pemberian air dan efisiensi irigasi

V. PEMBERIAN AIR DAN EFISIENSI
IRIGASI
•
Menurut Arsyad (2010), irigasi berarti
pemberian air kepada tanah untuk memenuhi
kebutuhan air bagi pertumbuhan tanaman.
Tujuan irigasi adalah memberikan air kepada
tanaman dalam jumlah yang cukup dan pada
waktu yang diperlukan.
1
Selain dari kegunaan untuk memenuhi
kebutuhan air tanaman, air irigasi mempunyai
kegunaan lain, yaitu:
(a) mempermudah pengolahan tanah,
(b) mengatur suhu tanah dan iklim mikro,
(c) mencuci tanah dari kadar garam atau asam
yang terlalu tinggi,
(d) membersihkan kotoran dari selokan
(sanitasi), dan
(e) menggenangi tanah untuk memberantas
gulma dan hama serta penyakit tanaman.
2
•
Pekerjaan irigasi meliputi penampungan
dan pengambilan air dari sumbernya,
pengaliran air melalui saluran terbuka atau
pipa ke areal tanaman, dan pembuangan air
yang berlebih (air lebih) dari areal tanaman.
• A. Cara Pemberian Air
Cara pemberian air irigasi berbeda-beda,
tergantung pada kondisi tanah, topografi,
ketersediaan air, jenis tanaman, iklim,
kebiasaan petani dll.
3
•
Menurut Sudjarwadi (1990), cara
pemberian air irigasi secara garis besar dapat
dibedakan menjadi 4 (empat) cara.
1. Pemberian air lewat permukaan.
2. Pemberian air melalui bawah permukaan.
3. Pemberian air dengan cara pancaran.
4. Pemberian air dengan cara tetesan.
4
1. Pemberian Air Lewat Permukaan (surface
irrigation)
Cara pemberian air melalui permukaan meliputi:
a. peluapan dan penggenangan bebas,
b. peluapan dan penggenangan terkendali,
c. sistem kalenan,
d. pembuatan cekungan-cekungan
penggenangan.
5
Cara pemberian air irigasi dengan peluapan dan
penggenangan bebas, telah lama digunakan.
Misalnya sistem irigasi kuno yang dilaksanakan
di Mesir. Dalam hal ini, air diberikan pada areal
irigasi dengan jalan peluapan untuk
penggenangan meliputi daerah luas, yaitu
daerah pada kanan kiri sungai yang relatif
mempunyai permukaan datar. Gambar 1.
6
• Efisiensi pemberian air dengan cara peluapan
penggenangan bebas adalah rendah, maka
untuk keadaan dengan air yang tersedia tidak
berlimpah, orang sering masih memakai cara
peluapan penggenangan, tetapi penggenangan
itu dikendalikan.
• peluapan
muka air
peluapan
•
sungai
• Gambar 1. Peluapan dan Penggenangan Bebas
7
Contoh pemberian air lewat permukaan
lainnya adalah peluapan dan penggenangan
terkendalikan. Cara yang umum dipakai dalam
hal ini adalah penggunaan parit pemberi,
kemudian dari parit pada satu sisi petak
sawah, air dimasukkan ke petak tersebut
melalui peluapan-peluapan khusus yang telah
ditentukan letaknya maupun ukurannya.
Gambar 2.
8
• Saluran pemberi Pengendali Bendung
•
•
Lahan pertanaman tergenang
• Gambar 2. Peluapan Penggenangan
•
Terkendali
9
 Contoh berikutnya adalah sistem kalenan. Dalam hal ini,
penggenangan hanya diberikan pada kalenan-kalenan
yang umumnya dibuat dengan arah sejajar dengan lajurlajur tanaman.
 Syphon pengambil air
Kalenan
Saluran besar
Gambar 3. Sistem Kalenan
10
 Termasuk pula dalam cara pemberian air lewat
permukaan adalah pembuatan cekungancekungan penggenangan. Cara ini umumnya
hanya dipakai untuk tanaman buah-buahan.
Pohon
Cekungan berisi air
Gambar 4. Pemberian air pada cekungan
11
Menurut Arsyad (2010), irigasi permukaan
(surface irrigation) yang umum digunakan
adalah:
a) Irigasi selokan alur (furrow irrigation),
b) Irigasi tepi (border irrigation),
c) Irigasi basin (basin irrigation).
Air pada umumnya disalurkan menggunakan
tenaga gravitasi.
12
Irigasi selokan (furrow irrigation) adalah
pemberian air pada selokan yang ada di
antara dua galengan baris tanaman. Irigasi
selokan digunakan pada tanaman yang akan
mengalami kerusakan jika akarnya terendam
air, seperti tanaman jagung, kacang tanah,
kedelai, kapas dan berbagai jenis sayuran dan
kacangan lainnya.
Irigasi tepi (border irrigation) adalah
pemberian air ke bagian tepi yang digali
sekeliling areal tanaman
13
• Air menglir secara alami ke areal tersebut dan
ke bagian bawah melalui alur yang telah
dibuat sekeliling areal tanaman. Metode
pemberia air seperti ini sesuai bagi tanaman
yang tumbuh rapat seperti alfalfa dan rumput
makanan ternak lainnya.
Irigasi basin (basin irrigation) adalah metode
pemberian air irigasi dengan mengalirkan air
ke permukaan lahan yang bertanaman.
Metode pemberian air demikian ini dapat
digunakan untuk berbagai jenis tanaman.
14
• Akan tetapi yang paling dikenal adalah pemberian air
pada lahan padi sawah.
• 2. Pemberian Air Melalui Bawah Permukaan (subsurface irrigation)
•
Cara ini sering juga disebut pemberian air dengan
cara resapan. Memang pada tempat-tempat tertentu
keadaan tanah asli dan keadaan topografi sesuai
pemakaian cara ini.
•
15
•
Cara yang dipakai bisa dengan sistem
saluran terbuka, dan air meresap ke kiri kanan
melalui dinding-dinding saluran. Umumnya
pada cara ini air diberikan pada tanah di
bawah zone perakaran, di atas muka air tanah.
Oleh daya kapiler, lengas tanah digerakan
memasuki zone perakaran dan dapat
dimanfaatkan oleh tanaman.
16
•
Cara lain adalah dengan menggunakan
pipa-pipa yang dipasang di bawah permukaan
tanah. Pipa yang digunakan adalah pipa
berpori, atau pipa yang diberi lubang-lubang
kecil tertentu, selanjutnya kedalaman letak
pipa diatur sesuai jenis tanah dan jenis
tanaman, demikian pula jarak pipa
disesuaikan dengan keperluan bagi masingmasing tempat.
17
• 3. Pemberian Air Dengan Pancaran
•
Cara ini sering disebut sprinkler irrigation.
Prinsip yang digunakan yaitu memancarkan air
ke udara, kemudian air yang dipancarkan
tersebut jatuh ke permukaan tanah
menyerupai hujan.
•
Irigasi sprinkler juga dinamai overhead
irrigation. Peralatan irigasi sprinkler berkisar
dari sprinkler yang dapat digerakan dengan
tangan dan micro prinkler untuk usaha tani
kecil, sampai pada sprinkler yang
18
• menggunakan center pivot (suatu alat
pengayun pusat), dipindahkan secara linier,
dan alat yang baru-baru ini dikembangkan
yang dinamai sistem LEPA (Low Energy Precise
Application) untuk usaha tani berskala luas. Di
dunia saat ini sekitar 20 juta hektar lahan
menggunakan sprinkler irrigation (Arsyad,
2010).
•
19
•
Irigasi mikro (micro irrigation) dicirikan
dengan penyaluran air dengan laju rendah ke
permukaan tanah terbatas di sekitar tanaman.
Peralatan yang digunakan meliputi penetes
(drippers), penyemprot (sprayers),
penggelembung (bubblers), dan micro jets.
20
• 4. Pemberian Air Dengan Cara Tetesan
• Cara ini sering disebut trickle irrigation, atau
kadang-kadang disebut drip irrigation. Sistem
yang digunakan memakai pipa-pipa dan pada
tempat-tempat tertentu diberi perlengkapan
untuk jalan keluarnya air menetes pada tanah.
Tempat untuk keluarnya tetes-tetes air
tersebut diletakkan sedikit di atas tanah dan
jangan terlalu tinggi.
21
Metode Pemberian Air Irigasi (Arsyad
2010)
Menurut Arsyad (2010), cara pemberian air
irigasi dapat dibagi dalam empat golongan,
yaitu:
1. Pemberian air pada permukaan tanah, yang
dapat dilakukan berupa (Rose,1950):
a. Penggenangan (flooding), yang dapat
berbentuk (1) penggenangan bebas, (2)
penggenangan tepi (border method), dan
22
(3) penggenangan dengan galengan (check
method),
• b. Pemberian air dalam selokan/saluran
(furrow irrigation),
• c. Pemberian air di antara baris tanaman
(corrugation irrigation),
• d. Pemberian air pada bokoran tanaman
pohoan (basin irrigation).
23
• 2. Pemberian air di bawah permukaan tanah
atau di dalam profil tanah (sub-surface
irrigation). Air diberikan melalui pipa liat
(tile) atau bahan lain yang dibenamkan di
bawah permukaan tanah.
• 3. Pemberian air dengan cara penyiraman
(sprinkler irrigation), dapat berupa:
(a) Penyiraman bergoyang (oscillating
sprinkler) yang umum dinamai metode
skinner.
(b) Penyiraman berputar (rotary sprinkler).
24
• 4. Pemberian air melalui lubang-lubang kecil
yang dibuat sepanjang saluran plastik atau
karet langsung ke tanaman dengan laju
aliran yang rendah. Dalam bahasa inggris
metode ini disebut Trickle irrigation atau
Drip irrigation.
• 5. Pemberian berupa embun melalui udara.
•
25
• Cara pemberian air yang pertama dan kedua
juga disebut gravitasi (gravitation irrigation)
oleh karena penyiraman didasarkan pada gaya
gravitasi, sedangkan pemberian air pada cara
yang ketiga disebut overhead irrigation oleh
karena air diberikan dari atas, seperti hujan.
26
B. Efisiensi Irigasi
• Efisiensi irigasi adalah perbandingan antara
jumlah air yang nyata bermanfaat bagi
tanaman yang diusahakan dengan jumlah air
yang diberikan yang dihitung dalam persen
(%).
27
Menurut Arsyad (2010), efisiensi irigasi
dipengaruhi oleh efisiensi pemakaian air di
petak sawah dan efisiensi pengaliran air dari
bendung (sumber air) sampai ke sawah, yang
dipengaruhi oleh:
a) Kondisi tekstur lapisan olah dan
permeabilitas lapisan bawah (sub-soil),
b) Keadaan topografi,
c) Banyaknya air di dalam saluran, dan
d) Sistem pengelolaan air (water management).
28
• Kehilangan air sistem pendistribusian berbeda
tergantung pada metode distribusi dan
pemberian air. Kehilangan air pada sistem
pendistribusian dengan sistem distribusi
saluran terbuka yang salurannya tidak dilapisi
ditaksir sebesar 40%. Pada sistem irigasi pipa,
kehilangan air berkisar dari 10% untuk sistem
irigasi mikro lokal dan irigasi tetes (drip
irrigation), sedangkan pada sistem irigasi
sprinkler sampai 30% (Arsyad, 2008).
29
•
Dalam praktek irigasi terjadi kehilangan air.
Kehilangan air dapat terjadi karena menguap
di saluran irigasi, rembesan dari saluran ke
luar, bahkan diambil orang untuk kebutuhan
rumah tangga atau penyadapan air secara
ilegal.
• Apabila kehilangan air sangat besar, nilai
efisiensi irigasi menjadi rendah.
30
Macam Efisensi Irigasi
• Menurut Sudjarwadi (1999) efisiensi irigasi
meliputi:
• 1. Efisiensi Pengaliran (Water conveyance
effficiency), disebut juga efisiensi penyaluran air, yaitu merupakan perbandingan
antara jumlah air yang sampai di areal irigasi
(petak persawahan) terhadap jumlah air yang
dialirkan dari bangunan sadap.
31
• Efisiensi Pengaliran (Water conveyance
effficiency).
•
Asa
EPNG 
100%
Adb
• EPNG: efisiensi pengaliran
• Asa : jumlah air yang sampai di areal irigasi
• Adb : jumlah air yang diambil dari bangunan
sadap.
32
• Faktor yang mempengaruhi efisiensi
pengaliran:
Kondisi jaringan irigasi, bangunan dan
salurannya; kehilangan air banyak terjadi
waktu pengaliran, baik karena penguapan
maupun peresapan.
Penyadapan air secara liar pada saluran
sekunder dan primer guna dialirkan secara
langsung ke petak persawahan.
33
• 2. Efisiensi Pemakaian (Water aplication
efficiency) disebut juga efisiensi pemberian air
yaitu perbandingan antara jumlah air yang
tersimpan di dalam zone perakaran selama
periode pemberian air terhadap jumlah air
yang sampai di areal irigasi (petak
persawahan).
34
Efisiensi Pemakaian
Adzp
EPMK 
100%
Asa
• EPMK : efisiensi pemakaian air,
• Adzp : jumlah air yang ditahan (tersimpan)
pada zone perakaran, selama
periode pemberian air.
• Asa
: jumlah air yang sampai di areal irigasi
35
• Faktor yg mempengaruhi efisiensi pemakaian:
Metode/cara pemberian air pada tanaman,
Sifat tanah dan bentuk topografi wilayahnya,
Luas areal pertanaman,
Kualitas air irigasi.
36
3
• 3. Efisiensi Penyimpanan (Water storage
efficiency)
• Apabila keadaan sangat kekurangan air,
jumlah air yang dibutuhkan untuk mengisi
lengas tanah pada zone perakaran adalah Asp
(air simpanan penuh) dan air yang diberikan
hanya Adk, maka refisiensi penyimpanan
adalah:
37
• Efisiensi Penyimpanan (Water storage
efficiency)
Adk
EPNY 
100%
Asp
• EPNY : efisiensi penyimpanan
• Adk : air yang diberikan
• Asp : air simpanan penuh
•
Salah satu sebab yg menimbulkan kecilnya
EPNY adalah sulitnya infiltrasi, berarti air
irigasi sulit melewati (menembus) permukaan
tanah untuk memasuki zone perakaran.
38
• Kecilnya persediaan air dan kecilnya kapasitas
infiltrasi tanah juga berpengaruh terhadap
nilai EPNY.
• Faktor yang mempengaruhi efisiensi
penyimpanan:
Tata air tanah,
Permeabilitas dan kapasitas lapang dari tanah
yang bersangkutan,
Kualitas/mutu pengolahan tanah.
39
• 4. Efisiensi Sebaran
•
Efisiensi sebaran ini sering pula disebut
efisiensi distribusi. Mengingat pentingnya
keseragaman sebaran air irigasi dalam zone
perakaran. Keadaan umum menunjukkan
suatu gejala, bahwa makin seragam sebaran
air irigasi pada zone perakaran, akan makin
baiklah produksi tanaman.
•
40
• Sebagai indikator (petunjuk) tentang efisiensi
sebaran digunakan rumus:
y
ESB  1    100%
d
• ESB : efisiensi sebaran
• y : rerata deviasi numerik dari kedalaman air
tersimpan terhadap nilai d.
• d : rerata kedalaman air tersimpan selama
periode irigasi.
•
41
• Usaha-usaha untuk meningkatkan efisiensi
pengairan, yaitu:
• 1. Memperbaiki sarana jaringan irigasi
(bangunan dan salurannya) agar
kehilangan air melalui resapan/kebocoran
dapat dikurangi.
• 2. Saluran-saluran pengangkut hendaknya
dibuat lurus, dengan kemiringan tertentu,
sehingga air dapat lancar mengalir; hal ini
dapat mengurangi kehilangan air melalui
evaporasi sepanjang saluran.
42
• 3. Lahan harus dikerjakan dengan baik dan
rata sebelum ditanami.
• 4. Curah hujan efektif di daerah irigasi yang
bersangkutan harus dimanfaatkan
semaksimal mungkin.
• 5. Menerapkan pola bercocok tanam dengan
sistim giliran (rotasi tanaman).
• 6. Petak-petak sawah yang letaknya saling
terpencar dan berukuran sempit
seyogianya dikonsentrasikan menyatu
sehinggaa menjadi unit yang lebih efektif.
43
• 7. Mempersingkat waktu pengolahan tanah
dan membuat persemaian di satu tempat
untuk masing-masing kelompok petak
persawahan.
• 8. Petani-petani pemakai air harus dilatih dan
dibiasakan menggunakan air secara wajar,
sehingga mereka dapat melakukan
pemberian air dalam jumlah yang
proporsional pada saat yang tepat, tidak
berlebihan.
44
Kehilangan air utama pada saluran adalah
rembesan. Menurut Arsyad (2010), penyebab
rembesan adalah:
 Sifat tanah yang dilalui saluran. Rembesan
saluran besarnya dari 50 mm/hari pada tanah
liat, sampai 500 mm/hari pada tanah
berpasir.
45
 Geometri saluran. Lebih dalam air di dalam
saluran semakin besar rembesan dan
semakin besar parameter basah, semakin
besar kemungkinan rembesan.
 Dalamnya air bawah tanah. Semakin jauh
letak permukaan air bawah tanah dari
saluran semakin besar rembesan.
 Kandungan sedimen di dalam air yang
disalurkan. Kandungan sedimen yang tinggi
akan dengan cepat menutupi pori-pori tanah
yang akan memperkecil rembesan.
46
•
Kehilangan air pada saluran-saluran
biasanya tinggi, yaitu berkisar antara 20-45%
untuk saluran primer dan sekunder. Salah satu
cara untuk meningkatkan efisiensi air yang
disalurkan untuk irigasi adalah mengurangi
volume air yang hilang oleh rembesan selama
perjalanan air melalui saluran ke lahan-lahan
tani dengan melapisi saluran.
47

Menurut Arsyad (2008), beberapa alasan
teknis untuk melapisi saluran air adalah:
1) Berkurangnya air hilang oleh rembesan,
2) Meningkatnya kapasitas saluran melepaskan
air (discharge capacity),
3) Terhambatnya pertumbuhan gulma,
4) Berkurangnya waterlogging,
5) Tercegahnya erosi tebing saluran,
6) Distribusi air lebih merata,
7) Terhindarnya kerusakan lahan yg berdekatan,
8) Berkurangnya biaya drainase.
48
•
Penelitian di Nebraska, Amerika Serikat,
menunjukkan bahwa pelapisan saluran primer
dengan beton dapat mengurangi kehilangan
air dari 300 mm/hari menjadi 140 mm/hari,
sedangkan di India menunjukkan bahwa
pelapisan dengan beton dapat mengurangi
kehilangan air oleh rembesan sebesar 50% di
saluran primer dan 45% di saluran distribusi
(sekunder dan tersier) (Plusquellec and Ochs,
2003 dalam Arsyad, 2010).
•
49
• Efisiensi pemakaian air pada tingkat lapangan
atau petak usaha tani akan meningkat jika air
yang masuk merata ke seluruh petak. Masuknya air ke petak usaha tani secara merata sulit
dicapai jika permukaan tanah tidak rata, yang
akan mengakibatkan rendahnya efisiensi
pemakaian air dan hasil tanaman yang tidak
baik.
50
• Peningkatan efisiensi pemakaian air pada
tingkat lapangan atau petak usaha tani selain
dari meratakan permukaan tanah, dapat
dilakukan dengan:
1) Penggunaan tanaman berumur pendek.
Penggunaan tanaman berumur 90 hari akan
menghemat banyak air dari pada tanaman
berumur 120 hari,
2) Perbaikan genetik tanaman. Seleksi tanaman
yang kebutuhan airnya lebih rendah,
51
3) Penggenangan air lebih rendah pada
tanaman padi sawah dan cara pengolahan
tanah sawah memperbaiki efisiensi
pemakaian air pada padi sawah,
4) Pemberian air padi di bawah kandungan air
kapasitas lapang untuk tanaman bukan padi
sawah, akan meningkatkan efisiensi
pemakaian air.
52
5) Penggunaan sisa tanaman dan mulsa plastik
dan berbagai metode konservasi tanah,
6) Pergiliran pemberian air, berdasarkan saluran
sekunder, tersier atau petak sawah.
53
C. Metode Drainase
•
Dalam praktek irigasi, kelebihan air harus
dibuang ke luar areal irigasi agar muka air
tanah tidak naik sampai zone perakaran daan
merendam akar tanaman. Bila akar tanaman
terendam air dapat mengganggu
pertumbuhan tanaman, bahkan dapat
membusukkan akar.
•
54
•
Drainase pada keadaan khusus kadangkadang memerlukan pemasangan pipa-pipa di
bawah permukaan tanah, dan sistem ini
disebut drainase bawah tanah.
• Sistem drainase yang umum dipakai pada
usaha pertanian khususnya untuk persawahan
adalah sistem drainase permukaan, dengan
pembuatan parit-parit drainase serta
mengalirkan kelebihan air dengan prinsip
pengaliran pada saluran terbuka.
55
• Saluran drainase Permukaan tanah
•
Saluran drainase
•
Garis muka air tanah
•
Muka air di selokan drainase
•
• Gambar Muka Air Tanah di Antara Dua
Saluran Drainase
56