Share It

Saturday, 19 January 2013

PENERAPAN SPRINKLE IRRIGATION DAN TRICKLE IRRIGATION SEBAGAI SALAH SATU IRIGASI HEMAT AIR DI INDONESIA


BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Indonesia merupakan daerah yang beriklim basah, dimana pemakaian air tergantung pada jumlah dan kejadian hujan. Curah hujan pada umumnya cukup tapi jarang sekali secara tepat sesuai dengan kebutuhan untuk pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu perlu dikembangkan sistem pengairan yang baik, agar ketersediaan air dapat mencukupi selama periode tumbuh, salah satunya yaitu irigasi.
Air irigasi disalurkan ke tanah pertanian dengan empat metode umum, yaitu (1) permukaan tanah dengan penggenangan (flooding) atau alur (furrow), (2) bawah tanah dalam hal ini permukaan tanah dibasahi apabila ada, (3) cucuran (trickle) dari pipa dekat tanaman dan (4) penyiraman dimana permukaan tanah dibasahi seperti oleh curah hujan.
Irigasi merupakan sumber daya yang penting dalam perencanaan usaha tani. Seperti halnya dengan sumber daya lainnya, ada dua aspek yang perlu diperhatikan dalam perencanaan irigasi yaitu kelayakan dan keuntungannya. Keuntungannya antara lain adalah dapat menyediakan air yang cukup untuk pertumbuhan tanaman selama periode tumbuh. Perencanaan irigasi disusun terutama berdasarkan kondisi-kondisi meteorologi di daerah bersangkutan.
Irigasi dimaksudkan untuk memberikan suplai air kepada tanaman dalam waktu, ruang, jumlah, dan mutu yang tepat. Pencapaian tujuan tersebut dapat dicapai melalui berbagai teknik pemberian air irigasi. Rancangan pemakaian berbagai tersebut disesuaikan dengan karakterisasi tanaman dan kondisi setempat.
Semua tanaman membutuhkan air, tanah, udara dan sinar matahari untuk pertumbuhannya. Tanpa air, tanaman tidak dapat tumbuh, tetapi jika terlalu banyak air juga tidak baik untuk pertumbuhan tanaman. Pada umumnya tanaman untuk memenuhi kebutuhan airnya diperoleh dari hujan. Tetapi jika terlalu banyak hujan, maka tanah akan penuh dengan air sehingga kelebihan air ini harus dibuang dengan pembuatan saluran drainase. Jika tidak ada hujan atau hujan terlalu sedikit maka diperlukan sumber air lain atau melalui air irigasi. Jumlah air yang diperlukan melalui air irigasi tidak saja tergantung kepada air yang tersedia dari curah hujan, tetapi juga tergantung pada total air yang dibutuhkan oleh berbagai jenis tanaman yang kita tanam. Ada dua faktor utama dalam perhitungan kebutuhan air irigasi, yaitu total kebutuhan air dari berbagai jenis tanaman dan jumlah air dari curah hujan yang tersedia untuk tanaman. Jadi jumlah air yang dibutuhkan tanaman dikurangi dengan air yang tersedia dari curah hujan sama dengan air irigasi yang dibutuhkan tanaman yang kita tanam.   
Untuk dapat mencukupi kebutuhan air pada fase pertumbuhan tanaman, sehingga dapat menyesuaikan antara waktu panen dan permintaan pasar, maka pelaksanaan pengelolaan air melalui irigasi sangat dibutuhkan khususnya untuk memenuhi kebutuhan air di musim kemarau.
Dalam implementasinya dilapangan, oleh karena air irigasi yang bersumber dari air tanah memerlukan biaya investasi relatif mahal, maka pendayagunaan air yang dihasilkan dari pompa perlu diarahkan kepada Tanaman Bernilai Ekonomi Tinggi (TBET).
Sehubungan dengan jumlah air yang relatif terbatas, sementara permintan air terus meningkat, maka secara alamiah akan terjadi kompetisi penggunaan air antar sektor (pertanian,air minum, domestik dan industri), antar wilayah dan antar waktu. Untuk mengantisipasi kompetisi dalam distribusi dan alokasi air antar sektor, maka pemanfaatan air yang efisien mutlak diperlukan. Salah satu cara adalah dengan penerapan sistem irigasi bertekanan, yaitu irigasi tetes.   Meskipun awalnya membutuhkan investasi yang relatif tinggi namun dengan perhitungan  dan penentuan desain yang akurat, operasional dan pemeliharaan yang tepat  maka pemanfaatan air untuk sektor pertanian dapat ditingkatkan daya saingnya terhadap sektor kompetitornya.
Sumber air yang tak terbatas untuk pertanian menjadi berkurang disebabkan oleh musim kemarau, tekanan populasi dan penduduk. Usaha untuk mengatasi permasalahan lahan di atas adalah dengan mengoptimalkan pemakaian air dan untuk meningkatkan efisiensi pemakaian air irigasi pada setiap jenis kegiatan produksi pertanian. Pemanfaatan sumber daya air yang terbatas mendorong berkembangnya teknologi irigasi bertekanan. Hal ini dimungkinkan mengingat jenis irigasi ini mampu memanfaatkan air yang tebatas secara optimal

B. Tujuan
Untuk mengetahui apakah penerapan sprinkle irrigation dan trickle irrigation sebagai salah satu irigasi hemat air di indonesia mempunyai dampak yang baik bagi produksi tanaman pertanian di Indonesia.


BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

A. Irigasi (Irrigation)
Irigasi adalah pemberian air secara buatan untuk menambah kekuarangan air yang dibutuhkan oleh tanaman atau menurut Sostrodarsono dan Takeda, 1985 irigasi adalah penambahan kekurangan air (kadar) air tanah secara buatan, yakni dengan memberikan air secara sistematis pada tanah yang diolah.
Irigasi mempunyai ruang lingkup mulai dari pengembangan sumber air, penyediaannya, penyaluran air dari sumber ke daerah pertanian, pembagian dan penjatahan air pada lahan pertanian, serta penyaluran kelebihan air irigasi secara teratur (Partowijiyo, 1984).
Irigasi juga berguna untuk mempermudah dalam pengolahan tanah, mencegah pertumbuhan gulma, mencegah terjadinya akumulasi garam, mengatur suhu tanah dan membantu dalam usaha sanitasi (Hansen, et. al, 1986).
Dari segi konstruksi jaringan irigasinya, (Pasandaran,1991) mengklasifikasikan sistem irigasi menjadi empat jenis yaitu :
1) Irigasi Sederhana
Adalah sistem irigasi yang sistem konstruksinya dilakukan dengan sederhana, tidak dilengkapi dengan pintu pengatur dan alat pengukur sehingga air irigasinya tidak teratur dan tidak terukur, sehingga efisiensinya rendah.
2) Irigasi Setengah Teknis
Adalah suatu sistem irigasi dengan konstruksi pintu pengatur dan alat pengukur pada bangunan pengambilan (head work) saja, sehingga air hanya teratur dan terukur pada bangunan pengambilan saja dengan demikian efisiensinya sedang.
3) Irigasi Teknis
Adalah suatu sistem irigasi yang dilengkapi dengan alat pengatur dan pengukur air pada bangunan pengambilan, bangunan bagi dan bangunan sadap sehingga air terukur dan teratur sampai bangunan bagi dan sadap, diharapkan efisiensinya tinggi.
4) Irigasi Teknis Maju
Adalah suatu sistem irigasi yang airnya dapat diatur dan terukur pada seluruh jaringan dan diharapkan efisiensinya tinggi sekali.
Berdasarkan sumber tenaganya maka irigasi dapat dibagi menjadi dua yaitu :
1)      Irigasi Gravitasi
2)      Irigasi Bertekanan
a.       Irigasi Curah/Sprinkle/Overhead irrigation
b.      Irigasi tetes/Drip/Trickle

Teknologi Irigasi Hemat Air
Irigasi atau penyiraman pada dasarnya adalah penambahan air untuk memenuhi keperluan air bagi tanaman, yang dinyatakan dengan besarnya evapotranspirasi tanaman. Berdasarkan pengertian ini maka selama evapotranspirasi tanaman dapat terpenuhi serta apabila tidak ada gangguan faktor lainnya, tanaman akan tumbuh optimum. Namun demikian dari pengertian dasar ini, irigasi sering diberi fungsi tambahan misalnya:
a.       Untuk menambah zat hara
b.      Menekan populasi gulma
c.       Mencegah serangan hama
d.      Memberikan iklim mikro yang lebih baik dan sebagainya, sehingga jumlah air yang diberikan melebihi bilai evapotranspirasi.
Penambahan fungsi air irigasi ini merupakan salah satu penyebab efisiensi pemakaian air irigasi menjadi rendah.
Suatu sistem irigasi pada prinsipnya terdiri atas 3 sub sistem jaringan irigasi (Prastowo, 1995), yaitu :
1.      Sub sistem pengembangan sumber air, antara lain sungai, danau, air tanah, mata air dan rawa.
2.      Sub sistem penyaluran, yaitu jaringan saluran (saluran terbuka atau pipa) yang membawa air dari sumbernya menuju lahan yang akan diairi.
3.      Sub sistem aplikasi irigasi, yaitu penerapan teknik pemberian air ke lahan pertanian (petakan lahan).
Penerapan teknologi irigasi hemat air pada prinsipnya merupakan upaya peningkatan efisiensi irigasi dalam suatu proses budidaya tanaman, sehingga penggunaan air irigasi per satuan produk semakin kecil. Di Indonesia, upaya peningkatan efisiensi irigasi merupakan hal yang mutlak harus dilakukan untuk menjamin keberlanjutan pembangunan pertanian di masa mendatang. Beberapa langkah yang dapat dilakukan antara lain adalah:
1.      Perencanaan (optimasi) pola tanam
2.      Pengaturan (penjadwalan) pemberian air irigasi
3.      Penerapan teknologi irigasi hemat air
B. Irigasi Bertekanan (Pressurized Irrigation)
Irigasi bertekanan adalah adalah sistim pemberian air ke lahan pertanian dengan menggunakan tekanan (pressure). Jenisnya adalah curah (tetes) dan sprinkler. Apabila penerapan irigasi bertekanan seperti sprinkler dan tetes diterapkan maka seluruh faktor pendukung harus mengikutinya, seperti jenis, waktu, kondisi pola tanam, jumlah, kesinambungan produksi dan lain-lain harus disesuaikan. Dengan demikian pengetahuan, pengalaman terhadap penentuan desain, pelaksanaan, permintaan pasar mutlak dibutuhkan. Sementara itu pengetahuan, sikap dan keterampilan petani di sentra produksi tentang pengelolaan air irigasi bertekanan relatif masih rendah karena hal ini merupakan hal baru bagi mereka, sehingga untuk tahap awal diperlukan model percontohan pengembangan irigasi bertekanan menunjang tanaman hortikultura dan perkebunan dengan bimbingan secara berkesinambungan (Gatot, 2006).
Biasanya, dalam pelaksanaan di lapangan dibuat suatu pedoman pembuatan irigasi bertekanan yang dimaksudkan untuk memberikan panduan (manual rancangan) bagi pelaksana lapangan, agar dengan mudah dapat menyusun rancangan irigasi bertekanan baik sprinkle maupun tetes (khususnya pada lahan petani), untuk menunjang pengembangan komoditas hortikultura, perkebunan dan peternakan.
Disamping  menyajikan  kriteria  rancangan hidrolika perpipaan, pedoman ini juga menjelaskan beberapa persyaratan penerapan irigasi bertekanan ditinjau dari aspek lahan, iklim, sumber air dan sosial ekonomi (Gatot, 2006).
Irigasi bertekanan merupakan salah satu alternatif teknologi aplikasi irigasi, yang secara teoritis mempunyai efisiensi irigasi lebih tinggi dibanding irigasi permukaan. Oleh karena itu teknologi irigasi bertekanan lebih tepat diterapkan pada daerah-daerah yang relatif kering, yang memerlukan teknologi irigasi  hemat  air. Teknologi irigasi  ini juga  diperlukan  untuk usaha tani dengan teknik budidaya tanaman tertentu. Dalam penerapannya di lapangan, efisiensi irigasi bertekanan yang tinggi hanya dapat dicapai apabila jaringan irigasi dirancang dengan benar dan dioperasikan secara tepat (Gatot, 2006).

C. Irigasi Curah Atau Siraman (Sprinkle) 
Irigasi curah atau siraman (sprinkle) menggunakan tekanan untuk membentuk tetesan air yang mirip hujan ke permukaan lahan pertanian. Disamping untuk memenuhi kebutuhan air tanaman. Sistem ini dapat pula digunakan untuk mencegah pembekuan, mengurangi erosi angin, memberikan pupuk dan lain-lain. Pada irigasi curah air dialirkan dari sumber melalui jaringan pipa yang disebut mainline dan sub-mainlen dan ke beberapa lateral yang masing-masing mempunyai beberapa mata pencurah (sprinkler) (Prastowo, 1995).
Sistem irigasi curah dibagi menjadi dua yaitu set system (alat pencurah memiliki posisi yang tepat), serta continius system (alat pencurah dapat dipindah-pindahkan). Pada set system termasuk ; hand move, wheel line lateral, perforated pipe, sprinkle untuk tanaman buah-buahan dan gun sprinkleSprinkle jenis ini ada yang dipindahkan secara periodic dan ada yang disebut fixed system atau tetap (main line lateral dan nozel tetap tidak dipindah-pindahkan). Yang termasuk continius move system adalah center pivot, linear moving lateral dan traveling sprinkle (Keller dan Bliesner, 1990).
Menurut Hansen et. Al (1992) menyebutkan ada tiga jenis penyiraman yang umum digunakan yaitu nozel tetap yang dipasang pada pipa, pipa yang dilubangi (perforated sprinkle) dan penyiraman berputar. Sesuai dengan kapasitas dan luas lahan yang diairi serta kondisi topografi, tata letak sistem irigasi curah dapat digolongkan menjadi tiga yaitu
(1) Farm system, sistem dirancang untuk suatu luas lahan dan merupakan satu-satunya fasilitas pemberian air irigasi,
(2) Field system, sistem dirancang untuk dipasang di beberapa laha pertanian dan biasanya dipergunakan untuk pemberian air pendahuluan pada letak persemaian,
(3) Incomplete farm system, sistem dirancang untuk dapat diubah dari farm system menjadi field system atau sebaliknya.
Berapa kelebihan sistem irigasi curah disbanding desain konvensional atau irigasi gravitasi antara lain ;
(1) sesuai untuk daerah-daerah dengan keadaan topografi yang kurang teratur dan profil tanah yang relatif dangkal,
(2) tidak memerlukan jaringan saluran sehingga secara tidak langsung akan menambah luas lahan produktif serta terhindar dari gulma air,
(3) sesuai untuk lahan berlereng tampa menimbulkan masalah erosi yang dapat mengurangi tingkat kesuburan tanah.
Sedangkan kelemahan sistem irigasi curah adalah (1) memerlukan biaya investasi dan operasional yang cukup tinggi, antara lain untuk operasi pompa air dan tenaga pelaksana yang terampil, (2) memerlukan rancangan dan tata letak yang cukup teliti untuk memperoleh tingkat efisiensi yang tinggi (Bustomi, 1999).   
Menurut Keller (1990) efisiensi irigasi curah dapat diukur berdasarkan keseragaman penyebaran air dari sprinkle. Apabila penyebaran air tidak seragam maka dikatakan efisiensi irigasi curah rendah. Parameter yang umum digunakan untuk mengevaluasi keseragaman penyebaran air adalah coefficient of uniformity (CU). Efisiensi irigasi curah yang tergolong tinggi adalah bila nilai CU lebih besar dari 85%.
            Berdasarkan penyusunan alat penyemprot, irigasi curah dapat dibedakan ; (1) sistem berputar (rotaring hed sistem) terdiri dari satu atau dua buah nozzle miring yang berputar dengan sumbu vertical akibat adanya gerakan memukul dari alat pemukul (hammer blade). Sprinkle ini umumnya disambung dengan suatu pipa peninggi (riser) berdiameter 25 mm yang disambungkan dengan pipa lateral, (2) sistem pipa berlubang (perforated pipe sistem), terdiri dari pipa berlubang-lubang, biasa dirancang untuk tekanan rendah antara 0,5-2,5 kg/cm2, hingga sumber tekanan cukup diperoleh dari tangkai air yang ditempatkan pada ketinggian tertentu (Prastowo dan Liyantono, 2002).
            Umumnya komponen irigasi curah terdiri dari (a) pompa dengan tenaga penggerak sebagai sumber tekanan, (b) pipa utama, (c) pipa lateral, (d) pipa peninggi (riser) dan (e) kepala sprinkle (head sprinkle). Sumber tenaga penggerak pompa dapat berupa motor listrik atau motor bakar. Pipa utama adalah pipa yang mengalirkan air ke pipa lateral. Pipa lateral adalah pipa yang mengalirkan air dari pipa utama ke sprinkle. Kepala sprinkle adalah alat/bagian sprinkle yang menyemprotkan air ke tanah (Melvyn, 1983).

D. Irigasi Tetes (Drip Irrigation)
Irigasi tetes adalah suatu sistem pemberian air melalui pipa/ selang berlubang dengan menggunakan tekanan tertentu, dimana air yang keluar berupa tetesan-tetesan langsung pada daerah perakaran tanaman. Tujuan dari irigasi tetes adalah untuk memenuhi kebutuhan air tanaman tanpa harus membasahi keseluruhan lahan, sehingga mereduksi kehilangan air akibat penguapan yang berlebihan, pewmakaian air lebih efisien, mengurangi limpasan, serta menekan/mengurangi pertumbuhan gulma (Hansen, 1986).
Ciri- ciri irigasi tetes adalah debit air kecil selama periode waktu tertentu, interval (selang)yang sering, atau frekuensi pemberian air yang tinggi, air diberikan pada daerah perakaran tanaman, aliran air bertekanan dan efisiensi serta keseragaman pemberian air lebih baik (http://www.deptan.go.id. Jakarta).
Menurut Michael(1978) Unsur-unsur utama pada irigasi tetes yang perlu diperhatikan sebelum mengoperasikan peralatan irigasi tetes adalah :
1.    Sumber air, dapat berupa sumber air permanen (sungai, danu, dan lain-lain), atau sumber air buatan (sumur, embung dan lain-lain)
2.    Sumber daya, sumber tenaga yang digunakan untuk mengalirkan air dapat dari gaya gravitasi (bila sumber air lebih tinggi daripada lahan pertanaman), dan untuk sumber air yang sejajaratau lebih rendah dripadsa lahan pertanaman maka diperlukan bantuan pompa. Untuk lahan yang mempunyai sumber air yang dalam, maka diperlukan pompa penghisap pompa air sumur dalam.
3.    Saringan, untuk mencegah terjadinya penyumbatan meke diperlukan beberapa alat penyaring, yaitu saringan utama (primary filter) yang dipasang dekat sumber air, sringan kedua (secondary filter) diletakkan antara saringan utama dengan jaringan pipa utama.
Dewasa ini keberhasilan tumbuh tanaman cendana di lahan kritis savana kering NTT dirasakan masih rendah (kurang dari 20%). Hal ini disebabkan pada awal penanaman di lapangan cendana belum beradaptasi dengan baik karena masalah kondisi tanahnya marginal dan kekurangan air. Masalah kekurangan air akibat curah hujan yang rendah,waktunya pendek dan turunnya tidak teratur adalah salah satu masalah krusial yang dihadapi setiap tahun. Untuk menangani masalah ini maka teknik pengairan secara konvensional dengan irigasi tetes perlu diterapkan agar tanaman cepat beradaptasi dengan lingkungan sehingga pertumbuhannya meningkat. Pemanfaatan irigasi tetes dengan menggunakan wadah yang murah dan mudah didapat di lokasi penanaman seperti bambu, botol air mineral dan pot tanah serta pemanfaatan air embung,mata air,sungai dan pemanenan air hujan perlu mendapatkan pertimbangan (http://mekanisasi.litbang.deptan.go.id -Web Site BBP Mekanisasi Pertanian)
Irigasi tetes adalah teknik penambahan kekurangan air pada tanah yang dilakukan secara terbatas dengan menggunakan tube (wadah) sebagai alat penampung air yang disertai lubang tetes di bawahnya. Air akan keluar secara perlahan -lahan dalam bentuk tetesan ke tanah yang secara terbatas membasahi tanah. Lubang tetes air dapat diatur sedemikian rupa sehingga air cukup hanya membasahi tanah di sekitar perakaran (http://mekanisasi.litbang.deptan.go.id - Web Site BBP Mekanisasi Pertanian)
Menurut Hansen (1986) kegunaan  dari Irigasi tetes adalah :  
1.    Untuk menghemat penggunaan air tanaman
2.    Mengurangi kehilangan air yang begitu cepat akibat penguapan dan infiltrasi
3.    Membantu memenuhi kebutuhan air tanaman pada awal penanaman sehingga juga akan meningkatkan pemanfaatan unsur hara tanah oleh tanaman
4.    Mengurangi stresing atau mempercepat adaptabilitas bibit sehingga meningkatkan keberhasilan tumbuh tanaman
5.    Melakukan pemanenan air hujan lewat wadah irigasi tetes secara terbatas sehingga dapat digunakan tanaman.
Sistem irigasi tetes memang konsep pemanfaatan air tanaman yang belum populer Namun, sistem ini telah membumi di belahan bumi lain. Orang asing telah menginsyafi seberapa banyak porsi air minum yang bisa mengobati dahaga yang dirasakan tanaman. Tanaman diberi “minum” secukupnya. “Jika kelebihan air, nutrisi yang mesti diserap tanaman bisa hanyut. Andai kebanyakan air pun batang tanaman bisa membusuk. Jadi, jangan menyiram tanaman sampai tampak seperti kebanjiran,” Konsep taman kota maupun taman keluarga dianjurkan memakai sistem ini. Tanaman cukup ditetesi air sesuai porsi yang diperlukannya. Cara ini bukan hanya membantu tanaman tak sampai kelebihan mengonsumsi air. Sistem ini pun lebih bernilai ekonomis ( http://www.cybertokoh.com/mod.php)

E. Penetes (Emitter)
Emiter (penetes) merupakan komponen yang mengeluarkan air dari sumber air menuju ke tanah dengan debit keluaran antara 2 – 10 liter/jam pada tekanan kurang dari 10 m air. Penataan penetes sepanjang lateral tergantung pada jumlah penetes tiap tanaman dan jumlah lateral tiap alur tanaman. Beberapa titik tertentu pada daerah irigasi, penetes dapat diatur agar terjadi aliran maksimum ke tanaman (Keller dan Karmeli, 1975).
Laju rata-rata emiter berhubungan dengan rentang tekanan yang diizinkan dari penyuplai. Biasanya emiter mempunyai laju rata-rata tersendiri dengan tekanan standar yang sesuai dengan eksponen debitnya. Umumnya, ukuran emiter sekitar 4 liter/jam, walaupun ada juga yang diproduksi 2 l/jam, 6 l/jam dan 8 liter/jam (Keller dan Karmeli, 1975).   
Menurut Vermeiren dan Jobling (1980), bahwa karakteristik hidrolik aliran penetes berhubungan dengan bentuk pergerakan larutan, yang dinyatakan dalam bentuk bilangan Reynold (Re) dalam persamaan :
                                                       Re    =      v D/T
                      Dimana  :
                                    Re    =     Bilangan Reynold
                                    v      =      kecepatan aliran (m/dtk)
                                    D     =      Diameter pipa
                                    T      =      Viskositas kinematik larutan (m2/dtk)
Laju aliran penetes dapat diperoleh dengan persamaan empiris yang merupakan fungsi dari tekanan operasi. Untuk menghitung laju aliran penetes dipergunakan rumus (Vermeiren dan Jobling, 1980) :
q      =    Kd   *   Hx
      Dimana  :
      q          =    Laju aliran penetes, L/jam
      Kd       =    Faktor karakteristik dimensi penetes
      H         =    Tekanan operasi, m
       x         =   Eksponen tekanan penetes yang menunjukkan pergerakan aliran
Sebagaimana yang ditunjukkan dalam persamaan diatas, debit aliran air pada emiter tergantung pada tekanan hidrostatik yang bekerja pada emiter. Itu berarti bahwa variasi tekanan akan selalu ada sepanjang aliran yang akan menimbulkan variasi aliran debit emiter sepanjang pipa lateral. Variasi pembuatan dan penyumbatan pada emiter juga akan mempengaruhi variasi aliran emiter. Tingkat variasi aliran emiter dapat ditunjukkan oleh koefisien keseragaman yang ditunjukkan dalam persamaan (Howell et al, 1980) berikut :
Cu     =   1 – (Δq / q )
      Dimana  :
Cu       =  Koefisien keseragaman
Δq        =  Rata-rata nilai absult deviasi debit
q          =  Debit rata-rata emiter       
 
BAB III
PEMBAHASAN

A. Irigasi curah
Irigasi curah atau siraman (sprinkler) menggunakan tekanan untuk membentuk tetesan air yang mirip hujan ke permukaan lahan pertanian. Disamping untuk memenuhi kebutuhan air tanaman, sistem ini dapat pula digunakan untuk mencegah pembekuan, mengurangi erosi angin, memberikan pupuk, dan lain-lain. Pada irigasi curah air dialirkan dari sumber melalui jaringan pipa yang disebut mainline dan sub-mainline dan ke beberapa lateral yang masing-masing mempunyai beberapa mata pencurah (sprinkler).
Sprinkler digunakan pada:
  1. tanah porus
  2. solum tanah dangkal
  3. kemiringan tanah tajam
  4. tanah peka erosi
  5. air terbagat
  6. tanah bergelombang
  7. tenaga terampil terbatas
Keuntungan pemakaian irigasi curah:
  1. mengukuran air lebih mudah
  2. tidak mengganggu pekerjaan pertanian dan hemat lahan
  3. efisiensi air tinggi
  4. investasi dengan mempertimbangkan kebutuhan
  5. jaringan distribusi luwes dan memungkinkan otomasi sehingga O&P lebih murah

Bagian-bagian sistem irigasi curah

Bagian-bagian sistem irigasi curah meliputi:
  1. pompa
  2. pipa mainline
  3. pipa lateral
  4. pencurah (sprinkler)


 










Gambar 1. Komponen irigasi sprinkler
Tipe pencurah:
1.      Impact sprinkler
-          Mempunyai satu atau lebih lubang (nozzle) untuk mengalirkan air ke udara
-          Mempunyai per untuk mengatur, membuka dan menutup lubang
-          Constant diameter: dari kuningan atau plastik, banyak digunkan karena debit yang melaluinya proporsional terhadap tekanan
-          Constant discharge: didesain dengan tekanan > nilai treshold sehingga perubahan tekanan tidak berpengaruh terhadap debit, digunakan bila debit bervariasi
-          Diffuse-jet nozzle: didesain untuk tekanan rendah
2.      Gear-driven sprinkler
-          Dilengkapi turbin kecil di bagian dasar sprinkler untuk memompa air
-          Pancaran/curahan air lebih lembut daripada impact
3.      Reaction sprinkler
-          Rotasi sprinkler dipengaruhi torsi yang diakibatkan air meninggalkan lubang
-          Bila dioperasikan pada tekanan rendah kemampuannya lebihrendah
4.      Fixed-head sprinkler
-          Lubang permanen > 1 buah
Fixed-head sprinkler
 
Impact sprinkler
 

Gambar 2. Contoh pencurah
Klasifikasi pipa sprinkler
  1. Mainline: menyadap air dari sumber dan dibagi ke submain
  2. Sub main: memasok air dari mainline ke lateral
  3. Lateral: memberi air ke sprinkler

Macam-macam cara pemasangan sprinkler:
  1. portable: pompa, mainline, submain, lateral dan sprinkler dapat dipindahkan dari lahan ke lahan
  2. semi portable: pompa tetap, yang lain dapat dipindahkan
  3. semi permanent: pompa tetap dan mainline permanen, lainnya dapat dipindahkan
  4. permanent: lokasi pompa, mainline, submain, lateral dan sprinkler tetap

Kinerja Sprinkler

Kinerja sprinkler dipengaruhi oleh variasi tekanan dan jenis nozzle.
  1. Debit sprinkler
-          Debit sprinkler adalah volume air yang keluar dari sprinkler per satuan waktu.
-         
-          dengan:
-             Q = debit sprinkler
-             n = jumlah nozzle
-             K = konstanta, tergantung satuan yang digunakan
-             c = koefisien, tergantung bentuk dan kekasaran bukaan nozzle
-             A = luas penampang melintang bukan nozzle
-             P = tekanan operasi nozzle
-             x =fungsi eksponensial nozzle (0,5)
  1. Jarak lemparan
-          Jarak antar sprinkler yang berdekatan dipengaruhi oleh jarak lempar sprinkler
-          jarak bertambah bila kemampuan melempar sprinkler naik
-          dipengaruhi teknan operasi, bentuk, serta sudut lemparan
-          pabrik mengeluarkan publikasi diameter pembasahan untuk berbagai macam tekanan, ukuran nozzle, bentuk dan sudut nozzle.
  1. Pola distribusi
-          Volume air yang digunakan bervariasi terhadap jarak dari sprinkler
-          Pola distribusi tergantung tekanan operasi (lihat Gambar 11), nozzle dan angin
-          Bentuk nozzle dan ukuran bukaan biasanya tidak berpengaruh terhadap pola distribusi
  1. Rata-rata aplikasi
-          Parameter yang penting untuk aplikasi terhadap tanah, tanaman, dan daerahnya
-          Bila aplikasi besar akan menyebabkan run off dan erosi
-         
-          Dengan: A = rata-rata aplikasi, Q = debit sprinkler, a = luas areal pembasahan, k = konstanta satuan
-          Untuk beberapa sprinkler serupa yang diletakkan dalam grid L dan S:
-          Dengan: Q = debit sprinkler individu, L = jarak antar lateral, S = jarak antar sprinkler dalam lateral
  1. Ukuran tetesan (droplets)
-          Ukuran tetesan berpengaruh terhadap daya dispersi ke tanah
-          Ukuran tetesan mempengaruh pola distribusi bila ada angin karena ukuran tetesan kecil lebih peka terhadap angin

Tekanan terlalu tinggi
 
Tekanan terlalu rendah
 
Tekanan cukup
 
Gambar 3. Variasi pola distribusi sprinkler tunggal terhadap tekanan

Pemilihan Sprinkler

Pemilihan sprinkler dilakukan dengan mempertimbangkan biaya, tekanan operasi, dan kemampuan untuk memenuhi desain dengan keseragaman yang baik dan tidakmenimbulkan run off.
Pertimbangan dalam pemilihan sprinkler:
  1. Kapasitas debit
-          Sprinkler harus mencukupi DDIR (Design Daily Irrigation Requirement) dengan mempertimbangkan angin dan kehilangan karena evaporasi setelah air keluar dari sprinkler sebelumsampai ke permukaan daun dan tanah
  1. Tekanan operasi
-          Sprinkler harus dioperasikan dengan tekanan minimal dengan keseragamaan dan efisiensi yang tinggi guna mengurangi konsumsi energi  dan menghemat biaya operasi
-          Setiap sprinkler keluaran pabrik sudah dilengkapi dengan informasi kinerja
  1. Lain-lain
-          Sudut nozzle, ukuran tetesan, jarak lemparan, dan pola aplikasi harus diketahui dan disesuaikan dengan angin, tanaman, dan sistem yang digunakan
-          Sudut nozzle tergantung kecepatan angin dan tinggi tanaman
-          Ukuran tetesan kecil cocok untuk tanah terbuka, tetesan besar cocock untuk daerah berangin.

Pola segiempat dipasang di daerah berangin
 
Pola segitiga sama sisi
 
Pola segiempat
 
 



Gambar 4. Pola pemasangan sprinkler

B. Irigasi Tetes (Trickle)

Irigasi tetes adalah suatu sistem untuk memasok air (dan pupuk) tersaring ke dalam tanah melalui suatu pemancar (emiter). Irigasi tetes menggunakan debit kecil dan konstan serta tekanan rendah. Air akan menyebar di tanah baik ke samping maupun ke bawah karena gaya kapiler dan gravitasi. Bentuk sebarannya tergntung jenis tanah, kelembaban, permeabilitas tanah, dan jenis tanaman. Cocok untuk buah-buahan yang banyak mengandung air sewaktu panen (tomat, jeruk, anggur, arbeil, dsb.). Tidak praktis dan ekonomis untuk tanaman rapat.
Beberapa metode irigasi tetes:
  1. Drip irigation
Air diaplikasikan ke tanah pada satu titik dalam bentuk tetesan-tetesan melalui emiter point.
  1. Subsurface irrigation
Air diaplikasikan di bawah permukaan tanah menggunakan emiter point maupun line source.
  1. Bubbler irrigation
Air diaplikasikan ke permukaan tanah dengan aliran kecil.
  1. Spray irrigation
Air diaplikasikan melalui microsprinkler untuk membuat semprotan kecil di dekat permukan tanah.

Keuntungan trickle:
  1. Efisiensi penggunaan air sangat tinggi karena evaporasi minimum, tidak ada gerakan air di udara, tidak ada pembasahan daun, tidak ada runoff, serta pengairan dibatasi di sekitar tanaman pokok. Penghematan air 30-50%. Efisiensi mendekati 100%.
  2. Respon tanaman terhadap sistem ini lebih baik dalam hal produksi, kualitas, dan keseragaman produksi:
    1. Tidak mengganggu aerasi tanah, dapat dipadu dengan unsur hara, tekanan rendah sehingga tidak mengganggu keseimbangan kadar lengas
    2. Mengurangi perkembangan serangga, penyakit, dan jamur karena air anya diberikan terbatas pada tanaman pokok
    3. Penggaraman/pencucian garam lebih efektif kaena ada isolasi lokasi. Gula tidak tumbuh tanpa air
  3. Lahan tidak terganggu karena pengolahan tanah, siraman, dll. Serta mengurangi run off dan meningkatkan drainasi permukaan.
  4. Perencanaan dan konstruksi irigasi tetes murah bila penyumbatan tidak terjadi dan pemeliharaan emiter minimum. O&P murah.
  5. Bisa diletakkan di bawah mulsa plastik, tidak terpengaruh angin, bisa diterapkan di daerah bergelombang.

Problem:
  1. Penyumbatan saluran dan emiter oleh pasir atau lumut menyebabkan kapasitas aliran dan distribusi tidak baik.
  2. Pengendapan garam-garaman yang tidak larut dalam air di ujung emiter.
  3. Akibat pemberian terbatas, perkembangan akar dan daya tahan tanaman terbatas

Bagian-bagian Trickle

Bagian-bagian sistem irigasi tetes:
  1. Control head: ditempatkan di sumber air
  2. Mainline: mensuplai manifold
  3. Manifold: mensuplai lateral line
  4. Lateral: merupakan tempat emiter

Gambar 5. Bagian-bagian trickle
Kebutuhan teknis emiter:
  1. memberikan debit rendah, uniform, dan konstan
-          debit 2-10 lt/jam pada tekanan tinggi (10 m atau 1 atm) untuk mengantisipasi akibat beda tinggi yang disebabkan elevasi dan gesekan dalam pipa
-          harus dirancang seteliti mungkin (Æ = 2,00 mm) agar debit seminimum mungkin (toleransi ±10%)
-          karakteristik hidrolik aliran tidak berpengaruh besar pada tekanan dan debit.
  1. memberikan penampang aliran yang besar
-          untuk menurunkan tekanan dari debit rendah digunakan Æ 0,3-1,0 mm
  1. biaya rendah
-          biaya 25-35% untuk mitter, selebihnya untuk pipa, sambungan, control head, dll.

Tipe emiter:
1.      berdasarkan regim aliran:
-          laminar flow: mitter mempunyai alur yang panjang dan debit rendah
-          partially turbulent flow: long path, multi-exit mitter, debit tinggi, orifice type mitter
-          fully turbulent flow
1.      berdasarkan hilangnya tekanan: long path, gesekan, small nozzle
2.      berdasarkan hubungan dengan lateral: in-line, on-line (banyak digunakan), riser
3.      berdasarkan distribusi air: single exit point, several exit point, distribute along lateral
4.      berdasarkan penampang alur: very sensitive <0,7 mm, sensitive 0,7-1,5 mm, relatively sensitive >1,5 mm
5.      berdasarkan sifat pembersihan: automatic flushing, orifice, manual
6.      berdasarkan kompensasi tekanan
7.      berdasarkan bahan/material:PVC, PE, ABS

Perancangan Irigasi Tetes

Komponen perancangan
  1. Kedalam aplikasi
  2. Prosen luas pembasahan
  3. Perubahan tekanan
  4. Kantong penangkap udara
  5. Kelep
  6. Ekonomis




BAB IV
KESIMPULAN

1. Efisiensi penggunaan air pada irigasi trickle sangat tinggi karena evaporasi minimum, tidak ada gerakan air di udara, tidak ada pembasahan daun, tidak ada runoff, serta pengairan dibatasi di sekitar tanaman pokok. Penghematan air 30-50%. Efisiensi mendekati 100%.
2. Keuntungan penerapan irigasi sprinkle antara lain pengukuran air lebih mudah, tidak mengganggu pekerjaan pertanian, hemat lahan dan efisiensi air tinggi.
3. Disamping untuk memenuhi kebutuhan air tanaman, irigasi sprinkle dapat pula digunakan untuk mencegah pembekuan, mengurangi erosi angin, memberikan pupuk, dan lain-lain.




DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2008., Penuntun Praktikum teknik Irigasi dan Drainase. Program Studi Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian. Universitas Hasanuddin; Makassar.

Bustami, Fuad., 1999. Sistem Irigasi: Suatu Pengantar Pemahaman, Tugas Kuliah Sistem Irigasi. Program Studi teknik Sipil, UGM; Yogyakarta.

Hansen, CV.C.O.W, Israel Son G.B. Stingherm., 2002. Dasar – Dasar dan Praktek Irigasi. Erlangga; Jakarta.

Hansen, CV.C.O.W, Israel Son G.B. Stingherm., 1986. Dasar – Dasar dan Praktek Irigasi. Erlangga; Jakarta.

Pratowijiyo, A. 1984. Kapita Selekta Teknik Tanah dan Air. Departemen Mekanisasi Pertanian. Bogor.

Keller, I. Karmeli D dan Bliensner., 1990. Trickle Irrigation Design Edition. Rain Bird. Sprinkler Mfg. Crop. Glendora

Melvyn, 1983., Sprinkler Irigation; Equitment and educational, London UK.

Prastawo, 1995., Kriteria Pembangunan Irigasi Sprinkler dan Drip. Fateta, IPB. Bogor.

Sarmidi, Amin. 2000. Desain Alat Penyimpanan Energy Matahari Logam Hibrida Untuk Mengeringkan Komoditi Pertanian. http:// www.google.com

Sjamsuddin, E.AS. Karma.1996. Budidaya Hemat Air dan Panen Ilmiah. Prosedding Seminar Nasional Gerakan Hemat Air; Jakarta.

Sostrodarsonno, S. dan Takeda. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Pradnya Paramita. Jakarta.

1 comment:

  1. ya udah kalo ga bolaeh dicopy gpp kok masih bnyak materi lainnya di blog...huft dasar peliiiit

    ReplyDelete