Budidaya Tanaman Tebu (Saccharum officinarum) - part VII

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.