PENGUKURAN KANDUNGAN AIR TANAH                      PADA TANAMAN JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)                        M...
Multimeter dapat dipergunakan tanpa menggunakan        KHz. Sensor dan bahan yang dipergunakan adalahpipa PVC, karena masi...
termasuk evaporasi tanah serta intersepsi kanopi                                             bunga mekar (MF) sangat kecil...
30.00                                                                         35.00                                       ...
Kerapatan      populasi    juga     mempengaruhi      DAFTAR PUSTAKAkandungan air tanah yang pada populasi rapat          ...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Gustir 25-29

430

Published on

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
430
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
5
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Gustir 25-29

  1. 1. PENGUKURAN KANDUNGAN AIR TANAH PADA TANAMAN JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) MEASUREMENT WATER SO IL CONTENT TO CROP MODELING OF JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)) Gusti Rusmayadi Jurusan Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian UNLAM Jl. Jend. A. Yani Km.36 PO Box 1028 Banjarbaru 70714 e-mail: grusmayadi@yahoo.com.sg ABSTRACTManagement strategies development for efficient water utilization of crop production req uires sensitivemeasurements of changes in soil water content on a dynamic basis. Many of the methods currently used formeasuring these changes are destructive, slow, or relatively expensive for large -scale investigations. Asensor that low-cost, nondestructive soil moisture sensor for measuring changes in soil volumetric watercontent on the basis of changes in the dielectric constant of the soil water were available. So, this researchwas carried out to quantify soil water content on Jatropha under rainf all condition, four levels of nitrogenfertilizer (N) and two population densities (P). The experiments used a systematic Nelder fan design with 9spokes and 4 rings were conducted at SEAMEO-BIOTROP field experiment in 2007. Calibration in depth 0 - 2 2 220 cm and 20-40 cm are ỳ=-1.3225x +7.4968x+11.669, R =0.37 dan ỳ=-1.5946x +10.909x+ 8.3394, 2R =0.70, resvectively. Based on field test this instrument can use to measurement soil water content andactual evapotranspiration calculation with variation of nitrogen fe rtilizer and population densities.Keywords: Instrument, Jatropha and Soil water content ABSTRAKPerkembangan dari strategi pengelolaan penggunaan air yang efisien dalam produksi tanaman memerlukanpengukur yang peka terhadap perubahan kandungan air tan ah yang dinamis. Beberapa metode sekarangdalam mengukur perubahan tersebut menggunakan metode destruktif, lambat dan relatif mahal padapenelitian skala besar Suatu alat pengukur yang berbiaya murah telah tersedia, yaitu sensor kadar air tanahnon-destruktif untuk mengukur kandungan air tanah volumetrik dengan basis dielektrik konstan darikandungan air. Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi pengukuran fluktuasi kandungan air tanah olehsensor kadar air tanah pada pertanaman Jarak Pagar dengan kondis i empat tingkat pemberian nitrogen (N)dan dua kerapatan populasi (P) pada lahan tadah hujan. Percobaan disusun menurut Fan Nelder designdengan 9 spoke dan 4 ring dilakukan pada kebun percobaan SEAMEO -BIOTROP tahun 2007. Kalibrasi 2 2pada kedalaman 0 – 20 dan 20 – 40 cm masing-masing adalah ỳ=-1.3225x +7.4968x+11.669, R =0,37 dan 2 2ỳ=-1.5946x +10.909x+ 8.3394, R =0,70. Berdasarkan pengujian lapang, alat tersebut dapat dipergunakanuntuk mengukur kandungan air tanah dan perhitungan evapotranspirasi aktual dengan perlakuan pemberiannitrogen dan kepadatan populasi yang bervariasi.Kata kunci: Instrument, Jarak Pagar, kandungan air tanah dan evapotranspirasi aktualPENDAHULUAN sederhana yang menggunakan pendekatan pengukuran konduktivitas listrik dapat digunakan Cara konvensional mengukur kandungan air menduga kandungan air tanah.tanah yang masih dipergunakan sampai sekarang Sensor yang dipergunakan di sini berbedaadalah metode gravitasi metrik atau gravimetrik dengan sensor kadar air tanah yang sudahdengan mengambil contoh tanah, kemudian tanah di dikembangkan saat ini seperti neutron probe yangoven sampai kering dan dihitung selisih berat basah relatif mahal atau ECH2O dielectric Aquameterterhadap berat keringnya. Proses ini memerlukan Model EC20 probe (McMichael & Lascano, 2003).waktu dan upaya yang cukup banyak untuk Kedua alat terakhir ini memerlukan akses berupamendapatkan data yang akurat karena contoh tanah pipa PVC, sementara itu sensor tipe 303 Digitalyang diambil cukup banyak . Tehnik elektronik Volume 18 Nomor 3 April 2011 25
  2. 2. Multimeter dapat dipergunakan tanpa menggunakan KHz. Sensor dan bahan yang dipergunakan adalahpipa PVC, karena masing-masing batang sensor sepasang elektroda, sakelar elektronik (IC 4066),dilapisi oleh isolator. Multivibrator Astable (IC 4047), dan Multimeter Kepekaan alat ini dievaluasi pada suatu (DVM).pertanaman Jarak Pagar yang diberi perlakuan Dengan pendekatan teknik elektronik sederhana,empat tingkat pemberian nitrogen pada dua tingkat kandungan air tanah dapat diduga dengankerapatan populasi. Peran pengukuran kandungan mengukur konduktivitas listriknya. Teknik iniair tanah ini menjadi penting karena karakteristik memerlukan sepasang elektroda yang dibenamkanJarak Pagar memerlukan nitrogen yang banyak dan kedalam tanah. Air dalam tanah berupa larutandianjurkan penanamannya pada lahan marginal. elektronik sehingga medan listrik akan Penanaman jarak pagar dianjurkan untuk lahan mempengaruhi posisi ion-ion dalam tanah.marginal dan kebutuhan air tanamannya relatif Kecepatan gerakan ion (terbaca sebagai day asedikit. Menurut Sukarin et al. (1987) dan Aker, hantar listrik) merupakan fungsi kandungan air(1997) variabilitas iklim curah hujan mengendalikan tanahnya. Alat ukur daya hantar listrik padapenggunaan air pada kondisi air yang terbatas umumnya memberi medan listrik DC pada keduadalam produksi jarak pagar. elektroda. Untuk larutan elektrolit medan listrik akan Jarak pagar merupakan tanaman yang dapat menghasilkan polarisasi sehingga konduktivitasmenyimpan air pada daun dan akarnya selama tidak terukur. Untuk itu medan listrik yang diberikanmusim kering (Prihandana & Hendroko, 2007) dan pada sepasang elektrodanya harus berupa listrik ACtermasuk tanaman succulent yang daunnya dengan frekuensi ± 1 KHz.menutup dimusim kering, jadi tanaman ini memiliki Nilai kandungan air tanah diperoleh dari fungsiadaptasi yang sangat baik dan luas di wilayah - nilai resistansi yang tertera pada alat ukur.wilayah kering dan semi kering (Heller, 1996). Berdampak kalibrasi terhadap kandungan air ya ngNamun, kekeringan dapat membatasi nitrogen (N) mudah diketahui dari jenis tanah tertentu makayang dapat diserap tanaman, melalui pengurangan pengukuran kandungan air tanah yang cepat danlaju mineralisasi N. Hujan yang terlalu tinggi dapat akurat dapat diperoleh. Akurasi pengukuranmenyebabkan kehilangan N dari tanah melalui kandungan air tanah lebih dipengaruhi oleh jumlahpencucian dan denitrifiksasi. Pada tanah alkalin pengambilan contoh pengamatan dari pada akurasitinggi, N dapat hilang karena votalisasi ( Matthews, alatnya sendiri.2002). Jadi, penelitian ini memerlukan instrument Percobaan lapangyang handal untuk mengetahui fluktuasi kandunganair tanah pada lingkungan yang beragam dalam hal Percobaan disusun menurut Nelder Fan Designini adalah perlakuan nitrogen dan kerapatan (Mark, 1983). Setiap plot terdiri dari 9 spoke dan 4populasi. ring. Nitrogen (N) yang diberikan adalah W1N0 (0 g Penelitian ini dimaksudkan untuk mengevaluasi Urea/pohon), W1N1 (20 g Urea/pohon), W1N2 (40 gkepekaan instrument kadar air tanah tipe 303 Digital Urea/pohon), dan W1N3 (60 g Urea/pohon). SetiapMultimeter dalam melacak perubahan kandungan air ring ditempatkan populasi tanaman (P) W1P1 (17 2tanah yang dinamis pada perlakuan nitrogen dan 698 tanaman/ha atau 1.7 tanaman/m ) dan W1P2 2kerapatan populasi di bawah kondisi lahan tadah (3.246 tanaman/ha atau 0.32 tanaman/m ). Padahujan. percobaan ini biji ditanam tanggal 18 April dan dipanen pada 22 Oktober 2007.METODE PENELITIAN PengamatanBahan dan Alat 1 Sifat fisik dan kimia tanah di lokasi percobaan Pupuk Urea sesuai perlakuan diberikan /2 dosissaat tanam dan 90 HST. SP -36 dan KCl masing- sebagai berikut. Nilai pF 2.54 = 36,28% dan pF 4.2 -3masing sebesar 20 g/pohon (Hambali et al. 2006) = 27,48% (% volume) dengan bobot isi 1,42 g cm , -1diberikan saat tanam. Populasi IP -1P digunakan laju permeabilitas 2,13 cm jam (lambat), N totalsebagai benih. Fungisida, furadan, dan insektisida 0,18% (rendah), pH 5,6 (agak masam), nisbah C/Nuntuk pemeliharaan tanaman. Alat yang digunakan sebesar 9,3, dan bahan organik sebesar 2,92%. -1adalah kandungan air tanah portabel tipe 303 Digital Unsur iklim selain curah hujan (mm hari )Multimeter. diambil dari stasiun Branang -Siang sekitar 1 km dari -2 -1 lokasi percobaan, yaitu radiasi surya ( MJ m hari ),Metode suhu udara ( C), kelembapan nisbi (%), danInstrument Kandungan Air Tanah tipe 303 Digital -1 kecepatan angin (m s ) yang diperlukan untukMultimeter mensimulasi model neraca air.Prinsip dasar kerja alat adalah mengukur daya Kandungan air tanah (KAT) diukur selang 7 harihantar listrik tanah dengan multimeter (DVM). Alat pada setiap kedalaman 20 cm pada titik yang tetapini dapat mengubah polaritas dengan frekuensi 1 menurut plot percobaan. Evapotranspirasi tanaman26 ISSN 0854-2333
  3. 3. termasuk evaporasi tanah serta intersepsi kanopi bunga mekar (MF) sangat kecil yaitu 0,01 dan 0,18tanaman, diukur berdasarkan KAT pada saat t -1 dan atau kurang dari 0,5 ETp yang berarti pada periodet serta curah hujan (Angus & van Herwaarden, 2001; ini pemenuhan kebutuhan air tanaman kurang dariChen et al. 2003): 50%. Kalibrasi alatETa t SWC t SWC t 1 CH t Dt (29) Setiap instrument memerlukan kalibrasi untuk menterjemahkan bacaan sensornya dengan lokasiETat: evapotranspirasi tanaman (mm) pada saat t; tempat alat tersebut dipergunakan. Dalam kalibrasi,SWC: KAT rata-rata seluruh profil (mm); CH: curah titik sensor alat melibatkan pengambilan contohhujan (mm); D: drainase (mm), yang pada tanah, kemudian dihitung menurut metodepercobaan ini tidak diukur dan diabaikan gravimetrik, contoh tanah di oven sampai keringberdasarkan Payne et al. (2001), demikian pula baru dihitung selisih berat basah terhadap beratdengan limpasan permukaan karena lahan keringnya. Bacaan sensor kandungan air tanah tipepercobaan relatif datar. 303 Digital multimeter dan metode gravimetrikHASIL DAN PEMBAHASAN disajikan pada Tabel 1. Hasil kalibrasi pada kedalaman 0 – 20 dan 20 –Kondisi Iklim 40 cm disajikan pada Gamb ar 2. Bentuk kuadratik Curah hujan (CH) yang diterima sebesar 570,4 terlihat lebih mendekati bacaan sensor denganmm dan evapotranspirasi potensial (ETp) sebesar kandungan air tanah di lapangan. Kepekaan sensor628,9 mm, sehingga pada periode tanam ini secara yang sudah dikalibrasi ini akan dievaluasi padaklimatologis terjadi défisit air. Nisbah CH/ETp kemampuannya dalam membedakan perlakuan -mempengaruhi fluktuasi air tanah. Oleh karena perlakuan yang diberikan pada pertanaman Jaraksebaran curah hujan tidak merata (Gambar 1), maka Pagar.nisbah CH/ETp pada fase kuncup bunga (KB) dan 120 8.0 KB BM 7.0 100 6.0 Curah hujan (mm ) Evapotranspirasi (mm) 80 5.0 60 4.0 3.0 40 2.0 20 1.0 0 0.0 Julian date Julian date Gambar 1. Peubah curah hujan dan evapotranspirasi harian selama percobaan. Figure 1. Dayly Rainfall and evaporation variable as long as experiment Tabel 1. Kalibrasi instrument tipe 303 Digital multimeter Table 1. Instrument calibration 303 Digital Multimeter Type Kedalaman pengukuran (cm) 0 – 20 20 – 40 Titik pengukuran X (sensor) Y (gravimetrik) X (sensor) Y (gravimetrik) 1 2.25 21.34 0.99 19.98 2 1.07 16.71 2.85 24.13 3 1.24 4.03 20.73 24.31 4 2.42 2.55 18.16 25.32 5 3.24 1.98 26.71 30.12 6 0.72 0.92 12.98 14.19 7 4.57 5.96 17.14 17.62 8 0.67 0.79 20.11 13.97 Volume 18 Nomor 3 April 2011 27
  4. 4. 30.00 35.00 30.00 y = 0.6355x + 19.61 25.00 R2 = 0.0393 25.00 20.00 KAT (%) KAT (%) 20.00 2 15.00 y = -1.5946x + 10.909x + 8.3394 2 y = -1.3225x + 7.4968x + 11.669 15.00 R2 = 0.6956 10.00 2 R = 0.3753 10.00 5.00 5.00 0.00 0.00 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 6 7 KAT (kvol) KAT (kvolt) Gambar 2. Kalibrasi instrument tipe 303 Digital Multimeter pada kedalaman 0 – 20 dan 20 – 40 cm. Figure 2. Instrument calibration 303 Digital Multimeter type in depth 0-20 cm and 40 cm.Pengukuran Kandungan air tanah instrument ini berdasarkan kecepatan gerakan ion yang terbaca sebagai daya hantar listrik dan Kandungan air tanah pada kedalaman tanah 0 - merupakan fungsi kandungan air tanahnya.20 dan 0-100 cm selama percobaan diperlihatkan Semakin tinggi pemberian nitrogen, maka air yangpada Gambar 3. Kandungan air tanah mengalami diperlukan untuk mineralisasi nitrogen, lebih besarpenurunan sejak fase kuncup bunga (KB). dibandingkan dengan pemberian nitrogen yangPenurunan kandungan air tanah tersebut berkaitan rendah. Air dalam tanah berupa larutan elektronikdengan curah hujan yang relatif kecil selama sehingga medan listrik akan mempengaruhi posisiperiode tersebut (Gambar 1). Selama periode ion-ion dalam tanah dan larutan ion semakin aktifpertumbuhan, kandungan air tanah pada perlakuan pergerakannya. Ini berarti alat kadar air tanahpemupukan nitrogen (W1N1–W1N3), terjadi tersebut dapat menjangkau baik pada air tanahpenurunan yang lebih besar dibandingkan dengan banyak (W1N0) ataupun sedikit (W1N1 -W1-N3).tanpa pemupukan (W1N0) (Gambar 3). Prinsip kerja 100,0 W1N0 KB BM W1N1 90,0 W1N2 A W1N3 80,0 W1P1 W1P2 70,0 ) ( m c 0 2 - 60,0 pupuk K 50,0 0 , T A 153 167 181 202 216 230 244 258 272 283 Pengamatan (mingguan) 375,0 350,0 pupuk B 325,0 KB 300,0 275,0 250,0 ) (225,0 m c 0 1 W1N0 - W1N1 200,0 W1N2 175,0 0 , T A K Pengamatan (mingguan) Gambar 3. Kandungan air tanah pada 0 - 20 cm (a) dan 0 – 100 cm (b) dengan peningkatan pemberian nitrogen dan kerapatan populasi . Figure 3. Soil Water Content in depth 0 -20 cm (a) and 0-100 cm (b) according to increasing nitrogen supply and population density.28 ISSN 0854-2333
  5. 5. Kerapatan populasi juga mempengaruhi DAFTAR PUSTAKAkandungan air tanah yang pada populasi rapat Aker CL. 1997. Growth and reproduction of Jatropha(W1P1) lebih kecil dibandingkan populasi sedang curcas. Di dalam: G.M. Gübitz, M. Mittelbach &(W1P2). Peningkatan penggunaan kandungan ai r M. Trabi, Biofuels and industrial products fromtanah akan mempengaruhi jumlah air yang akan Jatropha curcas. Dbv-Verlag, Graz: 2-18.dievapotranspirasikan. Air diperlukan dalam mineralisasi nitrogen yang Angus AF & van Herwaarden JF. 2001. Increasingselanjutnya diperlukan sebagai sarana Water Use and Water Use Efficiency in Drylandpengangkutan unsur hara. Oleh karena itu, pada Wheat. Agron. J. 93:290–298.perlakuan pemupukan nitrogen (defisit air W1N1, Arkebauer TJ, Weiss A, Sinclair TR & Blum A. 1994.W1N2 dan W1N3 masing-masing sebesar -44.5; - In defence of radiation use efficiency: a54.2 dan -80.1) terlihat kandungan air tanah yang response to Demetriades-Shah et al. (1992).menurun dengan cepat dibandingkan tanpapemupukan (defisit air sebesar -33.5 mm). Hal ini Agric. For. Meteorol. 68:221-227.yang menyebabkan evapotranspirasi aktual Budianto B. 2004. Instrumentasi Meteorologitanaman semakin besar. Evapotranspirasi W1N0 Elektronik. Di dalam. Pelatihan Dosen PT sesebesar 399.1 mm sementara itu W1N3 sebesar Indonesia Timur bidang Pemodelan dan491.0 mm. Perhitungan evapotranspirasi ini Simulasi Komputer untuk Pertanian. Bogor.diperoleh berdasarkan selisih pengukuran Departemen Geofisika dan Meteorologi FMIPA -kandungan air tanah pada dua waktu yang ber beda BPPK-Diknas.dan ditambah curah hujan. Ketelitian perhitunganevapotranspirasi ini sangat ditentukan oleh ketelitian Chen C, William AP, Richard WS & Michael AS.dari pengukuran kandungan air tanah. 2003. Yield and Water-Use Efficiency of Eight Wheat Cultivars Planted on Seven Dates in Northeastern Oregon. Agron. J. 95:836–843.SIMPULAN Hambali E et al. 2006. Jarak Pagar, tanamanSensor kadar air tanah tipe 303 Digital Multimeter penghasil biodiesel. Jakarta. Penebarpeka dan dapat digunakan untuk mengetahui Swadaya.dinamika kandungan air tanah pada lingkunganyang mempunyai kandungan air tanah rendah Heller J. 1996. Physic Nut ( Jatropha curcas L.).sampai tinggi maupun lingkungan yang mempunyai Promoting the conservation and use ofpopulasi tanaman jarang samp ai rapat. Hal tersebut underutilized and neglected crops 1. Rome.teruji pada peubah kadar air tanah dan IPGRI.evapotranspirasi. Mark WB. 1983. Spacing Trials Using the Nelder Wheel. Presented at the Workshop on Eucalyptus in California, June 14 -16, 1983,SARAN Sacramento, California; p81 -85. Evaluasi instrument kadar air tanah pada lokasi Matthews R. 2002. Crop Management. In Crop–Soilpercobaan telah dilakukan oleh karena itu Simulation Models. eds (R. Matthews and W.disarankan digunakan sebagai alat ukur kadar air Stephens) CAB International. p 29-53.tanah. McMichael B & Lascano RJ. 2003. Laboratory Evaluation of a Commercial Dielectric SoilUCAPAN TERIMAKASIH Water Sensor. Vadose Zone Journal 2:650–Ucapan terimakasih disampaikan kepada SEAMEO- 654.BIOTROP atas biaya penelitian dari DIPA SEAMEO- Payne WA, Rasmussen PE, Chen C & Ramig RE.BIOTROP tahun 2007. Penggunaan fasilitas Lab. 2001. Assessing simple wheat and pea modelsSEAMEO-BIOTROP, Lab. Instrumentasi, asisten using data from a long-term tillage experiment.lapangan dan beberapa mahasiswa Dep artemen Agron. J. 93:250–260.Meteorologi FMIPA-IPB atas bantuan teknis dalampengelolaan tanaman, pengukuran dan Prihandana R & Hendroko R. 2007. Energi hijau.pengambilan contoh tanah dan tanaman. Juga Jakarta. Penebar Swadaya.kepada Ir. Bregras Budianto, M.Sc yang telah Sukarin W, Yamada Y & Sakaguchi S. 1987.merakit alat pengukuran kadar air tanah tipe 303 Characteristics of physic nut, Jatropha curcasDigital Multimeter. L. as a new biomass crop in the Tropics. Jpn. Agric. Res. Quart. (Japan) 20(4):302-303. Volume 18 Nomor 3 April 2011 29

×