2002 sampai tanggal 9

Mei 2003 yaitu sebanyak 19 dasarian. Pada saat tersebut tanaman jeruk masuk ke

fase development. Mulai tanggal 19 Mei 2003 sampai 5 November 2003

kebutuhan air mulai kurang tercukupi sehingga membutuhkan tambahan dari

sistem irigasi karena curah hujan efektif yang turun lebih kecil daripada

kebutuhan air tanaman. Kebutuhan irigasi untuk blok pertama sebanyak 228.09,

sedangkan untuk blok kedua membutuhkan irigasi sebanyak 228.05, jadi total

irigasi yang dibutuhkan untuk mengairi kedua blok tersebut sebesar 456.36.

Untuk blok pertama dan kedua, tanaman jeruk mempunyai nilai TAM

(Total Available Moisture) sebesar 196 mm, besarnya tetap dari awal tanam

hingga panen dan nilai RAM (Readily Available Moisture) sebesar 98 mm,

besarnya juga tetap dari awal tanam sampai panen. Akan tetapi nilai SMD (Soil

Moisture Deficit) selalu berfluktuasi dari awal tanam sampai panen, nilainya yaitu

berkisar 2,5 mm sampai 100,4 mm.

KESIMPULAN

1. Dari data tahun 2002 nilai Eto yang dihitung dengan berbagai metode

menunjukkan bahwa nilai Eto tertinggi pada tahun 2002 dicapai pada

perhitungan Eto dengan menggunakan metode Penman (manual) yang

diikuti oleh metode Blaney- Criddle, metode Cropwat sedangkan nilai Eto

terendah dicapai pada perhitungan Eto dengan metode konversi BC.

2. Masing-masing metode mempunyai kelebihan dan kekurangan dalam

menghitung Eto, akan tetapi metode yang terbaik adalah metode Penman

Cropwat karena metode atau program ini merupakan cara perhitungan

yang paling efektif dibanding cara lain yang dilakukan di dalam praktikum

ini karena program ini mempunyai human error yang paling kecil. Dengan

kecanggihan yang dimilikinya, metode ini dapat mengoperasikan data

dengan lebih cepat dan hasil yang diperoleh lebih akurat.

3. Uji T yang dilakukan menunjukkan bahwa metode yang tidak berbeda

nyata yaitu BC vs KBC, BC vs P Cropwat, KBC vs P manual dan KBC vs

P Cropwat, sedangkan yang berbeda nyata yaitu P manual vs P Cropwat

dan BC vs P manual.

4. Tanaman jeruk yang ditanam pada 10 November 2002 akan dipanen pada

tanggal 5 November 2003. Nilai TAM sebesar 196 mm, nilai RAM

sebesar 98 mm dan nilai SMD berkisar 2,5 mm sampai 100,4 mm.

SARAN

1. Perhitungan evapotranspirasi akan lebih mudah dilakukan dengan metode

Penman Cropwat karena faktor-faktor yang digunakan dalam penentuan

evapotranspirasi lebih banyak dibandingkan metode lainnya, selain itu

metode ini merupakan cara perhitungan yang paling efektif dibanding cara

lain yang dilakukan di dalam praktikum ini karena program ini

mempunyai human error yang paling kecil dan dengan kecanggihan yang

dimilikinya, metode ini dapat mengoperasikan data dengan lebih cepat dan

hasil yang diperoleh lebih akurat.

2. Penelitian mengenai evapotranspirasi harus terus ditingkatkan karena

untuk mengetahui kebutuhan air suatu tanaman di suatu daerah sehingga

dapat diketahui pola tanam yang baik, terutama penghitungan

evapotranspirasi menggunakan metode Penman Cropwat karena lebih

cepat dan lebih efektif.

DAFTAR PUSTAKA

Asdak. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. 571 p

Hansen,VE, OW. Israelsen, GE. Stringham. Penerjemah EP. Tachyan dan Soetjipto. 1992. Dasar-dasar dan Praktek Irigasi. Penerbit Erlangga. Jakarta. 407 p

Mukhid, S. 2002. Pengaruh pemberian lempung terhadap peningkatan lengas tanah pada lahan berpasir. Jurnal Saint dan Teknologi. VI(IV) http://www.iptek.net.id/ind/jurnal/jurnal_idx.php?doc=VI.IVB.01.htmdiakses tanggal : 1 Oktober 2004

Noordwijk, M. v., F. Agus, D. Suprayogo, K. Hairiah, G. Pasya. 2004. Peranan agroforestri dalam mempertahankan fungsi Hidrologi daerah aliran sungai (DAS). Agrivita. 26(1)http://www.worldagroforestry.org/sea/Publications/Manuals/agrivita/1PerananAFdalamDAS.pdfdiakses tanggal : 1 Oktober 2004

Radjulaini. 2003. Pemakaian Tiga Metode Water Requirement Untuk Memprediksi Luas Sawah Maksimum Yang Dapat Diairi (Studi Kasus DAS Cikaduen- Jabar). Rudyct homepagehttp://rudyct.tripod.com/sem2_023/radjulaini.htmdiakses tanggal : 1 Oktober 2004

Seyhan, E.1995. Dasar-dasar Hidrologi. Gadjah Mada University Press.

Yogyakarta