I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengetahuan tentang evapotranspirasi banyak membantu pengendalian pengunaan air untuk tanaman. Dari beberapa jenis evapotranspirasi, akan ditemukan penurunan yang akan merujuk pada efisiensi penggunaan air oleh tanaman. Dengan mengetahui kedua hal tersebut, kita dapat menghitung kebutuhan air tanaman untuk suatu jenis tanaman yang dibutuhkan untuk satu masa tanam. Dengan kondisi iklim yang tak menentu, kita dapat memanfaatkan informasi kebutuhan air tanaman untuk menjatah penggunaan air yang akan berbeda di musim kemarau dan musim hujan.

1.2 Tujuan

Tujuan dilaksanakannya praktikum ini yaitu untuk menduga besarnya evapotranspirasi dan kebutuhan air tanaman berdasarkan metode Thornwhite.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Evapotranspirasi dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhinya

Evapotranspirasi merupakan kombinasi antara proses evaporasi dari seluruh permukaan dengan proses transpirasi tanaman. Menurut Rodda et al.,(1976), evaporasi didefinisikan sebagai proses perubahan air dari bentuk cair menjadi bentuk uap yang terjadi dengan bantuan energi. Evaporasi dapat terjadi

pada permukaan tanah yang basah, salju, permukaan es, dan dari tanaman yang terbasahi oleh hujan. Sedangkan, tranpirasi merupakan proses penguapan air yang terkandung di dalam tanaman dan berpindah menuju atmosfir. Jumlah total air yang hilang dari lapangan karena evaporasi tanah dan transpirasi tanaman secara bersamaan disebut evapotranspirasi (ET).

Evapotranspirasi merupakan salah satu parameter hidrologi yang perlu diketahui. Dalam budidaya pertanian besarnya evapotranspirasi tanaman perlu diketahui untuk mengendalikan kebijaksanaan pemberian air baik dari segi jumlah air yang diberikan maupun dari segi waktu pemberian air. Dengan adanya ketepatan kebijaksanaan pemberian air maka sumber daya air yang

jumlahnya terbatas dapat dimanfaatkan seoptimal mungkin untuk mendapatkan produksi pertanian yang tinggi.

Tomar dan O'Toole (1979) menyatakan bahwa data evapotranspirasi diperlukan dalam : (a) teknik, perencanaan dan pengelolaan irigasi, (b) praktek pengembangan irigasi secara agronomi, (c) menentukan neraca air tanaman untuk menduga kebutuhan airnya, dan (d) menentukan pola tanam berdasarkan neraca air tersebut.

Evapotranspirasi merupakan kombinasi proses air meninggalkan tanah menuju atmosfer. Proses evapotranspirasi terdiri atas evaporasi air permukaan bebas atau air tanah dan permukaan tanaman ditambah transpirasi menuju jaringan tanaman, yang ditunjukkan sebagai pindah panas laten per unit luas atau kedalaman air ekivalen per unit luas (Burman et al., 1983 dalam Jensen, 1983).

Dastane (1974) membagi evapotranspirasi kedalam dua bentuk yaitu evapotranspirasi potensial dan evapotranspirasi aktual. Evapotranspirasi potensial (ETp) terjadi ketika air tanah tidak terbatas dan tanaman dalam pertumbuhan aktif.

Evapotranspirasi potensial (ETp) sebagaimana telah dikemukakan oleh Penman (dalam Chang 1974), merupakan laju evapotranspirasi dari tanaman pendek yang menutupi tanah secara sempurna, tinggi yang seragam, dan berada dalam keadaan cukup air. Definisi ini di samping dimaksudkan untuk memaksimumkan laju evapotranspirasi sehingga didapatkan nilai potensialnya, juga mempunyai implikasi bahwa ETp hanya ditentukan oleh faktor iklim. Konsep ini mempunyai pengaruh yang luas terhadap perencanaan irigasi (Handoko 1991), dan memungkinkan berkembangnya berbagai metoda pendugaan ETp, dengan mendasarkan perhitungan pada salah satu variablel atau kombinasi beberapa variabel iklim.

Untuk menduga besarnya ETp tersedia banyak metoda, yang dalam proses perhitungannya memanfaatkan data iklim yang pada umumnya tersedia di stasiun klimatologi. Informasi yang dibutuhkan sebagai masukan model dalam perhitungan meliputi suhu, radiasi surya, kelembaban udara, dan

1

kecepatan angin. Data tersebut diduga akan mengalami perubahan sebagai respon terhadap

perubahan iklim, terutama perubahan suhu yang diakibatkan oleh peningkatan konsentrasi gas carbon dioksida, dan gas-gas lain yang secara radiatif aktif, atau lazim disebut gas rumah kaca di atmosfir bumi.

Kepekaan ETp terhadap perubahan iklim dapat sangat bervariasi menurut tempat dan waktu, terutama terjadi pada metode yang memperlihatkan respons yang sangat besar dan tidak linier terhadap suhu, seperti metode Thronthwaite dan Blaney-Criddle. Semua metode yang digunakan, kepekaannya terhadap suhu dipengaruhi oleh nilai awal variabel sebelum dibebani perubahan. Metode

Thornthwaite, Blaney-Criddle, dan Jensen-Haise merupakan yang relatif paling peka terhadap perubahan suhu, diikuti oleh metode Samani-Hargereaves, sedangkan tiga metode lainnya, yaitu metode Priestley-Taylor, Panman, dan Panman-Monteith kepekaannya terhadap perubahan suhu relatif sama.

Gambar 1. Faktor yang Mempengaruhi Evapotranspirasi

Menurut Lubis (2000), faktor-faktor tanaman yang mempengaruhi evapotranspirasi yaitu: Penutupan stomata, sebagian besar transpirasi terjadi melalui stomata karena kutikula secara relatif tidak tembus air, dan hanya sedikat transpirasi yang terjadi apabila stomata tertutup. Jika stomata terbuka lebih lebar, lebih banyak pula kehilangan air tetapi peningkatan kehilangan air ini lebih sedikat untuk masing-masing satuan penambahan lebar stomata. Faktor utama yang mempengaruhi pembukaan dan penutupan stomata dalam kondisi lapang ialah tingkat cahaya dan kelebaban. Jumlah dan ukuran

stomata, dipengaruhi oleh genotipe dan lingkungan mempunyai pengaruh yang lebih sedikit terhadap transpirasi total daripada pembukaan dan penutupan stomata. Jumlah daun, makin luas daerah permukaan daun maka makin besar pula evapotranspirasi. Penggulungan atau pelipatan daun, banyak tanaman yang mempunyai mekanisme dalam daun yang menguntungkan pengurangan transpirai apabila persediaan air terbatas. Kedalaman dan proliferasi akar, ketersediaan dan pengambilan kelembaban tanah oleh tanaman budidaya sangat tergantung pada kedalaman dan proliferasi akar (akar per satuan volume tanah) meningkatkan pengambilan air dari satuan volume tanah sebelum terjadi pelayuan permanen.

2.2 Kebutuhan Air Tanaman

Banyak aktivitas tumbuhan yang ditentukan oleh sifat air dan bahan yang terlarut dalam air, tumbuhan sebagian besar terdiri dari air sehingga mempunyai kestabilan suhu cukup tinggi sekalipun ketambahan atau kehilangan energy (Salisbury dan Ross, 1995). Kemampuan suatu tanaman untuk mempertahankan suhu daun melalui pendinginan secara transpirasi sangat tergantung pada ketersediaan air dan strategi jangka panjang yang dilakukan oleh tanaman

(Goldworthy dan Fisher, 1992).

Pada tumbuhan, vakuola adalah bagian organel sel yang mempunyai kandungan air yang cukup tinggi, biasanya mencakup 80-90% atau lebih dari bagian sel tumbuhan dewasa. Menurut Prawiranata et al. (1989) peranan air dalam kehidupan tumbuhan adalah senyawa utama pembentuk protoplasma, sebagai pelarut dan media pengankut hara mineral dari tanah ke dalam tubuhnya.

Molekul air secara aktif terlibat dalam reaksi yang menjadi dasar kehidupan bersama molekul kabrbondioksida, air merupakan bahan mentah bagi fotosintesis. Hanya sedikit proses metabolisme yang mampu berjalan tanpa menggunakan atau menghasilkan molekul air. Air jauh lebih penting sebagai lingkungan bagi berbagai reaksi kimia daripada sebagai pereaksi atau hasil reaksi (Suteliffe, 1979).

2

Air yang bersifat polar akan tertarik ke banyak bahan lain sehingga membasahkan bahan tersebut. Kejadian ini pada saat molekul air membentuk ikatan hidrogen dengan molekul lain. Air tertarik ke puncak pohon yang tinggi tanpa terputus karena adanya kekuatan regang. Air mampu melarutkan lebih

banyak bahan daripada zat cair umum lainnya karena air memiliki tetapan dielektrik yang termasuk paling tinggi yaitu suatu ukuran kemampuan untuk menetralkan tarik-menarik antara muatan listrik. Karena sifat tersebut, air menjadi pelarut yang amat kuat bagi elektrolit dan molekul polar seperti gula (Salisbury dan Ross, 1995).

III. METODOLOGI

3.1. Bahan dan AlatBahan dan alat yang dibutuhkan pada

praktikum ini yaitu: Data rata-rata suhu maksimal bulanan

tahun 2000 stasiun Samarinda Data rata-rata suhu minimal bulanan

tahun 2000 stasiun Samarinda Data curah hujan setiap bulan di

tahun 2000 stasiun Samarinda Data umur tanaman serta nilai Kc

setiap fase untuk tanaman jagung, padi, dan kedelai

Microsoft Excel 2010. Kalkulator

3.2. Langkah KerjaPerhitungan nilai berikut digunakan untuk

musim basah (mulai dari 1 Desember) dan musim kering (mulai dari 1 Juni).

3.2.1. Perhitungan Nilai ETp Perhitungan nilai ETp dilakukan dengan

menggunakan metode Thornthwaite dengan persamaan-persamaan yang digunakan sebagai berikut:a. Menentukan indeks batang (i) masing-

masing bulani = (Trata-rata / 5)1.514

b. Menghitung indeks bahang selama satu tahun (I)

I=∑i=1

12

i

c. Menghitung konstanta Thornthwaite (a)

a=(6.7 ×10−7 × I 3)−(7.7 ×10−5× I 2 )+(1.79×10−2 × I )+0.49239

d. Menentukan nilai ETpETp = 1.6 x (10 x Trata-rata / I)a

e. Menghitung nilai ETp terkoreksi (ETp*)ETp* = ETp x F

Dimana F adalah nilai faktor koreksi yang disesuaikan dengan bulan dan posisi lintang

3.2.2. Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman (ETc)

a. Perhitungan nilai Kc- Pengelompokkan data fase pada setiap

tanaman sesuai dengan fase pertunasan (lini), vegetatif (dev), generatif (mid), dan pematangan (late).

- Melihat nilai Kc pada Tabel Kc (Kc pertunasan, generatif dan akhir)

- Menghitung nilai Kc vegetatif dengan menginterpolasi antara Kc pertunasan dan Kc generatif.

- Menghitung nilai Kc pematangan dengan menginterpolasi antara Kc generatif dengan Kc akhir.

Tabel 1. Umur dan Nilai Kc Tanaman Padi, Kedelai, dan Jagung

hari Kc hari Kc hari Kc

lini 30 1,05 15 0,5 20 0,7

dev 30 15 35

mid 60 1,2 40 1,15 40 1,2

late 30 0,9 15 0,5 30 0,6

padi kedelai jagungFase

b. Perhitungan nilai ETcPerhitungan nilai ETc untuk setiap tanaman menggunakan rumus:

ETc = ETp . Kc

Keterangan:ETc : evapotranspirasi tanaman (mm/hari)Kc : koefisien tanaman sesuai jenis dan

pertumbuhan vegetasinyaETp : evapotranspirasi potensial acuan

(mm/hari)

3.2.3. Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman dan Irigasi Bulanan

a. Menjumlahkan besarnya nilai ETc setiap bulan untuk setiap tanaman.

b. Menghitung kebutuhan irigasi setiap tanaman dengan persamaan berikut

Irigasi = ETc – Curah Hujan

3

Jika nilai irigasi negatif maka tidak perlu ditulis yang artinya tidak perlu dilakukan irigasi

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Evapotranspirasi

Tabel 2. Data Suhu dan Curah Hujan Bulanan Stasiun Samarinda-Temindung, Kalimantan Timur

Bulan Tmax

(oC)

Tmin

(oC)

Tmean

(oC) CH

Januari 31,9 22,3 27,1 173

Pebruari 31,7 22,5 27,1 307

Maret 32,1 23,3 27,7 263

April 32,3 23,1 27,7 144

Mei 32,7 23,2 28,0 194

Juni 31,1 22,9 27,0 281

Juli 30,9 22,1 26,5 230

Agustus 30,9 21,6 26,3 106

September 33,5 23,2 28,4 92

Oktober 32,3 23,3 27,8 308

Nopember 31,9 23,6 27,8 349

Desember 32,4 23,7 28,1 169

ETc (evapotranspirasi tanaman) merupakan jumlah total air yang hilang dari tanaman karena evaporasi dan transpirasi secara bersamaan, pada praktikum kali ini tanaman yang ditentukan nilai ETc nya adalah padi, kedelai, dan jagung. Besarnya variasi diantara kelompok utama tanaman terutama adalah karena resistensi terhadap transpirasi tanaman. Demikian juga perbedaan tinggi tanaman, kekasaran tajuk, refleksi dan groundcover serta iklim menghasilkan variasi ETc.

Besarnya nilai ETc tergantung dari nilai Kc dan ETo, berdasarkan tabel 3 dan 4 nilai ETc total padi dan jagung pada bulan basah lebih besar daripada pada bulan kering yaitu tanaman padi sebesar 2612,74 mm pada bulan basah dan 2129,02 mm pada bulan kering. Sedangkan tanaman jagung sebesar 1798,02 mm pada bulan basah dan 1577,83

pada bulan kering. Hal ini dipengaruhi oleh kondisi iklim (suhu, kelembaban, dan radiasi) pada masing-masing bulan yang berbeda. Untuk tanaman kedelai justru berkebalikan dengan tanaman padi, nilai Etc total kedelai pada bulan kering lebih besar dari pada bulan basah yaitu sebesar 1250,72 mm pada bulan kering dan 1111,14 mm pada bulan basah. Hal ini mungkin dikarenakan karakteristik tanaman kedelai yang berbeda dengan tanaman padi dan jagung dalam merespon kondisi iklim yang berbeda pada tiap bulannya.

Tabel 3. Nilai Etp Terkoreksi dan Etc Tanaman Padi, Kedelai, dan Jagung pada Bulan Kering

Padi Kedelai Jagung

Juni 427,10 448,46 281,89 314,63

Juli 426,45 443,98 484,41 387,53

Agustus 425,80 475,51 484,41 491,89

September 425,16 598,79 354,07

Oktober 424,51 415,93 29,71

Total 2129,02 2382,66 1250,72 1577,83

ETp*Bulan

Etc (mm)

Tabel 4. Nilai Etp Terkoreksi dan Etc Tanaman Padi, Kedelai, dan Jagung pada Bulan Basah

Padi Kedelai Jagung

Desember 526,77 553,18 355,99 391,17

Januari 524,66 522,95 530,52 542,87

Februari 522,55 468,08 224,62 468,08

Maret 520,44 596,81 367,47

April 518,32 398,06 28,43

Total 2612,74 2539,07 1111,14 1798,02

Etc (mm)ETp*Bulan

4

4.2 Analisis Kebutuhan Air Tanaman

Kebutuhan air tanaman merupakan jumlah air yang dibutuhkan untuk mengimbangi evapotranspirasi dari tanaman sehat (ETc) yang tumbuh pada suatu lahan yang luas, kondisi air tanah, dan kesuburan tanah tidak dalam keadaan terbatas serta dapat mencapai produksi potensial pada lingkungan

pertumbuhannya. Kebutuhan air tanaman ini sangat diperlukan oleh tanaman untuk menjaga kestabilan suhu tanaman.

Irigasi merupakan salah satu cara yang efektif untuk memenuhi kebutuhan air tanaman, pada praktikum ini tanaman yang digunakan yaitu padi, kedelai, dan jagung. Besarnya irigasi yang diberikan kepada tanaman sangat bergantung pada besarnya curah hujan, jika curah hujan sudah mampu memenuhi kebutuhan air tanaman maka irigasi tidak perlu dilakukan, dan sebaliknya jika curah hujan belum mampu memenuhi kebutuhan air tanaman maka irigasi perlu dilakukan.

Berdasarkan tabel 5 dan 6 dapat diketahui bahwa pemenuhan kebutuhan air tanaman melalui irigasi pada tiap bulan berbeda-beda tergantung pada nilai Etc dan Curah Hujan tiap bulan. Padi merupakan tanaman yang memiliki kebutuhan air tanaman paling besar dibanding jagung dan kedelai. Sedangkan kedelai merupakan tanaman yang memiliki kebutuhan air tanaman paling kecil jika dibandingkan dengan padi dan jagung. Hal ini dikarenakan setiap tanaman memiliki respon dan resistensi terhadap transpirasi tanaman yang berbeda-beda. Demikian juga perbedaan tinggi tanaman, kekasaran tajuk, refleksi dan groundcover serta iklim menghasilkan variasi.

Tabel 5. Kebutuhan Air Tanaman Padi, Kedelai, dan Jagung pada Bulan Kering

ETc Irigasi ETc Irigasi ETc Irigasi

Juni 281 448,46 167,46 281,89 0,89 314,63 33,63

Juli 230 443,98 213,98 484,41 254,41 387,53 157,53

Agustus 106 475,51 369,51 484,41 378,41 491,89 385,89

September 92 598,79 506,79 354,07 262,07

Oktober 308 415,93 107,93 29,71 -

Total 1017 2382,66 1365,66 1250,7 633,72 1577,8 839,12

Bulan CH(mm)

Padi Kedelai Jagung

Tabel 6. Kebutuhan Air Tanaman Padi, Kedelai, dan Jagung pada Bulan Basah

ETc Irigasi ETc Irigasi ETc Irigasi

Desember 169 553,18 384,18 355,99 186,99 391,17 222,17

Januari 173 522,95 349,95 530,52 357,52 542,87 369,87

Februari 307 468,08 161,08 224,62 - 468,08 161,08

Maret 263 596,81 333,81 367,47 104,47

April 144 398,06 254,06 28,43 -

Total 1056 2539,07 1483,07 1111,1 544,51 1798 857,59

Padi Jagung Kedelai Bulan CH(mm)

V. KESIMPULAN

Dari praktikum pendugaan evapotranspirasi dan kebutuhan air tanaman dapat disimpulkan bahwa besarnya nilai evapotranspirasi tanaman dipengaruhi oleh resistensi tiap tanaman terhadap transpirasi tanaman, perbedaan tinggi tanaman, kekasaran tajuk, refleksi dan groundcover serta faktor iklim. Nilai evapotranspirasi padi lebih besar jika dibandingkan dengan jagung dan kedelai, sedangkan nilai evapotranspirasi kedelai merupakan yang terkecil. Untuk memenuhi kebutuhan air tanaman baik padi, jagung, maupun kedelai jika curah hujan tidak mampu memenuhi maka diperlukan irigasi.

DAFTAR PUSTAKA

Chang, Jen-Hu. 1974. Climate and Agriculture: An Ecological Survey. Chicago: Aldine.

Goldworthy, P.R. dan N.M. Fisher. 1992. The Physiology of Tropical Field Crops. (terjemahan). Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

Handoko. 1991. Pendugaan Hasil Menggunakan Indeks Iklim. Di dalam Kapita Selekta dalam Agroklimatologi. Jakarta: Dirjen-Dikti Depdikbud.

Jansen M.E. (Ed.). 1983. Design and Operation of Farm Irragation System. Michigan: American Society of Agricultural Engineers.

Lubis, K.. 2000. Tanggapan Tanaman Terhadap Kekurangan Air. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara. http://libbrary.usu.ac.id. [1 November 2011]

5

Prawiranata, W. S. Harran dan P. Tjondronegoro. 1989. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Laboratorium Fisiologi Tumbuhan. Jurusan Bilogi. FMIPA.

Rodda, J.C., R.A. Downing and F.M. Law. 1976. Systematic Hidrology. London: Newness-Butherworths.

Salisbury, B.F. dan C.W. Ross. 1995. Plant Physiologi. (terjemahan). Bandung: Penerbit ITB.

Sutteliffe, J. 1979. Plants and Water. Second Edition. Edward Arnold (Australia) Pty. Ltd. Victoria. Australia.

Tomar, V.S. and O’toole. 1979. Evapotranspiration from Rice Fields. IRRI Research Paper Series No.34. The International Rice Research Institute, Manila.

6

LAMPIRAN

Contoh Perhitungan:

1. Menentukan T mean (°C)

Misal bulan Januari,

T mean = (T max + T min)/2

= (31,9 + 22,3)/2

= 27,1 °C

2. Menentukan indeks batang (i) masing-masing bulan

Misal 1 Januari,

i = (Tmean / 5)1.514

i = (27,1/ 5)1.514

i = 12,9

3. Menghitung indeks bahang selama satu tahun (I)

I=∑i=1

12

i

I= i1+i2+i3+i4+i5+i6=i7+i8+i9+i10+i11+i12

I= 12,9+12,9+13,4+13,4+13,5+12,8+12,5+12,3+13,8+13,4+13,4+13,6

I= 158

4. Menghitung konstanta Thornthwaite (a)

Misal 1 Januari,

a=(6.7 ×10−7 × I 3)−(7.7 ×10−5× I 2 )+(1.79×10−2 × I )+0.49239

a=(6.7 ×10−7 ×1583)−( 7.7× 10−5 ×1582 )+(1.79×10−2×158)+0.49239

a = 4,1

5. Menentukan nilai Etp (mm/hari)

Misal 1 Januari,

ETp = 1.6 x (10 x Tmean / I)a

ETp = 1.6 x (10 x 27,1 / 158)4,1

ETp = 14,3 mm/hari

6. Menghitung nilai ETp terkoreksi (ETp*)

F = Faktor koreksi berdasarkan letak lintang stasiun pengamatan yang dilihat pada tabel

Misal pada bulan Januari, Stasiun pengamatan Samarinda-Temindung, Kalimantan Timur letak lintangnya 00’26” S, jadi nilai F = 1,04

ETp* = ETp x F

ETp* = 14,3 x 1,04

ETp* = 14,88 mm/hari

7

7. Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman (ETc)

Misal pada 1 Januari untuk tanaman Padi , nilai Kc= 1,15

ETc = ETp* x Kc

ETc = 14,88 x 1,15

ETc = 15,76 mm/hari

8. Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman dan Irigasi Bulanan

Misal pada Januari untuk tanaman Padi ,

Irigasi = ETc – Curah Hujan

Irigasi = 522,95 – 173

Irigasi = 349,95 mm

8