Budidaya Tanaman Tebu (Saccharum officinarum) - part V

IRIGASI DAN DRAINASE

Tanaman tebu merupakan salah satu tanaman yang membutuhkan air dalam jumlah yang banyak. Hanya padi dan tanaman berkayu yang mungkin menggunakannya dalam jumlah yang lebih. Lysimeter mempelajarinya pada tahun 1960 dan mendeterminasikan secara empiris hubungan antara hasil dengan penggunaan air, kira-kira setara dengan 10 mm air (evapotranspirasi tanaman) memproduksi hasil 1 ton tebu/ha (Thomoson, 1957). Tanaman tebu akan bagus pada daerah yang mempunyai kandungan air 1.100–2.000 mm tergantung pada faktor iklim dan umur tanaman.

Kebutuhan air ini dipenuhi baik oleh air hujan maupun irigasi atau kombinasi keduanya. Areal tebu yang sepenuhnya pada air hujan yang konsisten dan curah hujannya  dapat diandalkan dengan suatu pola tertentu, atau mempunyai persentase ketersediaan air yang bagus bagi tanaman untuk paling tidak 9 bulan dalam setahun. Areal ini memungkinkan untuk dijadikan tempat penanaman tebu seperti di Caribbean, dataran tinggi tropis Kenya dan Uganda, daerah berbatu di Afrika Selatan dan Queensland, dan daerah tropis-subtropis Asia Tengara. Tetapi produksi tebunya selalu tergantung pada cuaca, seperti El-Nino yang memberikan beberapa efek. Tebu tadah hujan tidak akan pernah sebanding dengan penampilan tebu yang diirigasi, kecuali pada kondisi yang bisa diharapkan. Peningkatannya, petani tebu mengevaluasi adanya penambahan irigasi terhadap produksi tebu.

Setelah akhir abad ini pengembangan tanaman tebu yang baru disesuaikan dengan keadaan alam setempat dimana irigasi penuh diperoleh setiap stadia tumbuh tebu. Contoh yang sangat extrim di daerah arit dan berbatu Peru, dimana curah hujannya hampir tidak ada dan seluruh tahap pertumbuhan dibawah irigasi. Diareal penanaman tebu irigasi yang lain di Amerika Selatan, Afrika dan Australia curah hujannya umumnya 25-75 % dari kebutuhan air tanaman dan kekurangannya dipenuhi dengan irigasi tambahan. Irigasi ini dapat diaplikasikan dalam bentuk yang berbeda dan dengan derajad efisiensi yang berlainan. Sistem lama tidak diperhitungkan sebagai modal dan biaya operasional dan tidak memperlihatkan efisiensinya. Sistem lama tidak memperhitungkannya sebagai modal dan biaya operasional dan tidak memperhatikan efisiensinya. Tetapi sekarang terjadi kompetisi permintaan suplai air yang diintroduksikan dimana petani yang menerapkan irigasi ini membangun sistem yang lebih efisien.

Irigasi tidak sepenuhnya memberikan keuntungan dan juga mempunyai beberapa hal yang tidak menguntungkan ketersediaan air tanah yang rendah pada daerah arid atau semi-arid akan menimbulkan banyak problem pada beberapa stadia. Kecepatan kehilangan air tergantung pada efisiensi irigasi dan porositas tanah, petani tebu pada awalnya menerima ini dan merencanakannya menjadi lebih baik. Rencana irigasi yang matang saat ini juga mempertimbangkan penggunaan air tanah untuk menjaga ketersediaan air pada zona perakaran. Jika pengguna irigasi dapat mengatasi masalah ini lebih dini dan menerapkan tekanan yang rendah dan air tanah dipompa atau kehilangan tanah akibat salinitas dapat ditunda atau dihilangkan.

Irigasi dan drainase merupakan dua hal yang saling berhubungan dan saling berkaitan, tetapi keduanya didiskusikan seluruh prinsip dan teorinya pada buku ini. Sampai saat ini ada publikasi sempurna yang tersedia (Holden, 1998, Wither dan Vipond 1974; Smendema dan Rycroft, 1983) yang membahasnya secara bagus. Malahan obyeknya adalah meriview perlengkapan irigasi dan drainase, sistem yang digunakan pada tanaman tebu dan tehnik yang dapat diadopsi untuk meningkatkan performance dan efisiensi.

SISTEM IRIGASI YANG TEPAT

Tebu sebenarnya dapat tumbuh dibawah berbagai sistem irigasi, tetapi karena tebu yang diirigasi, tetapi karena tebu yang diirigasi sebagian besar tumbuh pada bumbungan dan sistem alur, lembah sungai atau irigasi alur pinggir tidak selalu tepat. Artinya micro-jet sprinkler lebih cocok untuk hortikultura dan tanaman berkayu daripada tanaman yang ditanam dalam alur seperti tebu.

 

Tabel 2. Sistem irigasi yang cocok untuk tebu.

Metode Penghantar	Kategori Primer	Kategori sekunder
Gravitasi	Alur	Pengisi selokan /parit Pipa pindah Pipa gerbang Spile and drop spile Saluran air datar Gelombang
Tekanan	Irigasi atas	Sumbu utama Linear move Boom irrigator Sprinkler Floppy Rand Gun or cannon
	Irigasi tetes	Surfase drip Subsurfase drip

1.      Juga dikenal dengan irigasi permukaan (surface) atau flood irrigation 

2.      Juga dikenal dengan Trickle irrigation

Pada Tabel 2 didefinisikan sistem irigasi yang sangat tepat untuk tebu. Hanya ada 2 metode untuk menghantarkan air irigasi yaitu dengan gaya gravitasi atau dengan tekanan. Dengan gaya gravitasi hanya ada sistem irigasi alur, tetapi banyak metode untuk menghantarkan air ke kepala/hulu alur. Metode tekanan dapat dikategorikan sebagai irigasi atas (spray) dan air dihantarkan dengan nozzle atau irigasi tetes dengan air yang dihantarkan oleh tube dan emitters.

IRIGASI ALUR

Walaupun data statistik yang lengkap tidak tersedia, irigasi alur merupakan sistem yang dominan dalam penanam tebu. Survei yang dilakukan oleh KID ( Internasional Commission on Irigation and Drainage) dan FAO (Food and Agrikultural Organisation) menunjukkan bahwa sistem permukaan memiliki nilai lebih dari 80 % dari seluruh areal irigasi di seluruh dunia.

Irigasi alur pada tebu lebih dikenal dengan beberapa alasan yaitu :

Ø  Air diaplikasikan melalui gaya gravitasi tanpa membutuhkan tenaga

Ø  Angin tidak mempengaruhi efisiensi aplikasi

Ø  Merupakan sistem yang sederhana dan murah untuk merakit dan mengoperasikannya

Ø  Dapat diaplikasikan untuk kisaran tipe tanah yang luas, topografi dan lahan

Metode alur dapat diartikan sebagai penerapan irigasi yang sangat bagus tetapi juga merupakan irigasi dengan efisiensi yang paling buruk lebih rendah dari 30 %. Faktor yang menyebabkan efisiensinya sangat buruk adalah kualitas persiapan lahan yang jelek, areal bergelombang, perawatan yang tidak bagus dan kebocoran saluran air, gerakan air dibelakang dan kehilangan karena perkolasi. Produktivitas tenaga kerja juga lebih rendah jika dibandingkan sistem irigasi yang lain.

Praktek yang baik untuk irigasi alur

Dengan tekanan yang kontinyu pada sumber air dan efisiensi penggunaan air, irigasi alur membersikan penampilan yang lebih baik. Praktek irigasi alur yang baik akan memperoleh efisiensi 80-90 %, yang sebanding bahkan lebih baik daripada irigasi atas. Ini akan terdiri dari beberapa praktek :

Ø  Membatasi irigasi alur untuk tanah berlempung, dimana kedalaman kehilangan air karena perkolasi selama aplikasi irigasi alur diminimalkan (tanah yang bersaluran akan lebih dapat diterima jika bersatu dengan air tanah membentuk sistem sirkulasi kembali).

Ø  Mengoptimalkan tata letak lahan dan tujuan alur, kemiringan dan ketajaman dari tipe lokal tanah dan topografinya. Ini dapat dideterminasikan dengan tujuan percobaan areal dan khususnya seperti SIRMOD II (Walker, 1989).

Ø  Menghantarkan air hingga ketepi areal dengan pipa pembawa atau saluran air (lempung), pelat beban atau garis pembatas) untuk mengurangi kehilangan karena rembesan. Kanal tanah hanya digunakan untuk membatasi tanah lempung.

Ø  Distribusi air sepanjang tepi areal dan kepala alur dengan gerbang pipa, saluran air atau kanal untuk mengurangi kehilangan air karena rembesan.Kanal dari tanah hanya digunakan untuk pembatas pada tanah lempung.

Ø  Menyeleksi laju kecepatan aliran air yang optimal untuk sebagian konfigurasi alur dan karakteristik tanah laju aliran air biasanya berkisar 0.5 – 8 liter/s

Ø  Mengumpulkan, menyetorkan dan memutar kembali aliran air dari akhir alur ke awal saluran.

Ø  Menyusun jadwal irigasi, dengan menggunakan iklim berdasar kelembaban tanah atau instrumentasi tanah untuk mendeterminasi waktu yang optimal untuk aplikasi irigasi.

Ø  Menerapkan ikatan polimer tanah pada air irigasi untuk meningkatkan penyerapan air dan untuk menghindari pengendapan untuk tipe tanah.

Ø  Memonitor tanah dan kualitas air dan mengadapsi menajemen untuk melindungi struktur tanah dan mencegah meningkatnya salinitas dan sodisitas. Menerapkan pembenah tanah seperti gypsum untuk tanah alkaline-sodik dan lime untuk tanah asam mungkin bisa dilakukan, dan

Ø  Menompang trash untuk melindungi kelembaban tanah, walaupun penerapan ini kadang tidak cocok dimana alurnya sangat panjang pada tanah miring alirannya akan terhalangi.

Sistem pengisian selokan

Berbagai metode diusahakan untuk mengisi air dari pinggir areal ke kepala alur. Metode utamanya adalah bentuk pengisi selokan yang dibendung sebanyak 20 alur untuk setiap setnya. Sisi samping pengisi selokan dipecah pada suatu interval menggunakan cangkul atau sekop untuk menjaga aliran air ke masing-masing alur. Metode ini sangat murah untuk merakitnya tetapi butuh tenaga kerja yang intensif, sejak pemutusan harus diperbaiki sebelum dilakukan langkah yang lain. Aliran alur sangat pelan dan distribusi  air terjadi secara berkala dan sangat tergantung pada keahlian setiap orang yang melakukannya. Letak alur pada hulu agar diperoleh air dalam jumlah yang banyak dari pada bagian hilir. Perbaikan yang harus dilakukan pada metode ini adalah mengurangi pengoperasian cangkul untuk menjaga aliran air sepanjang alur kanal. Pemutusan tunggal hanya dibutuhkan untuk membuat aliran kanal terseir untuk menyuplai bagian pada kepala alur dan alur ini dibuka sepanjang waktu.

Metode pengisian selokan cenderung diadopsi oleh petani dengan bongkahan tanah kecil dan alur yang pendek, dimana kemiringan tanah harus ada. Sistem “ranting” dan “utama” di Jamaika, sistem alur lembah Barahona di Repoblik Dominika merupakan variasi dari metode ini. Panjang alur hanya 20-50 m dan kanal utama digunakan untuk mengalirkan air untuk set irigasi ke areal sepanjang alur utama areal.

Pipa Pindah

Pipi pindah mengakibatkan kontrol yang lebih bagus untuk pembagian air ke masing-masing alur dan akan menutup kisaran penuh laju aliran yang diperoleh pipa pindah dibuat dari pipa polythene dengan diameter antara 25-75 mm. Pengoperasian yang ideal (seperti level air pada kanal tersier hingga level air pada alur) adalah 50-300 m. Gambar 6 memberikan gambaran kurva untuk berbagai ukuran pipa.

Spile Pipes

Alternatif penganti pipa pindah adalah spile pipe, yang ditempatkan pada tembok pada kanal tersier untuk memenuhi 10-20 alur. Sebuah gerbang buka tutup pada ceruk spile pipe mengontrol aliran air, dan gerbang ini dioperasikan dengan membuka penuh atau menutup penuh. Diameter spile antara 150-300 mm dan tipe pengoperasian kepala 50-500 mm.

Versi lain dari spile penurun pada kanal tersier dengan 1 atau 2 spile pipe berdiameter 50-75 mm per alur. Spile pipe ditempatkan pada bagian penurunan dibalikan kanal tersier yang dibangun dari dudukan atau dipusatkan pada gundukan atau diberi tanda (konsentrasi siraman). Sistem ini populer untuk layout alur dimana kanal tersier pada tempat dimana kemiringannya sekitar 1 %, sejak pintu masuk bisa dipindah dan daerah dengan pandang rumput yang luas tidak diperoleh seperti yang ada pada sistem siphon. Kanal mengalir secara langsung sesuai kemiringan, dan spile hanya akan dibuka jika alur akan diirigasi. Irigator biasanya memilih spile karena lebih cepat dan mudah untuk mengoperasikannya dari pada pemindah dan memasang pipa siphon. Pipa spile dan penutupnya lebih mudah diperoleh dari sumber lokal (perusahaan plastik).

Sistem pipa gerbang dan saluran pengantar air datar

Kanal tarsier pada sistem siphon dan spile pada kenyataannya menjadi penghalang pengoperasian pemanenan yang didapat pada tanjung agar peralatan bisa membelok. Pipa gerbang dan saluran pengantar air datar merupakan sistem alternatif irigasi yang memecahkan agar pada saat pemanenan diperoleh akses bebas dari masalah panenan. Areal tebu yang dapat dipanen juga lebih besar jika dibandingkan dengan sistem siphon atau spile sejak tanjung tidak diperoleh. Pipa gerbang dan sistem saluran diperoleh dengan tekanan atas rendah dengan 0.2–2 m pada luarnya. Sistem pemendaman pipa diperlukan untuk mendistribusikan air ke hidrant dan sebuah pompa atau kanal atau bendungan untuk pengoperasian atas. Biaya instalasinya lebih tinggi jika dibangdingkan siphon atau spile, tetapi untuk beberapa petani keuntungan pengoperasiannya tidak melebihi biaya ekstra.

Sebagai perbaikan tambahan pada sistem pipa gelombang adalah untuk menginstal katup gelombang untuk menekan air agar mengalir ke alur. Katup secara normal terletak pada suplai hidrant pada pusat dua cabang  dari pipa gerbang atau saluran pengahantar datar. Prinsip pengoperasiannya adalah membuat gelombang air menuruni alur pada set alternatif irigasi dengan interval waktu (contoh 30 menit hidup, 30 menit mati) sampai riak air pada akhir alur. Ini disebut sebagai “fase kemajuan “ interval waktu kemudian dikurangi hingga ½ sampai siklus irigasi lengkap . ini disebut sebagai “outback atau soak phase”. Pengisian dan pengosongan secara objektif pada suatu alur pada fase kemajuan adalah untuk menyiapkan tanah untuk fase outback, dengan menurunkan kapsitas infiltrasi dan memperhalus profil alur. Pada fase outback menggunakan lebih rendah laju aliran dan menerima kebasahan yang lebih seragam sepanjang alur.

Irigasi gelombang lebih efektif pada tanah aluvial yang tidak bersaluran dimana kehilangan karena perkolasinya tinggi pada alur atas merupakan sebuah masalah dan dimana aliran pada alur yang tinggi diperlukan untuk memperoleh air hingga akhir alur. Keuntungan dari irigasi gelombang adalah hemat air dan tenaga kerja, efisiensi aplikasi serta hasil yang tinggi. Pupuk juga bisa ditambahkan dan dikontrol dari kutub gelombang. Tehnik irigasi gelombang banyak digunakan di USA antara lain di Colorado dan USUCES (Utah State University Cooperative Extension Service) dimana peneliti bekerja pada berbagai tanaman yang berbeda. Dua produsen yang khusus memproduksi katup gelombang adalah Waterman Industries. Inc. Colifornia dan P & R Surge Systems Ins, Texas. Program pembuatan katup dikontrol oleh tenaga surya.       

Polyacrylamide (PAM) sebagai polimer pengikat tanah memberikan beberapa keuntungan yaitu :

Ø  Mengurangi erosi tanah dari alur

Ø  Meningkatkan penyerapan air dan

Ø  Mengurangi endapan nutrisi dan pestisida yang keluar dari areal dan mengkontaminasi anak sungai.

PAM juga biasa digunakan sebagai agen pengendap dan penjernih pada makanan, proses pembuatan gula dan pada air. PAM bukan merupakan polutan tanah dan dapat diurai oleh matahari dan cara budidaya. PAM dapat diaplikasikan dalam bentuk butiran, tablet, cairan atau konsentrasi emulsi dan dosis aplikasinya antara 1-8 kg/1000 m³ aplikasi air, tergantung pada tipe tanah, bentuk alur dan kecepatan aliran. Bahan kimia ini dicampur dan disuntikan pada kanal tersier sebelah atas atau pada pipa sepanjang alur irigasi hingga akhir alur. PAM pada umumnya hanya digunakan pada irigasi pertama setelah tanam atau pada saat kultivasi inter-row ketika resiko kehilangan tanah tinggi. Jika kondisi tanah memerlukan keadaan seperti ini. PAM dapat digunakan sebagai alternatif atau pilihan irigasi yang lain. Untuk dampak maksimum, perlakuan air dengan PAM harus diaplikasikan pada alur yang kering tanpa perlakuan sebelum pembasahan.

Penggunaan polyacrylamide sebagai kondisioner tanah baik dilakukan pada tanah lempungan dimana penyerapan air dan penyebaran secara lateral pada profil alur jelek. Bahan kimia ini digunakan dan memberikan efek yang bagus di Australia dan USA dan banyak penelitian informatif dan laporannya tersedia (contoh Ross, Sojka dan Lentz, 1994-1997, dan Kimberley, Idaho, USA melakukan banyak penelitian perintis).

IRIGASI ATAS (OVERHEAD IRRIGATION)

Irigasi kedua yang terpopuler pada penanaman tebu diseluruh dunia adalah irigasi atas, dimana air diaplikasikan dalam bentuk butiran dengan nozel yang ditempatkan pada tanaman. Dengan metode ini, diperoleh keseragaman dan kekomplitan untuk seluruh areal dan air akan diserap secara vertikal ke dalam tanah. Ini merupakan cara yang berbeda untuk membasahi areal. Jika dibandingkan irigasi alur dimana hanya 40-60 % permukaan tanah yang dapat dibasahi dan penyerapan air secara lateral dan vertikal.

Secara umum terdapat 3 kategori nosel atas (overhead nozzles)

Ø  Tekanan rendah dioperasikan pada 0,6-2,0 bar, dengan tipe lemparan beradius/jarak 3-12 meter.

Ø  Tekanan menengah dioperasikan pada 2,0-5,0 bar, dengan tipe lemparan berjarak 12-30 m.

Ø  Tekanan tinggi dioperasikan pada 5,0-7,5 bar, dengan lemparan berjarak 30-65m.

Nozel bertekanan rendah pada umumnya plastik dan mainted pada sistem irigasi boom seperti sumbu utama, gerakan linear dan boom irigator. Tata letaknya disusun dalam bentuk yang lebih ekonomis untuk ganjalan spinkler nozel tempat terbuka dibandingkan dengan sistem pipa fixed atau moveable riser. Pengecualian untuk Floppy^TM sprinkler, dimana bantalan pada pipa riser tau sistem kabel atas. Namun demikian, pengoperasian sistem floppy pada alur dari tekanan rendah dan medium dan jarak sprinker untuk tanaman tebu antara 12-15m. Industri hortikultura mungkin akan mengoptimalkan untuk sprinkler tekanan rendah pada riser yang tertutup dan sistem pipa, tetapi area untuk tanaman menjadi terpadatkan dan pada tanaman tebu menjadi tidak ekonomis.

Nozel bertekanan rendah pada umumnya terbuat dari kuningan atau plastik  dan diganjalkan pada bodi sprinkler dari plastik atau bronze. Untuk tebu, metode tradisional bantalan sprinkler pada 3-4 m pipa riser yang dihubungkan ke pipa fixed atau moveable pada sistem distribusi. Jarak pada umumnya pada 18 x 18 m.

Nozel bertekanan tinggi pada umumnya terbuat dari plastik, kuningan, atau plastik dan diganjalan pada badan sprinkle-gun dari alumunium. Gun Sprinkler yang membuat hujan (atau cannons) biasanya diganjalkan pada trolleys taved dengan irigator hose-reel (hard-hose atau soft-hose types). Pada beberapa kasus, gun sprinkler diganjalkan pada tripod yang dihubungkan pada pipa sistem distribusi fixed atau moveable. Tetapi pemasangan tripod berat dan memerlukan 2 orang untuk memindahkannya keposisi lain.

Sistem tekanan rendah dan medium lebih mahal untuk menginstalnya, tetapi akan membutuhkan energi yang rendah dan biaya pengoperasian. Sistem ini lebih cocok untuk areal yang irigasi penuh dimana irigasi tiap tahunnya 500 mm atau lebih. Sistem bertekanan tinggi dengan energi dan biaya pengoperasian yang lebih cocok untuk areal yang beririgasi tambahan dimana kebutuhan irigasi tiap tahunnya lebih rendah dari pada 500 mm. Deskripsi yang jelas pada sistem irrigasi atas digunakan pada industri tebu, dan gambaran lengkap dari sistem sprinkler dan peralatannya dapat diperoleh pada Kay, 1983.