CROP WATER PRODUCTIVITY (CWP) LAHAN TADAH HUJAN … filePADA TANAMAN EKONOMIS DI GONDANGREJO, KARANGANYAR TESIS Untuk memenuhi sebagai persyaratan ... yang dipersiapkan dan disusun

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

CROP WATER PRODUCTIVITY (CWP) LAHAN TADAH HUJAN

DENGAN PEMANFAATAN EMBUNG SEBAGAI IRIGASI TAMBAHAN

PADA TANAMAN EKONOMIS DI GONDANGREJO, KARANGANYAR

TESIS

Untuk memenuhi sebagai persyaratan

guna memperoleh derajat Magister Pertanian

pada Program Studi Agronomi

Oleh

Arief Noor Rachmadiyanto

S611208002

PROGRAM STUDI AGRONOMI

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2014


ii




oleh


S611208002

telah disetujui oleh Tim Pembimbing

Kedudukan Pembimbing

Nama Tanda Tangan

Tanggal

Pembimbing I Komariah, S.T.P., M.Sc., Ph.D.NIP. 19780523 200812 2 001

Pembimbing II Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P.NIP. 19631123 198703 2 002

Mengetahui,

Ketua Program Studi Agronomi

Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S.NIP. 19590711 198403 1 002


iii




yang dipersiapkan dan disusun oleh


S611208002

telah dipertahankan di depan Tim Penguji

pada tanggal : 6 Juni 2014

dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Susunan Tim Penguji

Kedudukan Penguji

Nama Tanda Tangan

Tanggal

Ketua Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S.NIP. 19590711 198403 1 002

Anggota 1. Komariah, S.T.P., M.Sc., Ph.D.NIP. 19780523 200812 2 001

2. Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P.NIP. 19631123 198703 2 002

1.

2.

Mengetahui,

Direktur Program Pascasarjana Ketua Program Studi Agronomi

Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S. Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S.

NIP. 19610717 198601 1 001 NIP. 19590711 198403 1 002


iv

PERNYATAAN ORISINALITAS / KEASLIAN TESIS

Dengan ini menyatakan bahwa sepanjang pengetahuan saya, di dalam

naskah Tesis ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain

untuk memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi, dan tidak terdapat

karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali

yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber

kutipan dan daftar pustaka.

Apabila ternyata di dalam naskah Tesis ini dapat dibuktikan terdapat

unsur-unsur jiplakan, saya bersedia Tesis ini digugurkan dan gelar akademik yang

telah saya peroleh (Magister Pertanian) dibatalkan, serta diproses sesuai peraturan

perundang-undangan yang berlaku.

Surakarta, 16 Juni 2014

Arief Noor RachmadiyantoNIM. S611208002


v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan

karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis Crop

water productivity (CWP) lahan tadah hujan dengan pemanfaatan embung sebagai

Tesis ini

disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Master

Pertanian di Program Pascasarjana UNS.

Dalam penulisan tesis ini tentunya tidak lepas dari bantuan, bimbingan

dan dukungan berbagai pihak, sehingga penulis tak lupa mengucapkan terima

kasih kepada :

1. Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S. selaku Direktur Program Pascasarjana UNS.

2. Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S. selaku Ketua Program Studi Agronomi, Program

Pascasarjana UNS dan Ketua Penguji.

3. Dr. Ir. Subagiya, M.P. selaku Sekretaris Program Studi Agronomi, Program

Pascasarjana UNS dan Sekretaris Penguji.

4. Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. selaku Pembimbing Utama.

5. Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P. selaku Pembimbing Pendamping.

6. Bapak Ibu Dosen Program Studi Agronomi, Program Pascasarjana UNS yang

telah memberikan ilmu yang bermanfaat.

7. Keluarga tersayang, ibu Suratmi, A.Ma.Pd., bapak Paryanto, S.Pd.SD., adik

Annisa Noor Rachmawati, dan Yuly Astriani, S.P. yang telah memberikan

dukungan baik materi, semangat, dan doa.

8. Bapak Waluyo, bapak Man, dan warga masyarakat Dk. Nggemblung Kulon,

Ds. Wonosari, Kec. Gondangrejo yang telah membantu dan menerima kami

sebagai keluarga masyarakat.

9. Arthanur, Nana, mb. Hardian, Tim Penelitian SFR Gondangrejo, rekan-rekan

S2 Agronomi, Solmated, adik-adik tingkat Agroteknologi 2009, 2010, 2011

yang selalu mendukung dan membantu dalam penelitian di lapangan dan

laboratorium.


vi

10. Keluarga besar Gifu University, Japan: Senge sensei, Onishi sensei, Ito

sensei, Hiramatsu sensei, bapak DP. Ariyanto, mas Zaki, mb. Sofa, dan mb.

Diana yang telah memberikan masukan dan tambahan ilmu ketika di Japan

dan Indonesia.

11. Semua pihak yang telah membantu dalam kelancaran penelitian ini, yang

tidak bisa saya sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan

kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik demi

kesempurnaan karya ini. Akhirnya penulis berharap, semoga tesis ini dapat

memberikan manfaat kepada kita semua.

Surakarta; Gifu-shi, Japan, 03 Maret 2014

Penulis


vii

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul..................................................................................................... iHalaman Persetujuan........................................................................................... iiHalaman Pengesahan .......................................................................................... iiiPernyataan Orisinalitas / Keaslian Tesis ............................................................. ivKata Pengantar .................................................................................................... vDaftar Isi.............................................................................................................. viiDaftar Tabel ........................................................................................................ xiDaftar Gambar..................................................................................................... xDaftar Lampiran .................................................................................................. xiAbstrak ................................................................................................................ xiiAbstract ............................................................................................................... xiii

I. PENDAHULUAN....................................................................................... 1A. Latar Belakang ...................................................................................... 1B. Rumusan Masalah................................................................................. 3C. Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................. 4

1. Tujuan Penelitian ........................................................................... 42. Manfaat Penelitian ......................................................................... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA............................................................................. 5A. Isu Perubahan Iklim dan Ketersediaan Air terhadap Pertanian ............ 5B. Embung/Small Farm Reservoir (SFR).................................................. 7C. Kebutuhan Air Tanaman....................................................................... 8D. Crop Water Productivity (CWP) .......................................................... 10E. Irigasi Tambahan/Supplemental Irrigation dari SFR ........................... 11F. Sistem Irigasi Budidaya Padi (Oryza sativa L.) di Lahan Tadah

Hujan ..................................................................................................... 12G. Sistem Irigasi Budidaya Cabai Rawit (Capsicum frutescens L.) di

Lahan Tadah Hujan ............................................................................... 13H. Sistem Irigasi Budidaya Jagung Manis (Zea mays L. var. saccharata

(Sturtev.) di Lahan Tadah Hujan .......................................................... 14

III. METODE PENELITIAN .......................................................................... 16A. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................... 16B. Bahan dan Alat Penelitian..................................................................... 16

1. Bahan Penelitian ............................................................................ 162. Alat Penelitian................................................................................ 16

C. Tata Laksana Penelitian ........................................................................ 171. Komoditas Padi (Oryza sativa L.) ................................................. 172. Komoditas Cabai Rawit (Capsicum frutescens L.)........................ 203. Komoditas Jagung Manis (Zea mays L. var. saccharata

(Sturtev.)........................................................................................ 22D. Cara Analisis Data ................................................................................ 24


viii

E. Parameter atau peubah .......................................................................... 241. Parameter Tanah ............................................................................ 242. Parameter Tanaman ....................................................................... 25

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 26A. Efisiensi dan Kecukupan Air Embung.................................................. 26B. Kondisi Cuaca ....................................................................................... 30

1. Curah Hujan ................................................................................... 302. Suhu Udara .................................................................................... 323. Kelembaban Udara ........................................................................ 334. Intensitas Radiasi Matahari............................................................ 345. Ultraviolet ...................................................................................... 356. Evapotranspirasi............................................................................. 36

C. Karakteristik Tanah............................................................................... 38D. Pertumbuhan Tanaman ......................................................................... 45E. Produksi Tanaman ................................................................................ 47F. Crop Water Productivity (CWP) .......................................................... 50

V. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 53A. Kesimpulan ........................................................................................... 53B. Saran ..................................................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA........................................................................................ 54

LAMPIRAN....................................................................................................... 59


ix

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Pemupukan padi per petak .............................................................. 19

Tabel 2. Pemupukan cabai rawit per petak ................................................... 21

Tabel 3. Pemupukan jagung per petak .......................................................... 23

Tabel 4. Parameter tanah .............................................................................. 24

Tabel 5. Parameter padi ................................................................................ 25

Tabel 6. Parameter cabai rawit ..................................................................... 25

Tabel 7. Parameter jagung ............................................................................ 25

Tabel 8. Total kebutuhan air tanaman sesuai perlakuan dan estimasi

kecukupan air SFR .......................................................................... 27

Tabel 9. Kehilangan air SFR aktual .............................................................. 28

Tabel 10. Sifat kimia tanah ............................................................................. 41

Tabel 11. Unsur hara esensial ......................................................................... 41

Tabel 12. Kebutuhan pupuk anorganik ........................................................... 60

Tabel 13. Perhitungan ETo ............................................................................. 62

Tabel 14. Pemberian air pada padi musim tanam 1 ........................................ 63

Tabel 15. Pemberian air pada cabai rawit musim tanam 1 ............................. 63

Tabel 16. Pemberian air pada jagung manis musim tanam 1 ......................... 64

Tabel 17. Pemberian air pada padi musim tanam 2 ........................................ 64

Tabel 18. Pemberian air pada cabai rawit musim tanam 2 ............................. 65

Tabel 19. Pemberian air pada jagung manis musim tanam 2 ......................... 65

Tabel 20. Hasil uji F (Fisher test) ................................................................... 67

Tabel 21. Hasil uji Duncan's Multiple Range Test (DMRT) .......................... 69

Tabel 22. Hasil uji Korelasi ............................................................................ 72

Tabel 23. Kesesuaian lahan ............................................................................ 75


x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Denah tanam .............................................................................. 18

Gambar 2. Peta lokasi embung (SFR) ......................................................... 26

Gambar 3. Ketinggian permukaan air dan volume air SFR aktual .............. 29

Gambar 4. Curah hujan musim tanam 1 dan 2 ............................................ 30

Gambar 5. Perbandingan neraca air bulanan ............................................... 30

Gambar 6. Suhu udara musim tanam 1 dan 2 .............................................. 32

Gambar 7. Kelembaban musim tanam 1 dan 2 ............................................ 33

Gambar 8. Intensitas radiasi matahari musim tanam 1 dan 2 ...................... 34

Gambar 9. Ultraviolet musim tanam 1 dan 2 ............................................... 35

Gambar 10. Evapotranspirasi musim tanam 1 dan 2 ..................................... 36

Gambar 11. Kondisi tanaman pada dua musim tanam .................................. 37

Gambar 12. Tekstur dan kondisi air tanah ..................................................... 38

Gambar 13. Pertumbuhan dan indeks luas daun ............................................ 45

Gambar 14. Hasil produksi tanaman ............................................................. 47

Gambar 15. Foto komoditas tanaman ............................................................ 49

Gambar 16. Crop water productivity ............................................................. 50

Gambar 17. Hukum minimum Liebig ........................................................... 59

Gambar 18. Kerangka berfikir ....................................................................... 78


xi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Perhitungan kebutuhan pupuk .................................................... 59

Lampiran 2. Kebutuhan air tanaman ............................................................... 62

Lampiran 3. Perhitungan Crop water productivity ......................................... 66

Lampiran 4. Hasil uji F (Fisher test) ............................................................... 67

Lampiran 5. Hasil uji Duncan's Multiple Range Test (DMRT) ...................... 69

Lampiran 6. Hasil uji Korelasi ........................................................................ 72

Lampiran 7. Kesesuaian lahan ........................................................................ 75

Lampiran 8. Kerangka Berfikir ....................................................................... 78


xii

ABSTRAK

Arief Noor Rachmadiyanto. S611208002. 2014. Crop Water Productivity(CWP) Lahan Tadah Hujan dengan Pemanfaatan Embung sebagai Irigasi Tambahan pada Tanaman Ekonomis di Gondangrejo, Karanganyar. Tesis. Pembimbing 1 : Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. Pembimbing 2 : Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P. Program Studi Agronomi, Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Perubahan iklim telah menimbulkan perubahan pola curah hujan, akibatnya short drought sering terjadi di Gondangrejo, Karanganyar. Small farm reservoir (SFR) merupakan salah satu solusi memanen hujan pada musim kemarau dan dapat digunakan lagi sebagai supplemental irrigation (SI). Tujuan penelitian ini adalah mengetahui efisiensi penggunaan dan kecukupan pemanfaatan air sebagai SI berdasarkan kebutuhan air tanaman (ETc) terhadap crop water productivity (CWP) komoditas ekonomis (padi, cabai rawit, jagung manis). Perhitungan CWP berdasarkan produksi tanaman aktual (kg/ha) dibagi dengan jumlah air irigasi yang diberikan (mm). Rancangan perlakuan menggunakan Rancangan Acak Kelompok Lengkap satu faktor (0, 25, 50, 75, 100% ETc) dengan lima ulangan. Analisis data menggunakan Fisher Test 5% dilanjutkan Duncan Multiple Range Test 5% jika berpengaruh nyata. Hasil penelitian menunjukkan bahwa air dari SFR cukup, namun tidak efisien akibat kehilangan air 1,9 kali lebih besar dibanding total kebutuhan air tanaman selama dua musim tanam (14,544 m3). Pemberian irrigasi tidak memberikan pengaruh terhadap CWP semua komoditas ketika curah hujan telah mencukupi. Tingkat kesesuaian lahan terbaik dengan SI secara berurutan adalah padi, jagung manis, dan cabai rawit.

Kata kunci : short drought, small farm reservoir, supplemental irrigation, crop evapotranspiration, crop water productivity


xiii

ABSTRACT

Arief Noor Rachmadiyanto. S611208002. 2014. Crop Water Productivity (CWP) with The Small Farm Reservoir (SFR) as A Supplemental Irrigation for Cash Crop on Rainfed Area in Karanganyar Regency, Indonesia. Thesis. Supervisor 1 : Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. Supervisor 2 : Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P. Study Program of Agronomi, Graduated School, Sebelas Maret University, Surakarta

Precipitation patterns have changed due to climate change, consequently lead to frequent short drought in Karanganyar Regency, Indonesia. Small farm reservoir (SFR) is one of the water harvesting methods on farm lands, and the harvested water can be used for supplemental irrigation (SI) during dry season. The purposes of the research are to determine the efficiency and sufficiency of irrigation water based on crop evapotranspiration (ETc); and crop water productivity (CWP) of cash crop (paddy, chili, sweet corn). CWP was calculated by dividing the actual crop production (kg/ha) by the total number of irrigation water (mm). The experiment included five treatments of irrigation levels (0. 25. 50. 75. and 100% ETc) with five replications. Data analysis used Fisher Test (F-test) 5%, followed with Duncan Multiple Range Test 5%, when the F-test showed significant different. The results showed that water from SFR was estimated to be sufficient but inefficient due to water loss 1.9 higher than the total needs during two cropping seasons (14.544 m3). Supplemental irrigation did not affect the CWP, when rainfall was adequate.

Key words : short drought, small farm reservoir, supplemental irrigation, crop evapotranspiration, crop water productivity

Documents

CROP WATER PRODUCTIVITY (CWP) LAHAN TADAH HUJAN … filePADA TANAMAN EKONOMIS DI GONDANGREJO, KARANGANYAR TESIS Untuk memenuhi sebagai persyaratan ... yang dipersiapkan dan disusun