crop water productivity (cwp) lahan tadah hujan … filepada tanaman ekonomis di gondangrejo,...
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
CROP WATER PRODUCTIVITY (CWP) LAHAN TADAH HUJAN
DENGAN PEMANFAATAN EMBUNG SEBAGAI IRIGASI TAMBAHAN
PADA TANAMAN EKONOMIS DI GONDANGREJO, KARANGANYAR
TESIS
Untuk memenuhi sebagai persyaratan
guna memperoleh derajat Magister Pertanian
pada Program Studi Agronomi
Oleh
Arief Noor Rachmadiyanto
S611208002
PROGRAM STUDI AGRONOMI
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2014
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ii
CROP WATER PRODUCTIVITY (CWP) LAHAN TADAH HUJAN
DENGAN PEMANFAATAN EMBUNG SEBAGAI IRIGASI TAMBAHAN
PADA TANAMAN EKONOMIS DI GONDANGREJO, KARANGANYAR
oleh
Arief Noor Rachmadiyanto
S611208002
telah disetujui oleh Tim Pembimbing
Kedudukan Pembimbing
Nama Tanda Tangan
Tanggal
Pembimbing I Komariah, S.T.P., M.Sc., Ph.D.NIP. 19780523 200812 2 001
Pembimbing II Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P.NIP. 19631123 198703 2 002
Mengetahui,
Ketua Program Studi Agronomi
Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S.NIP. 19590711 198403 1 002
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iii
CROP WATER PRODUCTIVITY (CWP) LAHAN TADAH HUJAN
DENGAN PEMANFAATAN EMBUNG SEBAGAI IRIGASI TAMBAHAN
PADA TANAMAN EKONOMIS DI GONDANGREJO, KARANGANYAR
yang dipersiapkan dan disusun oleh
Arief Noor Rachmadiyanto
S611208002
telah dipertahankan di depan Tim Penguji
pada tanggal : 6 Juni 2014
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Susunan Tim Penguji
Kedudukan Penguji
Nama Tanda Tangan
Tanggal
Ketua Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S.NIP. 19590711 198403 1 002
Anggota 1. Komariah, S.T.P., M.Sc., Ph.D.NIP. 19780523 200812 2 001
2. Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P.NIP. 19631123 198703 2 002
1.
2.
Mengetahui,
Direktur Program Pascasarjana Ketua Program Studi Agronomi
Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S. Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S.
NIP. 19610717 198601 1 001 NIP. 19590711 198403 1 002
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iv
PERNYATAAN ORISINALITAS / KEASLIAN TESIS
Dengan ini menyatakan bahwa sepanjang pengetahuan saya, di dalam
naskah Tesis ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain
untuk memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi, dan tidak terdapat
karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali
yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber
kutipan dan daftar pustaka.
Apabila ternyata di dalam naskah Tesis ini dapat dibuktikan terdapat
unsur-unsur jiplakan, saya bersedia Tesis ini digugurkan dan gelar akademik yang
telah saya peroleh (Magister Pertanian) dibatalkan, serta diproses sesuai peraturan
perundang-undangan yang berlaku.
Surakarta, 16 Juni 2014
Arief Noor RachmadiyantoNIM. S611208002
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis Crop
water productivity (CWP) lahan tadah hujan dengan pemanfaatan embung sebagai
Tesis ini
disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Master
Pertanian di Program Pascasarjana UNS.
Dalam penulisan tesis ini tentunya tidak lepas dari bantuan, bimbingan
dan dukungan berbagai pihak, sehingga penulis tak lupa mengucapkan terima
kasih kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S. selaku Direktur Program Pascasarjana UNS.
2. Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S. selaku Ketua Program Studi Agronomi, Program
Pascasarjana UNS dan Ketua Penguji.
3. Dr. Ir. Subagiya, M.P. selaku Sekretaris Program Studi Agronomi, Program
Pascasarjana UNS dan Sekretaris Penguji.
4. Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. selaku Pembimbing Utama.
5. Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P. selaku Pembimbing Pendamping.
6. Bapak Ibu Dosen Program Studi Agronomi, Program Pascasarjana UNS yang
telah memberikan ilmu yang bermanfaat.
7. Keluarga tersayang, ibu Suratmi, A.Ma.Pd., bapak Paryanto, S.Pd.SD., adik
Annisa Noor Rachmawati, dan Yuly Astriani, S.P. yang telah memberikan
dukungan baik materi, semangat, dan doa.
8. Bapak Waluyo, bapak Man, dan warga masyarakat Dk. Nggemblung Kulon,
Ds. Wonosari, Kec. Gondangrejo yang telah membantu dan menerima kami
sebagai keluarga masyarakat.
9. Arthanur, Nana, mb. Hardian, Tim Penelitian SFR Gondangrejo, rekan-rekan
S2 Agronomi, Solmated, adik-adik tingkat Agroteknologi 2009, 2010, 2011
yang selalu mendukung dan membantu dalam penelitian di lapangan dan
laboratorium.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vi
10. Keluarga besar Gifu University, Japan: Senge sensei, Onishi sensei, Ito
sensei, Hiramatsu sensei, bapak DP. Ariyanto, mas Zaki, mb. Sofa, dan mb.
Diana yang telah memberikan masukan dan tambahan ilmu ketika di Japan
dan Indonesia.
11. Semua pihak yang telah membantu dalam kelancaran penelitian ini, yang
tidak bisa saya sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan
kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik demi
kesempurnaan karya ini. Akhirnya penulis berharap, semoga tesis ini dapat
memberikan manfaat kepada kita semua.
Surakarta; Gifu-shi, Japan, 03 Maret 2014
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vii
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul..................................................................................................... iHalaman Persetujuan........................................................................................... iiHalaman Pengesahan .......................................................................................... iiiPernyataan Orisinalitas / Keaslian Tesis ............................................................. ivKata Pengantar .................................................................................................... vDaftar Isi.............................................................................................................. viiDaftar Tabel ........................................................................................................ xiDaftar Gambar..................................................................................................... xDaftar Lampiran .................................................................................................. xiAbstrak ................................................................................................................ xiiAbstract ............................................................................................................... xiii
I. PENDAHULUAN....................................................................................... 1A. Latar Belakang ...................................................................................... 1B. Rumusan Masalah................................................................................. 3C. Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................. 4
1. Tujuan Penelitian ........................................................................... 42. Manfaat Penelitian ......................................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA............................................................................. 5A. Isu Perubahan Iklim dan Ketersediaan Air terhadap Pertanian ............ 5B. Embung/Small Farm Reservoir (SFR).................................................. 7C. Kebutuhan Air Tanaman....................................................................... 8D. Crop Water Productivity (CWP) .......................................................... 10E. Irigasi Tambahan/Supplemental Irrigation dari SFR ........................... 11F. Sistem Irigasi Budidaya Padi (Oryza sativa L.) di Lahan Tadah
Hujan ..................................................................................................... 12G. Sistem Irigasi Budidaya Cabai Rawit (Capsicum frutescens L.) di
Lahan Tadah Hujan ............................................................................... 13H. Sistem Irigasi Budidaya Jagung Manis (Zea mays L. var. saccharata
(Sturtev.) di Lahan Tadah Hujan .......................................................... 14
III. METODE PENELITIAN .......................................................................... 16A. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................... 16B. Bahan dan Alat Penelitian..................................................................... 16
1. Bahan Penelitian ............................................................................ 162. Alat Penelitian................................................................................ 16
C. Tata Laksana Penelitian ........................................................................ 171. Komoditas Padi (Oryza sativa L.) ................................................. 172. Komoditas Cabai Rawit (Capsicum frutescens L.)........................ 203. Komoditas Jagung Manis (Zea mays L. var. saccharata
(Sturtev.)........................................................................................ 22D. Cara Analisis Data ................................................................................ 24
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
viii
E. Parameter atau peubah .......................................................................... 241. Parameter Tanah ............................................................................ 242. Parameter Tanaman ....................................................................... 25
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 26A. Efisiensi dan Kecukupan Air Embung.................................................. 26B. Kondisi Cuaca ....................................................................................... 30
1. Curah Hujan ................................................................................... 302. Suhu Udara .................................................................................... 323. Kelembaban Udara ........................................................................ 334. Intensitas Radiasi Matahari............................................................ 345. Ultraviolet ...................................................................................... 356. Evapotranspirasi............................................................................. 36
C. Karakteristik Tanah............................................................................... 38D. Pertumbuhan Tanaman ......................................................................... 45E. Produksi Tanaman ................................................................................ 47F. Crop Water Productivity (CWP) .......................................................... 50
V. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 53A. Kesimpulan ........................................................................................... 53B. Saran ..................................................................................................... 53
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................ 54
LAMPIRAN....................................................................................................... 59
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Pemupukan padi per petak .............................................................. 19
Tabel 2. Pemupukan cabai rawit per petak ................................................... 21
Tabel 3. Pemupukan jagung per petak .......................................................... 23
Tabel 4. Parameter tanah .............................................................................. 24
Tabel 5. Parameter padi ................................................................................ 25
Tabel 6. Parameter cabai rawit ..................................................................... 25
Tabel 7. Parameter jagung ............................................................................ 25
Tabel 8. Total kebutuhan air tanaman sesuai perlakuan dan estimasi
kecukupan air SFR .......................................................................... 27
Tabel 9. Kehilangan air SFR aktual .............................................................. 28
Tabel 10. Sifat kimia tanah ............................................................................. 41
Tabel 11. Unsur hara esensial ......................................................................... 41
Tabel 12. Kebutuhan pupuk anorganik ........................................................... 60
Tabel 13. Perhitungan ETo ............................................................................. 62
Tabel 14. Pemberian air pada padi musim tanam 1 ........................................ 63
Tabel 15. Pemberian air pada cabai rawit musim tanam 1 ............................. 63
Tabel 16. Pemberian air pada jagung manis musim tanam 1 ......................... 64
Tabel 17. Pemberian air pada padi musim tanam 2 ........................................ 64
Tabel 18. Pemberian air pada cabai rawit musim tanam 2 ............................. 65
Tabel 19. Pemberian air pada jagung manis musim tanam 2 ......................... 65
Tabel 20. Hasil uji F (Fisher test) ................................................................... 67
Tabel 21. Hasil uji Duncan's Multiple Range Test (DMRT) .......................... 69
Tabel 22. Hasil uji Korelasi ............................................................................ 72
Tabel 23. Kesesuaian lahan ............................................................................ 75
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Denah tanam .............................................................................. 18
Gambar 2. Peta lokasi embung (SFR) ......................................................... 26
Gambar 3. Ketinggian permukaan air dan volume air SFR aktual .............. 29
Gambar 4. Curah hujan musim tanam 1 dan 2 ............................................ 30
Gambar 5. Perbandingan neraca air bulanan ............................................... 30
Gambar 6. Suhu udara musim tanam 1 dan 2 .............................................. 32
Gambar 7. Kelembaban musim tanam 1 dan 2 ............................................ 33
Gambar 8. Intensitas radiasi matahari musim tanam 1 dan 2 ...................... 34
Gambar 9. Ultraviolet musim tanam 1 dan 2 ............................................... 35
Gambar 10. Evapotranspirasi musim tanam 1 dan 2 ..................................... 36
Gambar 11. Kondisi tanaman pada dua musim tanam .................................. 37
Gambar 12. Tekstur dan kondisi air tanah ..................................................... 38
Gambar 13. Pertumbuhan dan indeks luas daun ............................................ 45
Gambar 14. Hasil produksi tanaman ............................................................. 47
Gambar 15. Foto komoditas tanaman ............................................................ 49
Gambar 16. Crop water productivity ............................................................. 50
Gambar 17. Hukum minimum Liebig ........................................................... 59
Gambar 18. Kerangka berfikir ....................................................................... 78
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Perhitungan kebutuhan pupuk .................................................... 59
Lampiran 2. Kebutuhan air tanaman ............................................................... 62
Lampiran 3. Perhitungan Crop water productivity ......................................... 66
Lampiran 4. Hasil uji F (Fisher test) ............................................................... 67
Lampiran 5. Hasil uji Duncan's Multiple Range Test (DMRT) ...................... 69
Lampiran 6. Hasil uji Korelasi ........................................................................ 72
Lampiran 7. Kesesuaian lahan ........................................................................ 75
Lampiran 8. Kerangka Berfikir ....................................................................... 78
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xii
ABSTRAK
Arief Noor Rachmadiyanto. S611208002. 2014. Crop Water Productivity(CWP) Lahan Tadah Hujan dengan Pemanfaatan Embung sebagai Irigasi Tambahan pada Tanaman Ekonomis di Gondangrejo, Karanganyar. Tesis. Pembimbing 1 : Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. Pembimbing 2 : Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P. Program Studi Agronomi, Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Perubahan iklim telah menimbulkan perubahan pola curah hujan, akibatnya short drought sering terjadi di Gondangrejo, Karanganyar. Small farm reservoir (SFR) merupakan salah satu solusi memanen hujan pada musim kemarau dan dapat digunakan lagi sebagai supplemental irrigation (SI). Tujuan penelitian ini adalah mengetahui efisiensi penggunaan dan kecukupan pemanfaatan air sebagai SI berdasarkan kebutuhan air tanaman (ETc) terhadap crop water productivity (CWP) komoditas ekonomis (padi, cabai rawit, jagung manis). Perhitungan CWP berdasarkan produksi tanaman aktual (kg/ha) dibagi dengan jumlah air irigasi yang diberikan (mm). Rancangan perlakuan menggunakan Rancangan Acak Kelompok Lengkap satu faktor (0, 25, 50, 75, 100% ETc) dengan lima ulangan. Analisis data menggunakan Fisher Test 5% dilanjutkan Duncan Multiple Range Test 5% jika berpengaruh nyata. Hasil penelitian menunjukkan bahwa air dari SFR cukup, namun tidak efisien akibat kehilangan air 1,9 kali lebih besar dibanding total kebutuhan air tanaman selama dua musim tanam (14,544 m3). Pemberian irrigasi tidak memberikan pengaruh terhadap CWP semua komoditas ketika curah hujan telah mencukupi. Tingkat kesesuaian lahan terbaik dengan SI secara berurutan adalah padi, jagung manis, dan cabai rawit.
Kata kunci : short drought, small farm reservoir, supplemental irrigation, crop evapotranspiration, crop water productivity
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiii
ABSTRACT
Arief Noor Rachmadiyanto. S611208002. 2014. Crop Water Productivity (CWP) with The Small Farm Reservoir (SFR) as A Supplemental Irrigation for Cash Crop on Rainfed Area in Karanganyar Regency, Indonesia. Thesis. Supervisor 1 : Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. Supervisor 2 : Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P. Study Program of Agronomi, Graduated School, Sebelas Maret University, Surakarta
Precipitation patterns have changed due to climate change, consequently lead to frequent short drought in Karanganyar Regency, Indonesia. Small farm reservoir (SFR) is one of the water harvesting methods on farm lands, and the harvested water can be used for supplemental irrigation (SI) during dry season. The purposes of the research are to determine the efficiency and sufficiency of irrigation water based on crop evapotranspiration (ETc); and crop water productivity (CWP) of cash crop (paddy, chili, sweet corn). CWP was calculated by dividing the actual crop production (kg/ha) by the total number of irrigation water (mm). The experiment included five treatments of irrigation levels (0. 25. 50. 75. and 100% ETc) with five replications. Data analysis used Fisher Test (F-test) 5%, followed with Duncan Multiple Range Test 5%, when the F-test showed significant different. The results showed that water from SFR was estimated to be sufficient but inefficient due to water loss 1.9 higher than the total needs during two cropping seasons (14.544 m3). Supplemental irrigation did not affect the CWP, when rainfall was adequate.
Key words : short drought, small farm reservoir, supplemental irrigation, crop evapotranspiration, crop water productivity