BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Evapotranspirasi

Evapotranspirasi adalah penguapan total baik dari permukaan air, daratan, maupun dari

tumbuh-tumbuhan. Banyak faktor yang mempengaruhi evapotranspirasi ini antara lain: suhu

udara, kembaban udara, kecepatan angin, tekanan udara, sinar matahari, ketinggian lokasi

proyek, dan lain sebagainya. Di dalam perencanaan irigasi, penilaian jumlah air yang dibutuhkan

untuk suatu areal tidak memisahkan antara evaporasi dan transpirasi. Istilah yang digunakan

adalah ET, dan merupakan kombinasi antara evaporasi dan transpirasi. Oleh karena air yang

digunakan oleh tanaman untuk proses metabolisme hanya sedikit atau kurang dari 1%, nilai

tersebut diabaikan (Sudjarwadi, 1990).

Evapo-transpirasi dapat diartikan juga sebagai air yang hilang berupa uap air akibat

terjadinya peguapan oleh tanah dan penguapan melalui aktivitas tumbuhan tanah dan penguapan

melalui aktivitas tumbuhan (Transpirasi). Dalam ekonomi air evapo-transpirasi ini memegang

peranan yang cukup penting. Evaporasi dan transpirasi merupakan suatu prosees kehilangan air

dari tanah dan tanaman, tetapi keduanya melalui jalur yang berbeda, namun demikian dapat

dihitung sebagai suatu besaran.

2.2 Evaporasi

Evaporasi merupakan proses fisis perubahan cairan menjadi uap, hal ini terjadi apabila air

cair berhubungan dengan atmosfer yang tidak jenuh, baik secara internal pada daun (transpirasi)

maupun secara eksternal pada permukaan-permukaan yang basah. Suatu tajuk hutan yang lebat

menaungi permukaan di bawahnya dari pengaruh radiasi matahari dan angin yang secara drastis

akan mengurangi evaporasi pada tingkat yang lebih rendah. Transpirasi pada dasarnya

merupakan salah satu proses evaporasi yang dikendalikan oleh proses fotosintesis pada

permukaan daun (tajuk). Perkiraan evapotranspirasi adalah sangat penting dalam kajian-kajian

hidrometeorologi.

2.3 Transpirasi

Transpirasi adalah hilangnya air dari tubuh-tumbuhan dalam bentuk uap melalui stomata,

kutikula atau lentisel. Ada dua tipe transpirasi, yaitu (1) transpirasi kutikula adalah evaporasi air

yang terjadi secara langsung melalui kutikula epidermis; dan (2) transpirasi stomata, yang dalam

hal ini kehilangan air berlangsung melalui stomata. Kutikula daun secara relatif tidak tembus air,

dan pada sebagian besar jenis tumbuhan transpirasi kutikula hanya sebesar 10 persen atau kurang

dari jumlah air yang hilang melalui daun-daun. Oleh karena itu, sebagian besar air yang hilang

melalui daun-daun (Wilkins, 1989).

            Kecepatan transpirasi berbeda-beda tergantung kepada jenis tumbuhannya. Bermacam

cara untuk mengukur besarnya transpirasi, misalnya dengan menggunakan metode penimbangan.

Sehelai daun segar atau bahkan seluruh tumbuhan beserta potnya ditimbang. Setelah beberapa

waktu yang ditentukan, ditimbang lagi. Selisih berat antara kedua penimbangan merupakan

angka penunjuk besarnya transpirasi. Metode penimbangan dapat pula ditujukan kepada air yang

terlepas, yaitu dengan cara menangkap uap air yang terlepas dengan dengan zat higroskopik yang

telah diketahui beratnya. Penambahan berat merupakan angka penunjuk besarnya transpirasi

(Tjitrosoepomo, 1998).

            Proses transpirasi ini selain mengakibatkan penarikan air melawan gaya gravitasi bumi,

juga dapat mendinginkan tanaman yang terus menerus berada di bawah sinar matahari. Mereka

tidak akan mudah mati karena terbakar oleh teriknya panas matahari karena melalui proses

transpirasi, terjadi penguapan air dan penguapan akan membantu menurunkan suhu tanaman.

Selain itu, melalui proses transpirasi, tanaman juga akan terus mendapatkan air yang cukup

untuk melakukan fotosintesis agar kelangsungan hidup tanaman dapat terus terjamin (Sitompul,

1995).

            Transpirasi juga merupakan proses yang membahayakan kehidupan tumbuhan, karena

kalau transpirasi melampaui penyerapan oleh akar, tumbuhan dapat kekurangan air. Bila

kandungan air melampaui batas minimum dapat menyebabkan kematian. Transpirasi yang besar

juga memaksa tumbuhan mengedakan penyerapan banyak, untuk itu diperlukan energi yang

tidak sedikit. Kegiatan transpirasi dipengaruhi oleh banyak faktor baik faktor dalam maupun

faktor luar. Yang terhitung sebagaio faktor dalam adalah besar  kecilnya daun, tebal tipisnya

daun, berlapis lilin atau tidaknya stomata. Hala-hal ini semua mempengaruhi kegiatan trasnpirasi

pada tumbuhan (Salisbury, 1992).

            Kegiatan transpirasi secara langsung oleh tanaman dipandang lansung sebagai pertukan

karbon dan dalam hal ini transpirasi sangat penting untuk pertumbuhan tanaman yang sedaang

tumbuh menentukan banyak air jauh lebih banyak daripada jumlah terhadap tanaman itu sendiri

kecepatan hilangnya air tergantung sebagian besar  pada  suhu kelembapan relatif  dengan

gerakan udara. Pengangkutan garam-garam mineral dari akar ke daun terutama oleh xylem dan

secepatnya mempengaruhi oleh kegiatan transpirasi. Transpirasi pada hakikatnya sama dengan

penguapan, akan tetapi istilah penguapan tidak digunakan pada makhluk hidup. Sebenarnya

seluruh  bagian tanaman mengadakan transpirasi karena dengan adanya transpirasi terjadi 

hilangnya molekul sebagian besar adalah  lewat daun hal ini disebabkan luasnya permukaan

daun  dan karena daun-daun itu lebih terkena udara dari pada bagian lain dari  suatu tanaman

(Lakitan, 2007).

            Stomata akan membuka jika tekanan turgor kedua sel penjaga meningkat (Dartius, 1991).

Peningkatan tekanan turgor oleh sel penjaga disebabkan oleh masuknya air kedalam sel penjaga

tersebut. Pergerakan air antar sel akan selalu dari sel yang mempunyai potensi air lebih tinggike

sel engan potensi lebih rendah. Tinggi rendahnya potensi air sel tergantung pada jumlah bahan

yang terlarut dari cairan tesebut, semakin banyak bahan yang terlarut maka potensi yang terjadi

pada sel semakin rendah (Heddy, 1990).

            Faktor-faktor yang mempengaruhi laju transpirasi antara lain:

Faktor-faktor internal yang mempengaruhi  mekanisme membuka dan menutupnya stomata

1. Kelembaban udara sekitar

2. Suhu udara

3. Suhu daun tanaman

(Guritno, 1995).            Angin dapat pula mempengaruhi laju transpirasi jika udara yang bergerak melewati

permukaan daun tersebut lebih kering (kelembaban nisbihnya rendah) dari udara  sekitar

tumbuhan  tersebut. Kerapatan uap air diudara tergantung dengan resisitensi  stomata dan

kelembaban nisbih dan juga suku udara tersebut, untuk perhitungan laju transpirasi. Kelembaban

nisbih didalam  rongga substomata dianggap 100%.  Jika kerapatan uap air didalam rongga 

substomata sepenuhnya tergantung pada suhu (Fitter, 1991).

            Daya hantar secara langsung dipengaruhi oleh besarnya bukaan stomata. Semakin besar

bukaan stomata maka daya hantarnya akan semakin tinggi. Pada beberapa tulisan digunakan

beberap istilah resistensi stomata. Dalam hubungan ini daya hantar stomata berbanding dengan

resistensi stomata (Dwijoseputro, 1983).

Evaporasi dan transpirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor baik dari dalam ataupun dari

lungkungan . Besarnya transpirasi yang berlangsung dalam satuan waktu tertentu sulit dilakukan,

karena mempunyai factor yang tidak terukur. Factor itu misalnya Pada tanaman, faktor dalam

yang mempengaruhi diantaranya adalah banyak sedikitnya daun, banyak sedikitnya stomata,

tersedianya air pada tanah, luas daun tanaman, posisi letak daun, dan kegiatan fisiologis lainnya

serta kemampuan tanaman dalam proses Evaporasi. Sedangkan faktor luar diantaranya suhu,

cahaya, kelembapan, fluktuasi factor cuaca dan tanah. Pada tanah faktor yang mempengaruhi

besar kecilnya evapotranspirasi antara lain struktur tanah, kandungan air dalam tanah, ada

tidaknya tanaman yang menempati lahan, dan lain-lain.

Umumnya air yang masuk ke dalam tanah dan tumbuhan akan hilang melalui proses

penguapan, dan hanya 2 % air yang diserap oleh akar akan dipakai membentuk lebih banyak

materi tumbuhan. Pada prinsipnya, air akan meninggalkan tumbuhan melalui tiga cara,

diantaranya melalui proses Transpirasi, yaitu bagian yang paling mendiominasi dari penguapan

air atau evaporasi. Dalam daun air akan diuapkan dari dinding sel keruang antar sel. Dari sini

didifusikan keluar ke udara melalui lubang kecil di daun yang disebut stomata atau mulut daun.

Stomata – stomata ini akan terbuka pada siang hari dan menutup pada malam hari. Fungsi utama

stomata ini adalah untuk proses pertukaran gas antara tumbuhan dan udara.

Jenis tumbuhan yang berbeda memerlukan jumlah air yang berbeda pula untuk

pertumbuhannya perbandingan antara produktivitas bersih dengan air yang di transpirasikan

merupakan efisiensi transpirasi dari tumbuhan. Biasanya dinyatakan sebagai berat air yang

ditranspirasikan dalam gram untuk menghasilkan 1 gram berat organic kering. Misalnya efisiensi

transpirasi dari gandum adalah 507, kentang 408, dan tanaman di daerah kering adalah 250.

2.2 Faktor Evapotranspirasi

Peristiwa berubahnya air menjadi uap dan bergerak dari permukaan tanah dan permukaan

air ke udara disebut evaporasi (penguapan). Peristiwa pengauapan dari tanaman disebut

transpirasi. Kedua-duanya bersama-sama disebut evapotranspirasi. Faktor-faktor utama yang

berpengaruh adalah (Ward dalam Seyhan, 1977) :

1. Faktor-faktor meteorologi

a. Radiasi Matahari

b. Suhu udara dan permukaan

c. Kelembaban

d. Angin

e. Tekanan Barometer

2. Faktor-faktor Geografi

a. Kualitas air (warna, salinitas dan lain-lain)

b. Jeluk tubuh air

c. Ukuran dan bentuk permukaan air

3. Faktor-faktor lainnya

a. Kandungan lengas tanah

b. Karakteristik kapiler tanah

c. Jeluk muka air tanah

d. Warna tanah

e. Tipe, kerapatan dan tingginya vegetasi

f. Ketersediaan air (hujan, irigasi dan lain-lain)

2.3 Model-Model Analisis Evapotranspirasi

Perkiraan evapotranspirasi adalah sangat penting dalam kajian-kajian hidrometeoro-logi.

Pengukuran langsung evaporasi maupun evapotranspirasi dari air maupun permukaan lahan yang

luas akan mengalami banyak kendala. Untuk itu maka dikembangkan beberapa metode

pendekatan dengan menggunakan input data-data yang diperkirakan berpengaruh terhadap

besarnya evapotranspirasi. Apabila jumlah air yang tersedia tidak menjadi faktor pembatas, maka

evapotranspirasi yang terjadi akan mencapai kondisi yang maksimal dan kondisi itu dikatakan

sebagai evapotranspirasi potensial tercapai atau dengan kata lain evapotranspirasi potensial akan

berlangsung bila pasokan air tidak terbatas bagi stomata maupun permukaan tanah.

Pada daerah-daerah yang kering besarnya evapotranspirasi sangat tergantung pada besarnya

hujan yang terjadi dan evapotranspirasi yang terjadi pada saat itu disebut evapotranspirasi aktual.

2.4 Perbedaan antara transpirasi dengan evaporasi adalah :

Pada tranpirasi 1). proses fisiologis atau fisika yang termodifikasi 2.) diatur bukaan

stomata 3.) diatur beberapa macam tekanan 4.) terjadi di jaringan hidup 5.) permukaan sel

basah, pada evaporasi 1.) proses fisika murni 2.) tidak diatur bukaan stomata 3.) tidak

diatur oleh tekanan 4.) tidak terbatas pada jaringan hidup 5.) permukaan yang

menjalankannya menjadi kering.Sebagian besar air yang diserap tanaman ditranspirasikan.

Misal: tanaman jagung, dari 100% air yang diserap: 0,09% untuk menyusun tubuh, 0,01%

untuk pereaksi, 98,9% untuk ditranspirasikan (Fitter , 1991)

Transpirasi dapat membahayakan tanaman jika lengas tanah terbatas, penyerapan air

tidak mampu mengimbangi laju transpirasi, Ψw sel turun, Ψp menurun, tanaman layu, layu

permanent, mati, hasil tanaman menurun. Sering terjadi di daerah kering, perlu irigasi,

meningkatkan lengas tanah, pada kisaran layu tetap – kapasitas lapangan (Jumin, 1992).

Peranan transpirasi, 1.)Pengangkutan air ke daun dan difusi air antar sel

2.)Penyerapan dan pengangkutan air dan hara 3.)Pengangkutan asimilat 4.)Membuang

kelebihan air 5.) Pengaturan bukaan stomata 6.) Mempertahankan suhu daun. Macam-

macam transpirasi: 1.)Stomater :80-90% total transpirasi, 2.) Kutikuler: 20% total

transpirasi, 3.) Lentikuler : 0,1% total transpirasi. Transpirasi sangat berkaitan dengan

stomata, stomata pada umumnya terdapat pada bagian-bagian tumbuhan yang berwarna

hijau, terutama sekali pada daun-daun tanaman.. Pada daun-daun yang berwarna hijau

stomata terdapat pada satu permukaannya saja.

Adaptasi tumbuhan terhadap transpirasi, pada daun tumbuhan seperti pohon

cemara, jati dan akasia mengurangi penguapan dengan cara menggungurkan daunnya di

musim panas.Pada tumbuhan padi-padian, liliacea dan jahe-jahean,tumbuhan jenis ini

mematikan daunnya pada musim kemarau. Pada musim hujan daun tersebut tumbuh lagi.

Contoh kaktus: Melocactus curvispinus.Tumbuhan yang hidup di gurun pasir atau

lingkungan yang kekurangan air (daerah panas) misalnya kaktus, mempunyai struktur

adaptasi khusus untuk menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Pada tumbuhan yang

terdapat di daerah panas, jika memiliki daun maka daunnya berbulu, bentuknya kecil-kecil

dan kadang-kadang daun berubah menjadi duri dan sisik (Fitter , 1991).

Lapisan lilin kulit luar daunnya tebal, mempunyai lapisan lilin yang tebal dan

mempunyai sedikit stomata untuk mengurangi penguapan. Beberapa tumbuhan di gurun

pasir daunnya menutup (mengatup) pada siang hari dan membuka pada malam hari untuk

menghindari penguapan yang berlebih. Sistem perakaran tumbuhan di daerah panas

memiliki akar yang panjang-panjang sehingga dapat menyerap air lebih banyak (Salisbury,

1992).

2.5 Macam-macam Evapotranspirasi

Evapotranspirasi Total : evaporasi dan transpirasi terjadi bersamaan (Joyce Martha)

Evapotranspirasi potensial : laju evapotranspirasi dari tanaman rumput hijau dengan tinggi

seragam antara 8 cm sampai 15 cm, tumbuh secara aktif, menutupi permukaan tanah secara

bersamaan pada kondisi tidak kekurangan air (Doorenboss, et al 1977)

Evapotranspirasi Nyata : evapotranspirasi yang terjadi sesungguhnya dengan kondisi air yang

nyata (Joyce martha)

Pendugaan kebutuhan air irigasi didekati dengan kebutuhan air tanaman, dan kebutuhan

air tanaman didifinisikan Doorenboss et al., 1977 sebagai berikut:

Kebutuhan air tanaman (crop water requirement) : kedalaman air yang diperlukan untuk

memenuhi kehilangan air melalui evapotranspirasi tanaman yang bebas penyakit, tumbuh di

areal pertanian pada kondisi cukup air dari kesuburan tanah dengan potensi pertumbuhan yang

baik dan tingkat lingkungan pertumbuhan yang baik. Evapotranspirasi merupakan evaporasi

dengan medium yang berbeda, oleh karena itu pendekatannya sama dengan Evaporasi.