BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Berbeda dengan meteorologi, yang berfokus pada sistem cuaca jangka pendek yang berlangsung hingga beberapa minggu, Klimatologi mempelajari frekuensi dan kecenderungan sistem tersebut. Ini mempelajari periodisitas peristiwa cuaca selama bertahun-tahun untuk milenium, serta perubahan dalam jangka panjang pola cuaca rata-rata, dalam hubungannya dengan kondisi atmosfer. Klimatologi mempertimbangkan masa lalu dan masa depan dapat membantu memprediksi perubahan iklim. Pada tanggal 26 November 2011 dan 27 November 2011 dilakukan praktikum lapang di kebun percobaan Ngijo, Malang. Didalam praktikum dilakukan beberapa percobaan yang menitik beratkan hubungan unsur iklim yang dipelajari dalam klimatologi dalam bidang pertanian. Suhu erat hubungannya dengan pertanian. Setiap tanaman yang ditanam mengunakan cahaya matahari untuk beberapa proses kimia dalam tumbuhan. Cahaya matahari menjadi energy panas yang paling besar. Pada setiap tanaman membutuhkan konsentrasi suhu tertentu untuk tumbuh optimum. Dalam pertanian klimatologi menitik beratkan hubungan faktor abiotik termasuk suhu, kelembaban, angin, dan lain-lain pada tumbuhan budidaya. Kebun Ngijo merupakan daerah yang berada pada dataran tinggi yang penuh dengan tanaman hortikultura seperti tomat, jagung, dan lain-lain. Kondisi kebun Ngijo dari asfek klimatoogi sangat cocok untuk tanaman-tanaman budidaya. Sistem pertanian dikebun Ngijo tidak menerapkan pertanian yang monokutur. Sehingga ada beberapa tanaman yang diterapkan dalam potret hutan. Artinya, dikebun Ngijo dapat diemukan tanaman dari tanaman yang tinggi hingga rendah (ternaungi dan tidak ternaungi). 1 1.2 TUJUAN 1. Mengetahui hubungan suhu dalam pertanian. 2. Mengetahui hubungan kelembaban udara dalam pertanian 1.3 MANFAAT Setelah dilakukan praktikum diharapkan dalam ilmu pertanian dapat memperhatikan keaadaan lingkungan demi dipeolehnya hasil yang maksimal. 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 SUHU 2.1.1 Definisi Suhu a. Suhu adalah ukuran dari energy kinetic yng dihasilkan karena adanya aktivitas pergerakan molekul yang dikandung oleh suatu benda yang biasanya dinyatakan dalam satuan oC/oF/oK. (Arifin, 2003) b. Suhu adalah panas atau dingin yang dapat dirasakan indera peraba. (Flohn,1969) c. Suhu menunjukkan derajat panas benda.(Bayong, 2004) 2.1.2 Macam-macam Termometer dan Kegunaan a. Termometer laboratorium Termometer ini biasanya ditemukan di laboratorium sekolah. b. Termometer klinis Biasanya diperlukan sebagai keperluan pengobatan. Perawat atau dokter dapat menunjukkan suhu badan pasien dalam waktu yang agak lama. c. Termometer ruang Fungsi dari thermometer ruang adalah untuk mengukur suhu ruangan. Oleh karena itu, 3hermometer ini sering kita lihat dipasang pada dinding ruangan. 3 2.1.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Suhu a. Faktor Energi Dalam proses perubahan suhu, energy merupakan komponen yang diperlukan untuk meningkatkan aktivitas molekul-molekul di dalam tanah. Semakin banyak energy yang tersedia, maka molekulmolekul di dalam tanah semakin aktif. Terjadinya peningkatan aktifitas molekul tersebut, maka muncul energy kinetic dan energy kinetic inilah yang menentukan tinggi rendahnya suhu di dalam tanah. Energy itu sendiri dapat berasal dari matahari maupun energy fisik yang lain seperti pukulan, gesekan maupun dari pembakaran. b. Faktor Permukaan 1. Tekstur, struktur dan porositas tanah, yaitu tanah yang porus umumnya fluktuasi suhu relative lebih besar dibandingkan tanah yang porositasnya rendah. 2. Warna tanah, berpengaruh terhadap kemampuan menyerap dan memantulkan, apabila permukaan tanah berwarna gelap atau hitam, maka bagian energy matahari yang diterima dan diserap lebih banyak, sehingga suhu tanah dapat semakin meningkat dan sebaliknya. 3. Kandungan bahan organic tanah yang tinggi berfungsi untuk merubah warna tanah menjadi lebih gelap, sehingga daya serap energy lebih tinggi dan mempunyai daya simpan air juga lebih tinggi. 4. Kemiringan tanah berhubungan dengan sudut dating penerimaan energy matahari, sudut dating radiasi tinggi maka jumlah energy yang diterima semakin banyak, sehingga suhu tanahnya meningkat. 4 c. Faktor Lingkungan 1. Kandungan air di dalam tanah, mempengaruhi peningkatan suhu tanah. Apabila kandungan uap air di dalam tanah banyak maka energy matahari yang diserap oleh tanah sebagian besar digunakan untuk menguapkan air, sehingga bagian yang disimpan oleh tanah menjadi berkurang, akibatnya suhu tanah menjadi lebih rendah. 2. Kelembapan udara, berpengaruh terhadap perubahan suhu, karena kelembapan udara adalah menyatakan situasi kandungan uap air di udara. Kelembapan udara tinggi berarti kandungan uap air di udara banyak. Uap air merupakan penyimpan panas, hal ini dikarenakan dalam proses evaporasi untuk menguapkan air memerlukan energy yang cukup tinggi. Banyaknya uap air di udara menandakan proses evaporasi dari permukaan cukup besar. Apabila kelembapan udara tinggi berarti uap air di udara banyak, sehingga energy matahari yang diterima permukaan lebih banyak digunakan untuk evaporasi, akibatnya energy yang semestinya untuk mendukung peningkatan suhu menjadi berkurang, sehingga suhu udara menjadi turun 3. Pergerakan udara (Angin), mempunyai pengaruh yang tidak menentu dan sangat terganutng masa udara yang dibawa oleh angina tersebut. Apabila angina membawa masa udara basah, maka permukaan yang melewati massa udara tersebut suhu menjadi turun, tetapi sebaliknya jika massa udara tersebut membawa masa udara panas, maka suhu udara yang dilalui akan meningkat. Proses tersebut terjadi disebabkan karena angin pada prinsip berperan memindahkan udara dari suatu tempat ke tempat lain dan menggangu keseimbangan suhu permukaan dan suhu udara sekitarnya. (Ariffin, 2003) 5 2.2 Kelembapan 2.2.1 Definisi Kelembapan a. Kelembaban udara adalah campuran dari udara kering dan uap air. (Bayong, 2004) b. Kelembapan adalah konsentrasi uap air di udara.(Griffiths, 1966) c. Kelembapan udara adalah kandungan uap air di atmosfer dalam kurun waktu tertentu. (Arifin, 2003) 2.2.2 Macam-Macam Higrometer Dan Kegunaan a. Higrometer rambut adalah sebuah alat pengukur kelembapan udara dengan satuan persen yang menggunakan prinsip muai panjang rambut dimana rambut akan memanjang ketika kelembapan udara bertambah.(Sellers, 1951) 2.2.3 Faktor-Faktor Mempengaruhi Kelembapan a. Suhu, semakin rendah suhu udara, maka kelembaban akan semakin tinggi. b. Tekanan udara, semakin rendah tekanan udara, maka kelembaban udara semakin tinggi. c. Sinar matahari, jika sinar matahari yang diterima suatu daerah rendah menyebabkan kelembaban daerah tersebut tinggi. 2.3 Hukum Beer 2.3.1 Definisi Hukum Beer Hukum beer mengemukakan bahwa penyerapan cahaya oleh suatu larutan meningkat secara eksponensial dengan meningkatnya konsentrasi larutan.(Tebbut, 1992) 2.3.2 Kegunaaan dan Cara Kerja Luxmeter Kegunaan untuk mengukur intensitas cahaya dengan satuan lux bath. Cara penggunaan: 6 1. Mengkalibrasi alat sebelum digunakan yaitu skala 1. 2. Mengarahkan penerimaan cahaya alat pada datangnya cahaya yang akan diukur dengan menentukan besarnya intensitas cahaya bertahap dari 1x, 10x dan 100x. 3. Apabila skala rendah (1x) masing mengukur skala 1 maka tingkatkan yang lebih tinggi yaitu 10x dan apabila masih 1 diteruskan pada yang lebih tinggi yaitu 100x. 4. Melihat angka yang ditunjukkan alat yaitu dapat dari angka yang sering muncul atau kisarannya. (Anonymous, 2011) 2.3.3 Faktor yang Mempengaruhi 1. Panjang hari dan sudut datang, radiasi matahari yang diterima permukaan bumi pada siang hari lebih besar daripada sore hari. 2. Jarak antara matahari dan bumi, saat bumi berada di titik terjauh dari matahari (titik aphelion) maka radiasi matahari yang diterima bumi rendah. 7 BAB III METODOLOGI 3.1 WAKTU DAN TEMPAT Praktikum dilakukan Kecamatan Karangploso (Ngijo, Ketangi), pada tanggal 26 November 2011 dan 27 November 2011 pada jam 06.00, 12.00, 16.00 3.2 ALAT DAN BAHAN Thermometer Luxmeter Thermohigrograf Pipa Paralon Benang Bambu 3.3 CARA KERJA Pos 1 Suhu Mikro Ternaungi : Menyiapkan alat Thermometer di pasang dan di ikatkan pada pipa paralon dengan ketinggian dari permukaan tanah setinggi 10 cm, 20 cm, 50 cm, 100 cm, dan 200 cm dan di letakkan di bawah pohon (ternaungi) Di amati suhu yang di tunjukkan oleh thermometer Di catat hasilnya Di dokumentasikan 8 Post 2 Suhu Tanah Ternaungi : Menyiapkan alat Thermometer di taruh di dalam tanah dengan di selubungi pipa paralon yang memiliki kedalaman 10 cm, 30 cm, 50 cm, 100 cm Thermometer di taruh pada permukaan tanah yang ternaungi oleh tanaman Nilam. Di amati suhu yang di tunjukkan oleh thermometer Di catat hasilnya Di dokumentasikan Post 3 Suhu Tanah Tidak Ternaungi : Menyiapkan alat dan bahan Thermometer di taruh di dalam tanah yang di selubungi oleh pipa paralon Thermometer di taruh pada kedalaman 10 cm, 30 cm, 50 cm, 100 cm pada daerah yang tidak ternaungi Di amati suhu yang di tunjukkan oleh thermometer Di catat hasilnya Di dokumentasikan Post 4 Suhu Mikro Tidak Ternaung Menyiapkan alat Thermometer di pasang dan di ikat pada pipa paralon dengan ketinggian dari permukaan tanah setinggi 10 cm, 20 cm, 50 cm, 100 cm, 200 cm Diamati suhunya yang di tunjukkan oleh thermometer Di catat hasilnya dan dokumentasikan 9 Post 5 Kelembaban Menyiapkan alat Meletakkan sensor pada vegetasi yang ada Di amati kelembaban yang di tunjukkan Di catat hasil pengamatannya Di dokumentasikan Post 6 Intensitas Radiasi Matahari Menyiapkan alat Tekan tombol range A, bila muncul angka 1 tekan range B. Dan apabila muncul angka 1, tekan range C Di amati hasil yang di tunjukkan oleh luxmeter Di catat hasilnya Di dokumentasikan 10 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 HASIL 4.1.1 SUHU 4.1.1.1 SUHU MIKRO 4.1.1.1.1 SUHU MIKRO TERNAUNGI 4.1.1.1.2 SUHU MIKRO TAK TERNAUNGI 4.1.1.2 SUHU TANAH 4.1.1.2.1 SUHU TANAH TERNAUNGI 4.1.1.2.2 SUHU TANAH TAK TERNAUNGI 4.1.2 KELEMBABAN 4.1.3 LUXMETER 4.2.1 SUHU 4.2 GRAFIK 4.2.1.1 SUHU MIKRO (TERNAUNGI DAN TAK TERNAUNGI) 4.2.1.2 SUHU TANAH (TERNAUNGI DAN TAK TERNAUNGI) 4.2.2 KELEMBABAN 4.2.3 LUXMETER 4.3 PEMBAHASAN 4.3.1 SUHU 4.3.1.1 SUHU MIKRO 11 a. Analisa Hasil pada Hari Sabtu, antara Termometer Suhu Mikro Ternaungi dan tak Ternaungi, Disertai Perbandingan Literatur b. Analisa Hasil pada Hari Minggu, antara Termometer Suhu Mikro Ternaungi dan tak Ternaungi, Disertai Perbandingan Literatur 4.3.1.2 SUHU TANAH a. Analisa Hasil pada Hari Sabtu, antara Termometer Suhu Tanah Ternaungi dan tak Ternaungi, Disertai Perbandingan Literatur Pengamatan suhu tanah yang dilaksanakan di desa Ngijo diukur pada hari Sabtu 26 November 2011 dan Minggu 27 November 2011 dengan kedalaman pengukuran 10, 30, 50 dan 100 cm. Hasil yang diperoleh pada pengamatan hari Sabtu dan waktu pengukuran pada pukul 06.00 wib, 12.00 wib, dan 16.00 wib mengalami peningkatan pada kedalaman 10 cm. Hal yang sebaliknya terjadi pada hari sberikutnya suhu pada pagi hari dan siang cukup tinggi tetapi pada siang hari terjadi penurunan suhu tanah. Hari Sabtu pada kedalaman 30 cm terjadi peningkatan suhu tanah pada pagi menuju ke siang namun pada pengamatan pukul 16.00 wib terjadi penurunan suhu tanah. Hal serupa juga terjadi pada hari minggu, pagi hari suhu tanah pada kedalaman 30 cm cukup rendah dengan nilai 25º C pada siang hari terjadi peningkatan yang cukup drastis sebesar 2º C dan pada sore hari terjadi penurunan kembali ke nilai suhu di pagi hari yaitu sebesar 25º C. Tidak terjadi perubahan suhu tanah ternaungi pada hari Sabtu dengan kedalaman 50 cm, namun terjadi fluktuasi suhu tanah ternaungi di hari selanjutnya. Kenaikan suhu terjadi pada pukul 12.00 dan mengalami penurunan pada sore harinya penurunan serta kenaikan suhu terjadi sebesar 1ºC. Suhu tanah ternaungi pada kedalaman 100 cm di hari sabtu juga stagnan, tidak mengalami perubahan yaitu sebesar 24º C. Data suhu tanah ternaungi pada kedalaman 100 cm yang diperoleh pada hari minggu menunjukkan kenaikan yang sangat drastis dari suhu 23º C pada pagi hari, 25º C pada siang hari dan sebesar 25,5º C. 12 Secara keseluruhan, suhu tanah ternaungi semakin rendah seiring dalamnya pengukuran. Hal tersebut ditunjukkan dengan semakin menurunya grafik dari kedalaman 10, 30, 50 dan 100 cm. “Fluktuasi suhu dalam tanah akan berpengaruh langsung terhadap aktivitas perakaran. Apabila suhu tanah naik akan berakibat berkurangnya kelengasan/kandungan air dalam tanah sehingga unsure hara sulit diserap tanaman., sebaliknya jika suhu tanah rendah maka akan semakin bertambahnya kandungan aiar dalam tanah, dimana sampai pada kondisi ekstrim terjadi pengkristalan. Akibatnya aktivitas akar/respirasi semakin rendah mengakibatkan translokasi dalam tubuh tanaman jadi lambat sehingga proses distribusi unsure hara jadi lambat dan akhirnya pertumbuhan tanaman jadi lambat. Suhu tanah yang tinggi respirasinya tinggi, CO2 dalam tanah tinggi sehinggga merangsang peningkatan suhu, sehingga hasil fotosintesis bisa tersebar.” http://touringrider.wordpress.com/2008/02/10/agroklimatologi/ b. Analisa Hasil pada Hari Minggu, antara Termometer Suhu Tanah Ternaungi dan tak Ternaungi, Disertai Perbandingan Literatur Berdasarkan grafik dari data yang diperoleh suhu tanah tidak ternaungi pada hari Sabtu dengan kedalaman 10 cm mengalami kenaikan dari pagi hari, siang hingga sore hari. Suhu tanah tak ternaungi pada hari Minggu mengalami fluktuasi, namun peningkatan dan penurunannya tidak begitu berarti. Suhu tanah tak ternaungi pada hari minggu mengalami kenaikan namun suhu bertahan pada angka sekitar 29º C hingga hari selanjutnya. Berbeda halnya dengan suhu tanah tak ternaungi pada kedalaman 50 cm, di hari sabtu suhu di pagi serta siang hari sama namun mengalami kenaikan pada sore hari. Berbeda dengan yang terjadi di hari sabtu, pada hari minggu dengan kedalaman 50º C terjadi kenaikan pada siang hari dari angka 25,5º C menjadi 29ºC dan bertahan hingga sore hari. Berbeda pula yang terjadi dengan kedalaman 100 cm di hari sabtu, suhu tanah tak ternaungi pada siang mengalami penurunan. Namun pada sore haru mengalami kenaikan dan bertahan hingga keesokan harinya. 13 “Suhu tanah juga perlu diukur, karena suhu tanah ini sangat mempengaruhi mikroflora dan mikrofauna yang terkandung dalam tanah yang menguntungkan dan menyuburkan tanah setempat. Suhu tanah ini dipengaruhi oleh intensitas radiasi matahari. Intensitas radiasi matahari yang diterima oleh bumi dipengaruhi oleh ketinggian suatu tempat terhadap matahari dan tebal tipisnya lapisan ozon di atmosfer. Semakin dekat kedudukannya terhadap matahari, maka intensitas cahaya matahari yang diserap tanah akan semakin tinggi sehingga suhu permukaan tanah biasanya akan semakin tinggi. Fenomena terjadinya pemanasan global yang terjadi sekarang ini adalah karena menipisnya lapisan ozon yang berfungsi untuk menyerap radiasi matahari sebelum sampai ke bumi, karena lapisan ozon semakin menipis maka kemampuannya untuk menyerap radiasi matahari semakin berkurang akibatknya intensitas radiasi matahari yang diterima oleh bumi akan sangat tinggi, sehingga suhu tanah akan menjadi semakin tinggi. Jika suhu tanah terlalu tinggi (ekstrim) bisa mematikan mikroflora dan mikrofauna tersebut sehingga tanah menjadi tidak subur, selain itu dapat mengganggu aktivitas fotosintesis, dan respirasi tumbuhan. Untuk menghindari pengaruh radiasi matahari tersebut, maka teknik pemulsaan (mulching) pada tanah yaitu menutupi permukaan tanah dengan jerami, sisa-sisa tanaman, kompos atau bahan lainnya, dapat dilakukan karena salah satu manfaatnya adalah selain mempertahankan kelembaban dan suhu tanah juga dapat mendorong penyerapan unsur hara oleh akar-akaran juga dapat mempertahankan keberadaan mikroflora dan mikrofauna sehingga kesuburan tanah tersebut dapat terjaga.” http://efrin4mzil.blogspot.com/2009/03/agroklimatologi.html 14 4.3.2 KELEMBABAN Pengamatan kelembaban daerah ternaungi dan daerah yang tidak ternaungi dilaksanakan di desa Ngijo, pada hari Sabtu 26 November 2011 dan Minggu 27 November 2011. Pengamatan dilakukan pada pukul 06.00, 12.00 dan 16.wib di tempat yang ternaungi dan yang tidak ternaungi. Nilai kelemaban yang diperoleh dari pengamatan yang menggunakan thermohygrometer mempunyai satuan persen (%), sedangkan untuk suhu menggunakan satuan celcius (ºC). Berdasarkan grafik diketahui bahwa nilai suhu ternaungi di hari Sabtu mengalami fluktuasi, namun perubahan tidak begitu berarti. Hal yang sama juga terjadi pada hari selanjutnya, namun nilai peningkatanya cukup tinggi. Pada grafik kelembaban nilainya juga mengalami perubahan, namun yang terlihat pada grafik adalah nilai suhu dan kelembaban berbanding terbalik. Nilai suhu pada pagi menuju pukul 12.00 menalami kenaikan, maka nilai kelembaban akan mengalami penurunan. Suhu pada daerah yang tidak ternaungi mengalami fluktuasi di kedua harinya. Berbeda dengan yang terjadi pada grafik kelembaban hari Sabtu yang mengalami penurunan, sedangkan pada hari selanjutnya mengalami fluktuasi yang sewajarnya. Secara umum nilai suhu ternaungi memiliki nilai yang lebih rendah dibandingkan dengan nilai suhu yang tidak ternaungi. Sama halnya dengan yang terjadi dengan nilai kelembaban yang berbanding terbalik dengan nilai suhu. “Terdapat hubungan yang kuat antara suhu udara dengan kelembaban udara dengan = -0.811 hal ini berarti mempunyai hubungan kuat negative atau semakin tinggi suhu udara maka kelembaban semakin rendah sebaliknya semakin rendah suhu udara maka kelembaban udara semakin tinggi dengan R2 = 0.657 atau kontribusi suhu udara terhadap kelembaban udara sebesar 65.7 % Terdapat hubungan yang kuat antara penyinaran matahari dengan kelembaban udara dengan = -0.598 hal ini berarti mempunyai hubungan cukup kuat negatif atau semakin lama penyinaran matahari yang berakibat suhu udara 15 naik maka kelembaban udara semakin turun dengan R2 = 0.357 atau kontribusi penyinaran matahari terhadap kelembaban udara sebesar 35.7 %” http://udinnotonegoroblog.blogspot.com/2011/03/analisis-hubungan-suhu-udaradan.html 4.3.3 LUXMETER Pengamatan intensitas radiasi matahari yang dilaksanakan pula di desa Ngijo pada hari Sabtu pada tanggal 26 November 2011 dan pada hari Minggu tanggal 27 November 2011. Pengambilan nilai di ambil di tajuk bagian atas, tengah serta bawah, waktu pengambilan dilaksanakan pada pukul 06.00, 12.00 dan16.00 wib. Pengukuran intensitas radiasi matahari menggunakan alat yang bernama luxmeter. Nilai intensitas radiasi matahari pada tajuk bagian atas pada hari Sabtu mengalami perubahan secara fluktuatif. Hal yang sama juga terjadi pada hari berikutnya. Kenaikan intensitas terjadi pada siang hari dan terjadi penurunan pada sore hari. Nilai rata rata intensitas radiasi matahari lebih tinggi pada hari Minggu. Nilai intensitas radiasi matahari di tajuk bagian tengah mengalami kenaikan yang sangat drastic pada pengamatan hari sabtu. Sore hari nilai intensitas radiasi matahari mengalami penurunan yang cukup besar pula. Hal yang sama juga terjadi pada hari berikutnya, Minggu. Perubahan nilai intensitas radiasi matahari yang fluktuatif pula terjadi pada tajuk bagian bawah pada hari Sabtu serta minggu. Secara keseluruhan intensitas radiasi matahari pada tajuk tanaman tertinggi diperoleh tajuk bagian atas dan paling rendah pada tajuk bagian tengah. “Radiasi matahari yang diserap di atas tajuk lebih besar daripada radiasi yang diserap pada bagian bawah tajuk. Ini dikarenakan bagian daun lebih banyak menyerap sinar matahari untuk proses fotosintesis. Selain itu bagian atas tajuk pada tanaman kelapa sawit lebih leluasa untuk menyerap radiasi matahari daripada bagian bawah tajuk karena pada bagian bawah tajuk tanaman tersebut 16 terhalang oleh pelepah dan daun kelapa sawit sehingga radiasi matahari tidak terlalu banyak yang masuk ke bagian bawah tajuk tersebut. Demikian pula pada tanaman pepaya (Carica papaya), radiasi matahari lebih banyak masuk pada bagian atas tajuk daripada bagian bawah tajuk. Hal ini disebabkan karena bagian daun lebih banyak menyerap sinar radiasi.” http://reflitepe08.blogspot.com/2011/03/radiasi-matahari.html BAB V PENUTUP 5.1 KESIMPULAN 5.2 SARAN 17 DAFTAR PUSTAKA Arifin, MS. Prof.Dr.Ir. 2003. Dasar Klimatologi. Malang: FP UB. 18