2. FUNGSI AIR
• Penyusun tubuh tanaman (70%-90%)
• Pelarut dan medium reaksi biokimia
• Medium transpor senyawa
• Memberikan turgor bagi sel (penting untuk
pembelahan sel dan pembesaran sel)
• Bahan baku fotosintesis
• Menjaga suhu tanaman supaya konstan
3. Air Membatasi Pertumbuhan
• Jumlahnya terlalu banyak (menimbulkan genangan)
sering menimbulkan cekaman aerasi
• Jumlahnya terlalu sedikit, sering menimbulkan
cekaman kekeringan
• Diperlukan upaya pengaturan lengas tanah supaya
optimum, melalui pembuatan saluran drainase
(mencegah terjadinya genangan) maupun saluran
irigasi (mencegah cekaman kekeringan)
4. • Air hujan dan irigasi masuk ke tanah lewat
infiltrasi, mengisi pori mikro tanah, tertahan
sebagai lengas
• Air tanah memiliki energi kinetik dan potensial
• Energi kinetik sangat rendah, bergerak sangat
lambat
• Energi potensial tinggi, penjumlahan dari
potensial gravitasi, potensial matrik, potensial
tekanan, dan potensial solut
5. • Status air tanah digambarkan oleh kandungan
lengas
• Status air tanah tergantung pada tekstur dan
struktur tanah
• Tanah lempung menyimpan air lebih banyak
daripada tanah pasir, kekeringan di tanah
lempung terjadi lebih lambat
6. CWR
Kebutuhan air tanaman ( CWR ) mencakup total
jumlah air yang digunakan dalam vapotranspirasi .
FAO ( 1984) kebutuhan air tanaman didefinisikan
sebagai ' kedalaman air diperlukan untuk memenuhi
kehilangan air melalui evapotranspirasi dari
tanaman, bebas penyakit , berkembang dalam
berbagai bidang di bawah membatasi kondisi non –
tanah. Termasuk tanah dan air kesuburan, dan
pencapaian potensi output penuh di bawah
mengingat lingkungan tumbuh .
7. • Kebutuhan air bagi
tanaman
didefinisikan
sebagai tinggi atau
tebal air yang
dibutuhkan untuk
memenuhi jumlah
air yang hilang
melalui
evapotranspirasi
suatu tanaman
yang tumbuh pada
areal yang luas
8. • Soemarno (2011) menyatakan bahwa
kebutuhan air suatu tanaman dapat
didefinisikan sebagai "jumlah air yang
diperlukan untuk memenuhi kehilangan air
melalui evapotranspirasi (ET-tanaman)
tanaman yang sehat, tumbuh pada sebidang
lahan yang luas dengan kondisi tanah yang
tidak mempunyai kendala (kendala lengas
tanah dan kesuburan tanah) dan mencapai
potensi produksi penuh pada kondisi
lingkungan tumbuh tertentu
9. • Pengaruh iklim terhadap kebutuhan air tanaman diberikan
oleh ETo (evapotranspirasi tanaman referensi), yaitu laju
evapotranspirasi dari permukaan berumput luas setinggi 8-15
cm, rumput hijau yang tingginya seragam, tumbuh aktif,
secara lengkap menaungi permukaan tanah dan tidak
kekurangan air. Empat metode yang dapat digunakan adalah
Blaney-Criddle, Radiasi, Penman dan Evaporasi Panci.
• Pengaruh karakteristik tanaman terhadap kebutuhan air
tanaman diberikan oleh koefisien tanaman (kc) yang
menyatakan hubungan antara ETo dan ET tanaman
(ETtanaman=k.ETo). Nilai-nilai kc beragam dengan jenis
tanaman, fase pertumbuhan tanaman, musim pertumbuhan,
dan kondisi cuaca yang ada.
• Pengaruh kondisi lokal dan praktek pertanian terhadap
kebutuhan air tanaman, termasuk variasi lokal cuaca, tinggi
tempat, ukuran petak lahan, adveksi angin, ketersediaan
lengas lahan, salinitas, metode irigasi dan kultivasi tanaman.
10. • Kebutuhan tanaman terhadap air untuk setiap
fase pertumbuhan akan berbeda, baik dalam
satu jenis tanaman atau antar jenis.
• De Bruyn dan De Jager (1978) membuktikan
bahwa pada tanaman pangan secara umum
fase yang paling sensitif terhadap cekaman air
adalah fase pembungaan sekitar 70-92 hari
setelah tanam, sedangkan khusus untuk
tanaman jagung sekitar 70-81 hari setelah
tanam. Pada tanaman kacang-kacangan, fase
yang peka terhadap cekaman air adalah pada
fase pengisian polong.
12. 12
Topografi
Untuk lahan yang miring membutuhkan air yang lebih banyak daripada
yang datar karena air akan lebih cepat mengalir menjadi aliran
permukaan dan hanya sedikit yang mengalami infiltrasi.
Hidrologi
Makin banyak curah hujan, makin sedikit kebutuhan air tanaman, hal ini
dikarenakan hujan efektif akan menjadi besar.
Klimatologi
Tanaman tidak dapat bertahan dalam cuaca buruk. Dengan
memperhatikan keadaan cuaca dan cara pemanfaatannya, maka dapat
dilaksanakan penanaman tanaman yang tepat untuk periode yang tepat
dan sesuai dengan keadaan tanah.
Tanah
Tanah yang baik untuk usaha pertanian adalah tanah yang mudah
dikerjakan dan bersifat produktif serta subur. Tanah yang baik akan
memberikan kesempatan pada akar tanaman untuk tumbuh dengan
mudah, menjamin sirkulasi air dan udara serta baik pada zona
perakaran dan secara relatif memiliki hara dan kelembaban tanah yang
cukup.
13. Bentuk Air Tersedia
• Air kapiler, terletak antara titik layu tetap
(batas bawah) dan kapasitas lapangan (batas
atas)
• Air tidak tersedia, air higroskopis (kurang dari
titik layu tetap) dan air gravitasi (di atas
kapasitas lapangan)
14. Kapasitas Lapangan
• Seluruh pori mikro terisi air
• Batas atas air tersedia bagi tanaman
• Diukur berdasarkan kandungan lengas setelah tanah
jenuh dibiarkan bebas terdrainasi selama 2 – 3 hari
• Cara lain: ditentukan pada tanah jenuh yang
mengalami tekanan pada 0.01 Mpa (pasiran) – 0.033
Mpa (lempungan)
• Adanya imbangan antara pori makro dg mikro
• Sebagian besar nutrisi dalam bentuk terlarut
• Permukaan akar memiliki luasan terbesar untuk
menjalankan proses difusi ion dan aliran masa ion
15. Titik Layu Tetap
• Air yang ada berupa air higroskopis
• Batas bawah air tersedia
• Ditentukan dengan mengukur kandungan
lengas pada saat tanaman indikator layu, dan
tidak dapat segar kembali setelah dibiarkan
semalam di udara basah
• Cara lain: dengan mengukur kandungan lengas
dari tanah jenuh setelah diberi tekanan 1.5
Mpa di alat piring tekan
16. • Titik layu tetap bukan merupakan tetapan
tanah, lebih merupakan tetapan tanaman
• Titik layu tetap lebih tergantung pada tekanan
turgor sel-sel tanaman. Tekanan turgor
dipengaruhi oleh komponen osmotik daun,
cuaca yang mempengaruhi transpirasi dan
komponen yang mempengaruhi ketersediaan
air tanah
• Tidak ada batas bawah ketersediaan air yang
tegas untuk berbagai tanaman
17. Genangan
• Kandungan lengas tanah di atas kapasitas lapangan
• Menimbulkan dampak yang buruk terhadap
pertumbuhan dan hasil tanaman
• Dampak genangan: menurunkan pertukaran gas
antara tanah dan udara yang mengakibatkan
menurunnya ketersediaan O2 bagi akar, menghambat
pasokan O2 bagi akar dan mikroorganisme
(mendorong udara keluar dari pori tanah maupun
menghambat laju difusi)
18. • Pada kondisi genangan, < 10% volume pori
yang berisi udara
• Sebagian besar tanaman pertumbuhan
akarnya terhambat bila < 10% volume pori
yang berisi udara dan laju difusi O2 kurang dari
0.2 ug/cm2/menit
• Keadaan lingkungan kekurangan O2 disebut
hipoksia, dan keadaan lingkungan tanpa O2
disebut anoksia (mengalami cekaman aerasi)
19. • Kondisi anoksia tercapai pada jangka waktu 6
– 8 jam setelah genangan, karena O2 terdesak
oleh air dan sisa O2 dimanfaatkan oleh
mikroorganisme
• Pada kondisi tergenang, kandungan O2 yang
tersisa di tanah lebih cepat habis bila ada
tanaman
• Laju difusi O2 di tanah basah 20000 kali lebih
lambat dibandingkan di udara
• Laju penurunan O2 dipengaruhi oleh tekstur
tanah
20. • Pada tanah pasiran, kehabisan O2 terjadi pada
3 hari setelah tergenang sedangkan pada
tanah lempungan terjadi < 1 hari, porositas
lempungan lebih rendah daripada pasiran
• Penurunan O2 dipercepat oleh keberadaan
tanaman di lahan, akar tanaman menyerap
untuk respirasi
• Akar tanaman legum berbintil memerlukan O2
enam kali lebih banyak dibandingkan yang
dibuang bintilnya (30 : 4.3 ul O2/g/menit)
21. • Genangan selain menimbulkan penurunan
difusi O2 masuk ke pori juga akan
menghambat difusi gas lainnya, misal
keluarnya CO2 dari pori tanah. CO2
terakumulasi di pori, pada tanah yang baru
saja tergenang 50% gas terlarut adalah CO2,
sebagian tanaman tidak mampu menahan
keadaan tersebut dampak kelebihan
konsentrasi CO2 mempunyai pengaruh lebih
kecil dibandingkan defisiensi O2
22. • Genangan mempengaruhi sifat fisik, kimia, dan
biologi tanah
• Struktur tanah rusak, daya rekat agregat lemah,
penurunan potensial redoks, peningkatan pH tanah
masam, penurunan pH tanah basa, perubahan daya
hantar dan kekuatan ion, perubahan keseimbangan
hara
• Tanaman yang tergenang menunjukkan gejala
klorosis khas kahat N
• Kekahatan N terjadi karena penurunan ketersediaan
N maupun penurunan penyerapannya
23. • Pada kondisi tergenang ketersediaan N dalam bentuk
nitrat sangat rendah karena proses denitrifikasi,
nitrat diubah menjadi N2, NO, N2O, atau NO2 yang
menguap ke udara
• Pada proses denitrifikasi, nitrat digunakan oleh
bakteri aerob sebagai penerima elektron dalam
proses respirasi
• Genangan berdampak negatif terhadap ketersediaan
N, tetapi ada pula keuntungan dari timbulnya
genangan yaitu peningkatan ketersediaan P, K, Ca, Si,
Fe, S, Mo, Ni, Zn, Pb, Co
24. • Genangan berpengaruh terhadap proses
fisiologis dan biokimiawi antara lain respirasi,
permeabilitas akar, penyerapan air dan hara,
penyematan N
• Genangan menyebabkan kematian akar di
kedalaman tertentu dan hal ini akan memacu
pembentukan akar adventif pada bagian di
dekat permukaan tanah pada tanaman yang
tahan genangan
• Kematian akar menjadi penyebab kekahatan N
dan cekaman kekeringan fisiologis
25. • Pada tanaman legum, genangan tidak hanya
menghambat pertumbuhan akar maupun tajuk juga
menghambat perkembangan dan fungsi bintil akar
• Fungsi bintil akar terganggu karena terhambatnya
aktifitas enzim nitrogenase dan pigmen
leghaemoglobin, kemampuan fiksasi N2 akan
menurun
• Tanaman kedelai termasuk tanaman yang tahan
genangan, mampu membentuk akar adventif dan
bintil akar pada akar tersebut, efek genangan akan
hilang begitu akar adventif terbentuk
26. • Pengaruh genangan pada tajuk tanaman: penurunan
pertumbuhan, klorosis, pemacuan penuaan, epinasti,
pengguguran daun, pembentukan lentisel,
penurunan akumulasi bahan kering, pembentukan
aerenkim di batang.
• Besarnya kerusakan tanaman sebagai dampak
genangan tergantung pada fase pertumbuhan
tanaman. Fase yang peka genangan: fase
perkecambahan, fase pembungaan, dan pengisian
• Genangan pada fase perkecambahan menurunkan
jumlah biji yang berkecambah (perkecambahan
sangat memerlukan O2)
• Genangan yang terjadi pada fase pembungaan dan
pengisian menyebabkan banyak bunga dan buah
muda gugur
28. • Adapun kebutuhan air tanaman pada lahan
kering sama dengan kebutuhan air konsumtif
itu sendiri, yaitu parameter yang menyatakan
jumlah air yang secara potensial diperlukan
untuk memenuhi pemakaian air konsumtif
(evapotranspirasi) suatu areal tanaman agar
dapat tumbuh secara normal (Arsyad, 2006).
29. Pergerakan Air Tanah
• Air : Komponen tanah yg paling dinamis
• Terdapat tiga pergerakan air dalam tanah : 1)pergerakan tidak jenuh,
2) pergerakan jenuh dan 3) pergerakan uap
• Hukum Darcy : v = -k. DH = -k.dH/ds
• V=kecepatan filtrasi, mm/24 jam, k = k tdk jenuh = konduktivitas
kapiler, mm/24 jam
• DH =gradien potensial (tegangan), negatif
• H = potensial (tegangan), cm kolom air
• S = jarak menurut arah aliran, cm
30. Hubungan konduktivitas dengan
kadar air
• k tdk jenuh Ǿ - Ǿo
----------------- = -----------------
k jenuh Ǿmaks - Ǿo
Ǿ = fraksi volume air
Ǿmaks = fraksi volume air unt tanda jenuh
Ǿmaks = Є = fraksi pori
Ǿo = fraksi volume air apabila k tdk jenuh = 0
31. Fenomena kapilaritas
Muka air di bejana > di luar pipa
Ada tiga gaya :
i) adhesi (kaca n air) ii) kohesi
(air n air) sehingga kolom air tdk terputus
ii) Semakin kecil diameter tabung maka air akan
naik semakin tinggi (muka air). Adhesi besar.
Semakin tinggi kolom air, maka > cekung
permukaan air di pipa, krn semakin besar
bobot yg hrs ditunjang per satuan permukaan
32. Pergerakan air tidak jenuh
• air bumi dekat muka tanah, akan bergerak ke
atas unt mempertahankan kelembaban di
sekitar akar. Air bergerak melalui pori mikro.
Udara, material tanah yg mengembang, dan
pori makro dpt menghalangi gerakan air tdk
jenuh.
• Efek kapiler nyata pada tanah bertekstur halus.
• Pemadatan dan pembengkaan liat menghmabt
kapilaritas air
• Akan dibahas detil oleh Dr.Sugeng Priyono
33. Pergerakan Air Tanah Jenuh (PATJ)
• Air hujan dan irigasi mendesak udara tanah di
pori makro & mikro. Selanjutnya PATJ
• Ada dua yg berperan dlm PATJ : i) daya air unt
bergerak (driving force) dan ii) kemampuan pori
meneruskan air (konduktivitas hidraulik).
• Hubungan kedua faktor dg jumlah air yg
bergerak V= k. f v = volume air yg bergerak, f
= daya dorong air untuk bergerak dan k =
konduktivitas hidraulik.
34. K pd tanah jenuh nilainya tetap.
Besar dan kecilnya nilai k ditentukan oleh ukuran dan distribusi pori
Daya dorong, dikenal dg gradien hidraulik. Analog dg perbedaan tinggi antara titik-titik
yg terletak di atas dan dibawah kolom air tanah
PATJ tdk vertikal saja tetapi horizontal juga . Krn gaya gravitasi tdk berpengaruh pd
pergerakan horizontal, jadi horizontal tidak secepat vertikal.
Jumlah air yg bergerak melalui profil tanah tergantung : i) jumlah air yg ditambahkan di
permukaan, ii) kemampuan filtrasi permukaan tanah, iii) konduktivitas hidraulik horizon,
iv) jumlah air yg ditahan oleh profil tanah pd keadaan kapasitas lapang
Tekstur n struktur berbagai horison menentukan keempat faktor. Tanah pasir :
infiltrasi & k tinggi dan rendah DMA, shg PATJ mudah dan cepat. Sebaliknya
Liat : rendah ( pori tersumbat, mengembang koloid, udara terjepit
35. Konduktivitas Hidraulik dan Permeabilitas
• Konduktivitas Hidraulik : perbandingan dari
kepadatan aliran dengan gradien hidraulik
atau kemiringan dr kepadatan aliran
k
Gradient hidraulik
Kepadatanaliran
Tanah berpasir
Tanah berliat
36. Permeabilitas
• Digunakan sebagai gambaran kwalitatif
kecepatan media berpori untuk melalukan air
atau berbagai cairan.
• Jadi permeabilitas merupakan sifat fisik media
berpori yg sifatnya dpt diukur : porositas (% ,50
% - > 50 %), penyebaran ukuran pori ( pori
mikro, medium dan, makro) , luas permukaan.
37. Pengukuran Hidraulik Konduktivitas
• Klute (1965) : contoh tanah “undisturbe
core sample” bisa dilihat di Lab Fisika
Tanah
• Di lapang dng auger hole atau piezometer
bore dimasukkan dalam tanah jenuh
(petunjuk teknis) dapat dilihat di
laboratorium Fisika Tanah.
