PRINSIP PENGOPERASIAN
Prinsip
pengoperasian sistem irigasi tetes adalah mengaplikasikannya secara tepat dan
aliran air yang seragam menggunakan emiter langsung ke zone perakaran tanaman.
Kecepatan aliran untuk setiap emiter sangat kecil, tipe 0.8 – 4.0 l/jam, oleh
karena itu disebut “drip” atau “ trickle” irigasi. Cara membasahinya
dibentuk dibawah masing-masing emiter yang disesuaikan dengan tipe tanah. Pada
tanah lempung berpasir yang akan lebih menyebar secara vertikal, namun pada
tanah lempung akan menyebar lebih lateral.
Untuk
tanaman tebu perlu dilakukan percobaan untuk menentukan jarak drip (siraman)
yang paling tepat, karena kebutuhan penyiraman tergantung jenis tanah dan jenis
tanamannya. Setelah dicoba dengan beberapa variasi jarak, barulah ditentukan
jarak yang paling tepat. Pada tanah lempung berpasir, jaraknya antara 300-500
mm, sedang tanah liat 600-1000 mm, dan besarnya air yang diteteskan ± 1.0 mm
/jam.
Pada
sistem drip, pemakaian air bisa seefisien mungkin, karena air dibawah dari
sumbernya langsung melalui tabung atau pipa dan hampir tidak ada penguapan atau
kehilangan lain.
SISTEM COMPONENTS
Dimulai
dari ujung, inilah komponen-komponen utama sistem Drip (tetes) :
Ø Emitters : Pabriknya telah merancang
beberapa bentuk yang berbeda tapi semua mampunyai labirin untuk mencegah
penyumbatan air, dan ada beberapa produk yang dilengkapi dengan diafragma
sebagai kontrol tekanan.
Ø Dripper Line (atau lateral) : terdiri dari tabung plastik yang elastis dengan diameter
16-25 mm dan tebal 0.25–1.2 mm, dirancang untuk tekanan saat operasi 1.0 bar
dan panjangnya lebih dari 5000 m yang sesuai dengan topografi dan jenis
emitter.
Ø Dripper yang tipis di sebut drip-tape. Dripper ini diletakkan di atas permukaan atau di bawah tanah, di
tanam sekitar 100-200 mm di bawah tanah dan di saluran inilah di buat lubang
emiter, di buat di bagian atas, supaya endapan dapat terdorong ke atas, dan
mengurangi resiko masuknya sesuatu ke labirin.
Ø Main and submain : Ini adalah jaringan pipa yang menghubungkan saluran dripper ke pusat penyaringan,
pengirigasian dibagi atas panel-panel dan blok-blok secara manual atau kutup
otomatis yang mengontrol aliran air ke panel. Pada skema yang besar di pasang
saringan kedua pada kutup pusat ke pelindung saluran dripper, untuk mencegah
kerusakan pipa utama.
Ø Flushing Main : Ini optimal, tapi
disarankan agar ada metode yang lebih sederhana saluran pipa dan ujung dripper
bawah tanah.
Ø Filter Station : Pasir dibuat sebagai
media sistem penyaringan, ini diharapkan dapat menghalangi kotoran atau benda
lain terikut air bisa menggunakan saringan 125 mikron sesuai spesifikasi
emiter. Sistem saring ulang biasanya otomatis lengkap dnegan timer dan tekanan
maximum. Media pasir dengan diameter 1.2 m dapat mengalirkan ± 900 m3/jam,
sedangkan 18 unit saringan disk pada toot porin ± 500m3 / jam.
Jadi pusat penyaringan merupakan komponen yang vital.
Ø Fertigation System : drip irigation cocok untuk aplikasi pupuk (Nitrogen, Potasium dan
hara mikro) tapi harus dalam bentuk cairan atau gampang larut. Jika pupuk tidak
murni, maka injection poin harus dibuat ke aras saringan utama
atau saringan kedua pada skema besar. Alat ini dapat diatur dan pindahkan.
Sistem yang sederhana terdiri dari tangki pengaduk, flow meter pompa venturi
injection yang ditempatkan di saluran by
pass.
Ø Chemigation System : Tergantung kondisi
lokasi, pemberian kimia dapat diberikan secara periodik, yang tujuannya untuk
mencegah terjadinya penyumbatan pada emiter. Contoh : Trifluratin (pencegah akar), chlorine
(mengurangi algae dan bacteri ), dan sulphonic/
hidrocloric / nitric/ posphoric acid ( kontrol pH dan mineral. Sebelum
pemberian zat kimia alat digojlok lebih dahulu. Alat ini bisa dibawa, mempunyai
unil pompa saat frekuensi dan volume rendah.
Ø Pressure Source : Tekanan drip saat
operasi, sekitar 4.0 bar pada inlet ke pusat penyaringan, dan biasanya ini
sudah ada di pompa kadang-kadang, di tempat penampungan air yang tinggi,
tekanan di dapat dari gaya gravitasi.
Ø Control System : Bisa diatur dari manual,
dari semi otomatis sampai full otomatis. Pencucian saringan biasanya secara
otomatis, tapi katup untuk pemberian pupuk maupun zat kimia bisa secara manual.
Pada generasi awal, sistem ini menggunakan
hidraulic atau kawat elektrik yang diletakkan pada parit-parit, dihubungkan
dengan katup ke kanal irigasi, tapi ini sering bermasalah dan rentan akan
kerusakan. Keluaran sudah lebih canggih, serba otomatis dan menggunakan radio operated control.
Ø Ancillary Components : Peralatan lain yang umum
di jumpai pada sistem drip adalah : flow
meter, hidrometer (mengukur
volume aplikasi irigasi ), Vacuum
breakers ( mencegah masuknya tanah ke emiter pada saat berhenti ). Air
valves (untuk jalan keluar udara yang terjebak), pressure gauges (untuk sistem monitoring) dan pressure control values (untuk sistem operasi).
Sumber
informasi tentang sistem drip, tersedia di Soopramanien dan Batchelor (1991)
Bureau, Pusat Penelitian Gula, Australia (1945) dan Literatur dari pabriknya
(Netatim, T-Tape, Hardie, Jain, dan lain-lain).
SURFACE
DRIP
Dengan
penetasan di permukaan, dripper lebih baik diletakkan antara row dari pada
sepanjang sisi baris tebu. Jadi 2 row dapat disuplai oleh satu dripper. Bila
jarak antar row 1.5 m maka bisa dicover 3 m, ini lebih baik lagi pada tanah
liat yang menyerap. Pilih dripper yang tebal dan kuat supaya tahan pada
lingkungan, dan bisa digunakan, sebelum tebang, digulung ke dalam dan keluar,
tidak perlu dilakukan flushing (gejolak)
selama saluran dripper bisa dengan mudah di buka.
Surface drip disukai petani, tapi
belakangan ini banyak yang memilih sub
surface drip. Surface drip memang
sederhana memasangnya dan mudah mengontrol sumbat atau bocornya, tapi lebih
mahal, dan ada beberapa kelemahan lain di bawah ini.
Ø Membutuhkan
tenaga tambahan untuk menggulung kedalam dan keluar pada saat tebang
Ø Saluran
Dripper bisa kusut dan rusak pada tebu yang banyak / besar dan roboh.
Ø Saluran
berisiko di gigit tikus
Ø Bisa
rusak total karena api
Ø Pada
sisi yang tidak teririgasi (bagian yang kering) bisa terjangkit penyakit smut
yang parah.
Ø Pada
row yang teririgasi, rumputnya banyak.
SUB SURFACE
DRIP
Menempatkan
saluran dripper di bawah tanah, dapat menggurangi kekurangan surface drip, dan dapat menggunakan
saluran yang lebih tipis dan murah, saluran yang tipis ini akan dikorbankan
saat replanting, jadi ekonomisnya sebaiknya dilakukan ratoon paling sedikit 6
tahun sekali.
Untuk
hasil yang optimal, dripper di tanam berbatasan dengan masing-masing row. Tapi
secara konventional dengan spasi 1.5 m, membutuhkan 6.667 m selang per ha,
telah di buat beberapa sistem yang bervariasi di Venezuela untuk memperpanjang
spasinya hingga 3 m, tapi selalu bermasalah dengan sistem harvesting dengan doble row, jarak 1.85 m bisa diatur dengan roda
harvester dan peralatan lain.
SOIL
MOISTURE INSTRUMENTATION
Tujuan
irigasi adalah untuk memenuhi kebutuhan air pada akar tebu dengan jumlah dan
frequensi yang tepat, supaya tercapai pertumbuhan yang maximum, diharapkan
irigasi dapat memberikan kelembaban tanah dan bisa dibuat jadwal irigasi yang
sesuai. Sayangnya lapisan tanah sangat bervariasi, sehingga bila menggunakan
hanya 1 alat pengukur kelembaban, tidak mencukupi untuk menentukan 1 blok
tanaman tebu tapi yang menjadi kendala adalah mahalnya alat ini. Pada generasi
awal, sensor kelembaban (blok gipsum dan tensiometer) hanya berfungsi pada
tanah yang berpasir ringan, padahal sebagian besar tebu ditanam pada tanah
lempung.
Sebagai
kesimpulan pada terbatasnya peralatan, irigasi dilakukan berdasarkan monitor
cuaca, dengan tujuan membuat formula dan memperhitungkan penguapan (penman monleith) atau mini evaporation tapi petani biasanya
melihat secara visual dan cross check
kelembaban dengan menggunakan Hand
Augering.
Baru-baru
ini ditemukan pengukur kelembaban tanah yang bisa membantu para peneliti dan
petani, dengan peralatan dengan berbagai skenario irigasi dan dihubungkan ke
pusat pengukuran cuaca secara otomatis, PC’s dan soft ware khusus, dibawah ini
beberapa alat yang umum di pakai.
Ø Neutron probe : Sensor ini ada di bawah
tabung vertikal yang ditanam secara permanen dalam tanah. Ini beroperasi
melalui signal yang dipancarkan radio aktif dan menghitung dosisnya melalui
pengembalian neutron, kemudian software khusus untuk mengukur kelembaban tanah,
beberapa data dengan tingkat yang berbeda diambil dari lokasi tube dan terlihat
profil kelembaban pada zona akar setiap tube yang dipasang perlu di kalibrasi.
Ø Time Domain Reflectometry (TDR): Prinsip
pengoperasiannya dengan gelombang elektromagnetik yang di kirim ke tanah
melalui kawat stainless yang disebut wovequides
. Pengukuran kelembaban tanah berdasarkan perubahan dielektrik konstan pada
tanah dengan variasi kandungan air ada beberapa prosedur yang menawarkan alat
ini, tapi biaya perawatannya mahal, jadi pemakaian terbatas pada riset ilmiah.
Ø Enviro SCAN (sentek): Satelit ini
dipasang secara permanen, membandingkan typical dari 4 sampai 8 posisi sensor
pada level yang berbeda, sensor untuk mengukur kadar air tanah. Satelit ini
dihubungkan ke data-lagger dan melanjutkan pencatatan data dengan interval 15
menit, datanya akan di down load ke notebook komputer atau di transfer oleh
modem ke PC untuk diproses oleh specialist software. Outputnya berbentuk grafik
dan beberapa siklus basah-kering dan menentukan angka full dan refill, tanpa
kalibrasi khusus. Jalur tube ke satelit harus dipasang dengan teliti, karena
hanya sedikit tanah yang ada disekitar tube, jadi bila ada gangguan maka sensor
akan memberikan data yang salah.
Ø Diviner 2000 (sentek) : merupakan
satelit EnviroSCAN yang bisa di bawa dan langsung dapat dibaca, karena ada
slide dibawah tube. Hasilnya dapat dibaca hanya beberapa detik, ini lebih mudah
dipakai untuk menentukan jawal rutin, tapi sateli ini banyak digunakan untuk
riset irigasi, dengan menguji jadwal yang berbeda.
Ø Aquaflex (streat) : prinsip kerjanya sama dengan TDR, tapi sensornya terdiri
dari kabel sepanjang 3 m yang ditanam secara harizontal dengan zona akar, ini
dipasang permanen untuk memonitor kelembaban tanah terutama untuk riset irigasi
diatas permukaan rumput dan tanaman yang perakarannya dangkal, pembacaan
kelembaban tidak berlaku dalam.
Ø Satelit
Delta T : satelit ini kembangkan dari sensor kelembaban Theta
probe, dan dapat dibawa-bawa maupun dipasang secara permanen bila ingin
memonitor secara kontinyu. Panjangnya 0.5 – 1 m, dibungkus tabung plastik
dengan diameter 28 mm. Dapat membaca 4-6 level prinsip kerja satelit ini sama
dengan TDR, sedang penggunaannya untuk tanaman tebu, tidak tercatat.
DRAINAGE
Kegagalan
lebih sering disebabkan kesalahan pola irigasi daripada ketidakcukupan air pada
irigasi yang baru harus saling menunjang dengan aturan-aturan drainase, dan
membuat perencanaan yang komplit dan terpisah. Di beberapa areal tebu kegaraman
dan keasaman perlu diperhatikan, sedang drainase yang baik merupakan prasyarat
untuk pertumbuhan tebu, untuk membuat drainase dan mengatur keasaman dan garam,
perlu pengetahuan tentang hidrologi dan lapisan tanah. Khususnya bagi pembina
pertanian dan lembaga pengulaan.
Tanaman
tebu sendiri sebenarnya merupakan “alat drainase” yang sangat efektif, karena
dari kanopinya (daun) dapat menguapkan sekitar 7 mm kedalaman air/hari, dan
pada tanah yang normal bahkan bisa lebih namun akar tebu tidak dapat memberi
toleransi terhadap kondisi tanpa oxigen yang disebabkan genangan air. Lebih
dari 2 hari akan terlihat penurunan hasil secara signifikan, sebab itu sangat
perlu dilakukan drainase.
KATEGORI
DRAINASE
Ada
dua golongan besar drainase :
Ø Surface drainage (permukaan ) :
mengendalikan dan membuang air hujan dari permukaan tanah.
Ø Subsurface drainage (di bawah tanah) :
menjaga agar air tidak tergenang pada zona akar.
Pada
tanaman tebu, permukaan air bawah tanah, harus dipertahankan 0.6 m di bawah
zona akar, untuk mencapai kondisi kelembaban yang optimum.
Pada
tanah free “draining” drainase
permukaan tidak terlalu genting, selama air hujan bisa diserap secara vertikal
melalui tanah, namun pada tanah yang bertopografi curam, perlu dilakukan
konservasi untuk mencegah erosi pada saat hujan lebat, sebaliknya sangat
diperlukan pada tanah lempung berat dengan gradien rata. Disini tebu dapat
tumbuh dengan baik pada tanah rata perlu dilakukan kontrol yang baik dengan
tera dan terlipat lerengan ke bawah, sehingga tidak ada genangan bisa juga
laveling dengan tujuan ganda sebagai alur irigasi dan drainase.
Permukaan
jalan pada sisi tebu harus lebar dan dangkal, agar mudah dilewati oleh
peralatan atau mein-mesin pertanian, lebih praktis lagi bila ditanami rumput,
agar kecepatan air berkurang dan tidak erosi. Contoh Vetifer zazanoides, Cynodon dactylon dan Stenotophrum secondatum. Dua spesies diatas harus dipangkas.
Dari
permukaan jalan tail drain, air hujan dialirkan ke selendari atau Drain utama,
sebelumnya dikeluarkan ke sistem regional atau ke sistem tali air. Profil diinginkan,
gorong-gorong dan jembatan penyebrangan berfungsi untuk menangkap jumlah air,
topografi dan koefisien permukaan. Biasanya ada buku petunjuk untuk petani
namun kalau tidak ada bisa konsultasi kepada ahlinya. Koefisien drainase
dipakai sebagai parameter untuk menghitung aliran pada gorong-gorong, struktur
dan kemampuan darinase dan rancangan yang cocok secara manual harus disesuaikan
ukurannya. Koefisien selalau diukur dengan liter/detik/ha, yang spesifik dengan
kondisi setempat.
Kriteria
48 jam atau 72 jam, digunakan 1 kali dalam 2 tahun atau satu kali dalam 5
tahun. Untuk menentukan kalkulasi keefisien drainase. Untuk tebu yang ditanam
di subtropikal coefisien antara 44-77
L/S/Ha. Keefisien lebih tinggi karena perpanjangan aliran air atau curah hujan.
DRAINAGE
SUBSURFACE
Drainase
yang baik diperlukan pada zona akar, untuk membersihkan dari garam dan menjaga
ratio air, mengontrol kadar air permukaan bawah 0.6 m (atau lebih dalam untuk
daerah bergaram) sangat vital bagi tanaman tebu. Hal ini dapat dicapai dengan :
Ø Dalam
rapat dan terbuka
Ø Pengeringan
dibawah permukaan (tile drain,
slottedpipe, mole drains dan lain-lain).
Ø Pompa
sumur
Tingkat
permukaan air bawah tanah di buat berfluktuasi, karen adanya irigasi dan musim
hujan, ketika diketahui kadar air tinggi, sebaiknya dipasang monitor untuk
observasi, seperti network atau plezometer. Alat ini sederhana dan
murah, terdiri dari tabung 25 mm (biasanya dari plastik) yang dicucukkan ke
dalam tanah / lobang dengan diameter 75 mm, dalamnya 2 m, dan diberi pasir atau
kerikil supaya tidak runtuh untuk mencegah masuknya serangga atau yang lain,
ujung tabung ditutup semua dibuat penutup supaya air hujan tidak masuk kedalam
lobang. Level air dapat dimonitor dengan menggunakan sesuatu yang dilempungkan
yang bisa terapung dan diberi bendera.
Drainase
terbuka seperti ini kurang ideal untuk mengontrol permukaan air karena, banyak
tanah terpakai, kesulitan jalan dan perawatan, ini cukup efektif bila daya
konduksi hidrolik tanah sangat tinggi, contoh di Florida yang disebut tanah
“Muck” namun jarang ditemukan, namun pengeringan terbuka yang dalam, cukup
efectif pada garis mata air dimana tidak ada tanah yang kering atau dataran
rendah dengan tanah liat.
Sistem
chamber-bed, telah dikembangkan untuk pengeringan di daerah yang rata- tanah
liat berat, dan bisa digunakan dikebun–kebun tebu Guyana pengeringan terbuka
900-1200 mm, dilakukan oleh traktor yang implemen yang bisa membuat guludan.
Jaraknya 6-15 m, tergantung formasi guludan.
Pengeringan
antar guludan sebagai jalan mengalirnya air, juga sebagai kontrol permukaan air
dalam tanah. Kontrol ini hanya bermanfaat apabila ada kemiringan dan guludan
yang mengalirkan air secara harizontal pada tanah normal tidak ada pergerakan
air melalui tanah liat berat.
Sistem
drainase dengan jaringan pipa di bawah tanah, umumnya kurang ekonomis untuk
perubahan tebu, saat tertentu jalur irigasi bisa juga menaikan permukaan air
pada zona akar. Sistem ini pernah dilakukan di swaziland pada tanah padat,
dimana drainase harus dipasang dengan jarak 20-40 m. Setelah di hitung,
ternnyata biaya yang dikeluarkan senilai hasil kerja beberapa tahun. Sehingga
kalaupun dilakukan terbatas pada daerah yang sulit seperti bebatuan atau tempat
yang rendah.
Drainase
bawah tanah dibuat dan pipa (diameter 50.75 atau 100 mm) yang ditempatkan pada
paritan sempit sedalam ± 1.5m, dimana paritan tersebut di beri berikil
disekitarnya minimum 0.5 %, yang fungsinya untung menyaring partikel tanah.
Lobang di buat dari polythen atau di cetak dari beton, ditempatkan pada persambungan
atau persimpangan beberapa pipa, setiap periode di bersihkan dengan zet nosel.
Air
tanah bisa digunakan untuk irigasi asal kualitasnya baik mesin pompa sumur bisa
memberikan 2 keuntungan sekaligus, yaitu menurunkan permukaan air disatu tempat
dan melakukan pengairan di tempat yang kering, hal seperti ini ada dilakukan di
peruvian, dimana banyak lokasi yang permukaan airnya harus di kurangi dan
disiramkan ke lokasi yang kering, disini 30 % pengairan diambil dari bawah
tanah.
Pompa
sumur yang menanggulangi air tanah, sebaiknya dengan hidrologi yang bagus
dengan lapisan permeable dan tidak pergerakan air secara vertikal. Sumur-sumur
ditempatkan pada persegi tiga atau segi empat, supaya dapat mengurangi /
menurunkan air disekitarnya, hal ini dapat dipertimbangkan jika biaya yang
dikeluarkan berguna juga untuk pengairan atau hanya 1 sumur dapat menanggulangi
daerah yang cukup luas.
ENVIRON
MENTAL CONSIDERATION
Semburan
dari pengairan di kebun tebu, akan membuat alur air dan dapat menyebabkan
gangguan lingkungan, dimana racun-racun dan pupuk ikut terbawa oleh air dan
merusak habitat alam, jadi kualitas air yang terhambur harus di kontrol agar
tidak mengganggu lingkungan.
Di
bawah ini beberapa tehnik yang bisa dilakukan untuk menanggulangi kualitas air
dan kerusakan tanah akibat jalanaliran air.
Ø Pemberian
jerami / sampah tebu.Penahanan di lapisan sampah tebu dapat mengurangi
kecepatan air dan menyaring partikel tanah.
Ø Ground cover : menanam tumbuhan yang
cocok pada daerah yang tidak ditanami tebu, seperti pinggiranjalan, pinggir
saluran air, dan lain-lain.
Ø Fallow Cover Crop : Menanam jenis
kacang-kacang pada lahan yang sedang di istirahatkan, untuk meningkatkan
stabilitas tanah.
Ø Minimum Tillage : Meminimalkan jarak
antar row pada saat bajak dan replant, mengurangi kerusakan tanah.
Ø Channel xelocity : Merancang jaringan
drainase supaya kecepatan air kurang dari 0.6 m/det, pada tanah lempung, dan 12
m/detik pada tanah liat meminimalkan erosi dan pengikisan tanah.
Ø Tail water recycling : membuat kolam penampung
air, dan pompa penyaluran dan irigasi, kapasitas penyimpanan tali air minimum
12 mm dari curah hujan pada seluruh luas area.
Ø Chemical mechanisms : memakai polimer
memadatkan tanah (polyacrilamide) pada sistem irigasi permukaan untuk
memadatkan tanah.
Ø Drop struktures and silt trap : pemasangan struktur untuk menanggulangi
apabila secara tiba-tiba ketinggian berubah, airnya dapat dibuang dan
endapannya di tampung.
Ø Environmental buffers : menyediakan lahan
basah cadangan dimana kecepatan mengalirnya rendah, letaknya antara drainase
utama dan kolam/sungai untuk menyaring endapan kontaminap lahan cadangan ini
perlu sekali pada perencanaan awal, dibuat pada persimpangan untuk mencegah
hilangnya endapan dan kontaminan.
