PEMODELAN NERACA AIR TANAH UNTUK PENDUGAAN …

Pemodelan Neraca Air Tanah untuk Pendugaan Surplus dan Defisit Air untuk Pertumbuhan Tanaman Pangandi Kabupaten Merauke Papua

(Fadjry Djufry)

1

PEMODELAN NERACA AIR TANAH UNTUK PENDUGAAN SURPLUS DAN DEFISITAIR UNTUK PERTUMBUHAN TANAMAN PANGAN DI KABUPATEN

MERAUKE, PAPUAWATER BALANCE MODELLING TO ESTIMATE THE SURPLUS AND WATER

DEFICIT IN MERAUKE DISTRICT OF PAPUA

Fadjry Djufry

Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Sulawesi Selatan, Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 17,5 Sudiang – Makassar 90242E-mail: [email protected]

(Makalah diterima 20 Juni 2012 – Disetujui, 29 Juni 2012)

ABSTRAK

Pemodelan neraca air merupakan salah satumetode yang sering digunakan untuk mendugadinamika kadar air tanah selama periodepertumbuhan tanaman, sehingga dapat dihitungjumlah kebutuhan air tanaman untuk dapatberproduksi, terutama pada periode kritis yaitu padasaat kadar air tanah sangat rendah maupun dalamkeadaan normal. Penelitian dilaksanakan mulai bulanApril – November 2010 di Kabupaten MeraukeProvinsi Papua. Pengumpulan data iklim (curahhujan, suhu udara, kelembaban), informasi lahan(didasarkan pada peta jenis tanah dan tataguna lahan,terutama untuk menentukan kapasitas menyimpan airdari tanah dan kedalaman perakaran tanaman).Analisis neraca air tanah dilakukan untuk setiapsatuan analisis wilayah kecamatan denganmenggunakan metode Thornthwaite dan Mather(1957). Selanjutnya hasil analisis neraca air tanahdipetakan dengan menggunakan sistem informasigeografis (SIG) sehingga dapat diketahui wilayahkecamatan yang mengalami periode defisit air maupunyang mengalami periode surplus air yang panjang.Hasil analisis menunjukkan bahwa pola curah hujanyang dominan di Kabupaten Merauke adalah Pola Ayaitu pola yang memberikan gambaran bahwa terdapatperbedaan yang jelas antara jumlah curah hujan padamusim penghujan dengan musim kemarau. KabupatenMerauke mengalami periode defisit air sekitar 4-7bulan selama setahun. Kecamatan yang mengalamiperiode dan jumlah defisit air yang tinggi adalahKecamatan Kuprik berturut-turut sebesar 7 bulan.Kecamatan yang mengalam periode difisit yangsingkat sekitar 4 bulan adalah Kecamatan Jagebob,Kimaan dan Muting. Potensi masa tanam tanamanpangan di Kabupaten Merauke berkisar antara 5-7bulan. Periode surplus yaitu sekitar 3 – 6 bulan padabulan November sampai Mei/Juni. Kecamatan yang

mengalami periode surplus yang lebih lama adalahKecamatan Jagebob dan Kimaan yaitu 6 bulan.Sebagian besar kecamatan (6 kecamatan) yang ada diKabupaten Merauke memiliki surplus air > 1000 mm/tahun. Hanya ada 2 kecamatan yang memiliki surplusair < 1000 mm/tahun yaitu Kecamatan Kuprik danKecamatan Sota. Kecamatan yang memperolehsurplus air yang tinggi selama setahun adalahKecamatan Semangga. Potensi masa tanam yangpendek terdapat pada Kecamatan Kuprik (3 bulan)sedangkan potensi masa tanam yang panjang adalah(6 bulan) hampir pada semua Kecamatan (Semangga,Okaba, Muting Kimaan, dan Sota). Model neraca airyang disusun cukup valid untuk memprediksiketersedian air tanah dan penentuan waktu tanam diKabupaten Merauke Provinsi Papua.

Kata kunci: Kabupaten Merauke, Neraca Air Tanah, Surplus danDefisit Air, Tanaman Pangan

ABSTRACT

Water balance modeling is one approach that canbe used to predict the dynamics of soil water contentfor plant growth, so it can calculate the amount ofcrop water requirements, particularly at critical periodsduring which the soil moisture content is very lowand in normal circumstances. The experiment wasconducted April-November 2010 in Merauke districtof Papua province. The collection of climate data(rainfall, temperature, humidity), land information(based on soil type and land use map, primarily todetermine water holding capacity and root zonedepthof the soils). Land water balance analysis wasconducted for each analysis of districts usingThornthwaite and Mather (1957). Furthermore, theresults of water balance of land was mapping usedthe geographic information system (GIS) method for

mailto:[email protected]

Informatika Pertanian, Vol. 21 No.1, Agustus 2012 : 1 - 9

2

knowing the districts that have the periods of waterdeficit or water surplus. The results showed that thedominant patterns of rainfall in the district ofMerauke is pattern A is a pattern that suggests thatthere is a clear difference between the amount ofrainfall during the rainy season to dry season.Merauke district experienced a period of water deficitof about 4-7 months for a year. Sub districts that havea period and a high amount of water deficit isKuprikfor 7 consecutive months. Sub districts that have ashort period of deficit 4 months is Jagebob, Kimaanand Muting. The potential for planting food crops inMerauke district ranges from 5-7 months. The surplusperiod is about 3-6 months of November to May /June. Sub districts that have a longer period surplusisJagebob and Kimaant is 6 months. The most of thesub districts (6 sub districts) in the Merauke districthas a surplus of water> 1000 mm / year. There areonly two sub districts that have surplus water <1000mm / year is Kuprik and Sota. Sub districts thatobtain high water surplus for the year is Semangga .Potential of the short growing season found inKuprik (3 months) while the potential of the growingseason is long (6 months) in almost every sub district(Semangga, Okaba, Muting Kimaan, and Sota). Waterbalance model is developed enough valid forpredicting soil water availability and timing of foodcrop planting in Merauke district of Papua province.

Keywords: Merauke Distric, water balance model, surplus andwater deficit, food crop planting date calender

PENDAHULUAN

Potensi lahan untuk pengembangan pertanian diKabupaten Merauke sangat luas dan merupakansalah satu sentra pengembangan tanaman pangandiProvinsi Papua. Pemerintah daerah dan pemerintahpusat telah mencanangkan kabupaten Meraukesebagai sebagai sentra cadangan pangan di KawasanTimur Indonesia melalui Program MIFEE ( MeraukeIntegrated Food Energy and Estate) dan sudahmenjadi program nasional. Cadangan lahan yangpotensial untuk pengembangan tanaman pangan diKabupetan Merauke berkisar 2.5 juta ha. Hasilpewilayahan AEZ (Sosiawan, 2006), menunjukkanbahwa luas lahan di Kabupaten Merauke yang sesuaiuntuk usaha pertanian dan belum termanfaatkansekitar 1.913.304 ha (98,8 %) dan sudah dimanfaatkansekitar 23.987 ha (1.24 %).

Ketersediaan air merupakan salah satu faktorpembatas yang menentukan jenis dan sebaran tanaman

serta periode masa tanam. Setiap jenis tanaman dansistem usahatani membutuhkan air yang bervariasibergantung sifat genetis dan faktor lingkungan.Ketersediaan air tanah akan menentukan status airtanaman dan penting dalam proses absorbsi CO2

(Chang, 1968; Jensen, 1991; Grant et al., 1993)Pemanfaatan pemodelan tanaman sudah banyak

digunakan pada berbagai bidang seperti pemuliantanaman, ilmu tanah, fisiologi tanaman, antisipasiserangan hama penyakit tanaman, penentuan waktutanam termasuk studi neraca air untuk mengetahuidampak perubahan iklim terhadap ketersediaan air padasuatu wilayah ( Rafi et al., 2005; Kumanbala et al., 2010;Bari et al. 2006).

Pendekatan neraca air memungkinkan untukmengevaluasi dinamika air tanah dan penggunaan airoleh tanaman secara kuantitatif (Lascano, 1991; Brissonet al., 1992; Lascano, 2000), memantaucekaman air padatanaman (Doraiswamy et al., 1982) dan mengevaluasipenerapan sistem pertanian irigasi pada kondisi iklimtertentu (Binh et al., 1994), dan menghitungketersediaan air secara spasial pada suatu wilayah(Latha et al., 2010).

Teknologi pemodelan telah banyak membantumenjelaskan dan menggambarkan proses yang terjadidalam pergerakan air dari tanah ke tanaman sertadinamika kadar air tanah. Grant et al ., (1997)mengemukakan bahwa pemodelan yang dilakukan tidakhanya memprediksi gejala sistem, tetapi juga bertujuanuntuk meningkatkan pengertian terhadap fenomenayang diamati.

Keunggulan teknologi pemodelan neraca air adalahdapat dimanfaatkan untuk memprediksi potensi hasiltanaman secara akurat, prediksi kadar air tanah, danpenentuan waktu tanam optimum pada suatu daerah/wilayah. Khusus model neraca air, hasilpendugaannya sudah mempunyai tingkat ketelitianyang tinggi.

Selain itu model neraca air dapat digunakan untukmenganalisis dan mensimulasi berbagai komponen neracaair, setelah divalidasi. Simulasi tersebut berguna dalammenyusun berbagai skenario dalam perencanaanpenggunaan dan pengelolaan lahan dengan berbagaialternatif masukan dan teknologi. Skenario tersebutberguna untuk menduga pengaruh suatu sistempengelolaan lahan dan penerapan teknologi terhadapsetiap komponen neraca air dan dampaknya terhadap fisiklahan, sehingga setiap pilihan dapat diduga risikonya danlangkah antisipasi yang perlu dilakukan. Penelitianbertujuan menyusun model simulasi neraca air untukpendugaan surplus dan defisit air sebagai antisipasikekeringan di Kabupaten Merauke Provinsi Papua.


(Fadjry Djufry)

3

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Kabupaten MeraukeProvinsi Papua.Analisis data dan pengambilancontoh tanah dilaksanakan mulai bulan April sampaibulan November 2010. Bahan penelitian yangdigunakan adalah peta jenis tanah dan tatagunalahan, peta digital Land Use ( 1:50.000), peta kontour(1:50.000), peta batas administrasi kabupaten (1:50.000), dan peta rupa bumi Kabupaten Merauke(1:50.000). Untuk menentukan letak Lintang dan Bujurlokasi pengambilan contoh tanah digunakan GlobalPosisioning System (GPS).

Data curah hujan harian dikumpulkan dari setiapstasiun penakar hujan dan data iklim (suhu,kelembaban, kecepatan angin, radiasi matahari danevaporasi) berupa harian dan bulanan dikumpulkan daristasiun klimatologi Merauke periode tahun 1995-2010.Pengumpulan data kadar air tanah (KAT), kapasitaslapang (KL), dan titik layu permanen (TLP) dilakukanmelalui pengambilan contoh tanah dua desa disetiapkecamatan yang masing-masing mewakili kondisi curahhujan wilayah Kabupaten Merauke. Pengambilancontoh tanah dilakukan pada kedalaman yaitu 0-20 cm.Untuk verifikasi hasil dilakukan wawancara denganpetani dan petugas Penyuluh Pertanian Lapang (PPL)untuk mengetahui jadwal tanam dan pola tanameksisting pada wilayah tersebut.

Metode Analisis

Analisis neraca air tanah untuk setiap satuananalisis pada sembilan kecamatan dilakukanmenggunakan metode Thornthwaite dan Mather(1957) dan Black (2007) dengan prosedur sebagaiberikut :1. Mengisi kolom curah hujan (CH) berdasarkan

pengamatan;2. Mengisi kolom vapotranspirasi potensial(ETP)

dengan metode Thornthwaite dan Mather denganmenggunakan unsur iklim suhu rata-rata.Formulanya adalah sebagai berikut :a. Jika Ta < 26.5 oC

, dengan

Dimana :PET = evapotranspirasi potensial (cm/bulan)Ta = suhu udara rata-rata harian (oC)N = jumlah hari dalam sebulan

L = panjang hari aktualI = akumulasi indeks panas dalam setahun,

diperoleh dengan rumus :

b. Jika Ta > 26.5 oC :20.433 32.244 415.85a aPET T T

3. Menghitung CH – ETP;4. Hasil-hasil negatif pada langkah 4 diakumulasi

bulan demi bulan sebagai nilai accumulation ofWater Loss (APWL); dengan formula sebagaiberikut :

1 ( )i i iAPWL APWL CH ETP

5. Menentukan Nilai Kapasitas lapangan tanah sertakedalaman tinjauannya kedalaman perakaran);Dalam perhitungan dipergunakan KL=0.37 dankedalaman tinjau=1000 mm

6. Mengisi nilai kandungan air tanah (KAT)berdasarkan APWL dari bulan kebulan denganrumus berikut :

| |* APWLKAT KL k dimana 1pk po

KL ,

dengan po = 1.000412351, p1=1.073807306

7. Mengisi kolom perubahan KAT (dKAT):

1i iDKAT KAT KAT

8. Menghitung Evapotranspirasi Aktual (ETA):

Jika APWL=0 ETA ETPJika APWL=0 | |i i iETA CH DKAT

( )i i iif ETA ETPi ETA ETP

9. Kolom Defisit (D) dimana i i iD ETP ETA 10.Surplus terjadi saat tidak ada defisit,

maka i i i iS CH ETP DKAT

Pemodelan Neraca Air

Tahapan penyusunan pemodelan neraca airmeliputi, (1) penyusunan model, (2) pengujian modeldan (3) aplikasi model. Model neraca air yangdisusun mensimulasi komponen-komponen neraca air,seperti : intersepsi tajuk, infiltrasi, perkolasi, limpasanpermukaan, kadar air tanah, evaporasi dan traspirasi.

Peubah masukan (input variables) yang digunakandalam model simulasi adalah peubah cuaca, tanaman,tanah dan keadaan awal ( initial variables). Model yangdisusun mempunyai resolusi harian sehinggadiperlukan unsur-unsur cuaca harian sebagai masukanyang terdiri atas radiasi surya (MJ/hari), suhu udara


4

(oC), kelembaban udara (%), kecepatan angin (m/detik)dan curah hujan (mm/hari).

Hasil analisis neraca air tanah dengan sisteminformasi geografis (SIG) dipetakan berdasarkanperiode surplus air (masa tanam) dan defisit air (masakurang air) sehingga lokasi kecamatan yang mengalamiperiode defisit air yang lama dan yang mengalamiperiode surplus air yang panjang (berpotensi untukbudidaya tanaman pangan), diketahui.

Pewilayahan surplus dan defisit air dilakukandengan menjalankan model yang telah disusun denganmasukan unsur-unsur cuaca dan parameter tanah dalammodel. Hasil keluaran model kemudian dipetakandaerah-daerah yang berpotensi rawan kekeringan.Perangkat lunak sistem informasi geografis (PC-ArcInfo) digunakan untuk menyusun database sertamemetakan wilayah-wilayah rawan banjir dankekeringan di wilayah ini.

Kabupaten Merauke adalah 4.507.100 ha, tetapiberdasarkan hasil pengukuran secara kartografisseluas 4.464.722 ha. Kabupaten Merauke terbagimenjadi 20 Kecamatan, yaitu: Kecamatan Kimaan,Waan, Tabonji, Ilyawab, Okaba, Tubang, Ngguti,Kaptel, Kurik, Marind, Animha, Merauke, Semangga,Tanah Miring, Jagebob, Sota, Naukenjerai, Muting,Eligobel, Ulilin (Distan Papua, 2011).Kabupaten Merauke berbatasan dengan:Sebelah Utara : Berbatasan dengan Kabupaten

Mappi dan Boven DigoelSebelah Timur : Berbatasan dengan Papua Nugini

(PNG)Sebelah Selatan : Berbatasan dengan Laut ArafuraSebelah Barat : BerbatasandenganLaut Arafura

Bentang alam Kabupaten Merauke berupa dataransangat luas. Secara umum zonasi bentang alam daripantai ke arah utara berupa: beting pantai (daerahpantai), rawa belakang (sering tergenang), dataran teras(relatif tinggi), dan dataran pedalaman (relief berombak-bergelombang). Secara umum melandai ke arah selatan.Berdasarkan analisis terrain, daerah penelitiandikelompokan menjadi 5 Grup landform utama, yaitu:Aluvial (A), Marin (M), Fluvio-marin (B), Gambut (G),dan Tektonik/Struktural (T). Tanah

Lahan di Kabupaten Merauke dikelompokkan menjadidaerah bawahan (lowland) dan daerah atasan (upland).Keadaan tanah kedua lingkungan tersebut sangat berbedasehingga karakteristiknya tanahnya berbedapula.Keadaan tanah daerah bawahan (lowland) umumnyatergenang/sering tergenang (jenuh air). Bahan induk tanahberasal dari endapan sungai, marin, organik. Tanah yangterbentuk dari bahan marin, tanahnya ada yangmengandung bahan sulfidik (pirit) dan terkena pasangsurut air laut. Tanah di daerah atasan (upland) terjadiproses pencucian (leaching) dan pengendapan. Bahaninduk tanah berasal dari endapan batuliat dan batupasir.Landform yang terbentuk dikelompokan ke dalam terasmarin dan tektonik/struktural dengan relief berombak,bergelombang dan berbukit mempunyai drainase baik.Tanah-tanah yang terbentuk antara lain diklasifikasikankedalam: Dystrudepts (Kambisol ), Hapludults (PodsolikMerah Kuning), dan Plintudults (Podsolik Plintik)(Sosiawan, et. al., 2006)

Karakteristik Iklim Kabupaten Merauke

Kabupaten Merauke merupakan zona inter-tropikaldan mempunyai tipe iklim monsonal, artinya flukutasicurah hujan yang dipengaruhi oleh pergerakan anginmuson. Seperti Papua pada umumnya, wilayah

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambaran Umum Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian meliputi seluruh KabupatenMerauke, yang secara astronomis terletak padakoordinat antara 6000' - 9000’’ Lintang Selatan dan137030'-141000' Bujur Timur. Menurut data MeraukeDalam Angka tahun 2011 (BPS, 2011), luas wilayah

Gambar 1. Diagram alir model neraca air tanah


(Fadjry Djufry)

5

penelitian dicirikan oleh musim hujan yang terjadibulan Oktober-Maret dan musim kemarau yang terjadiantara bulan April-September. Series data iklim selama10 tahun yang tercatat di stasiun Merauke yangmewakili daerah pantai selatan menunjukkan bahwacurah hujan rerata tahunan berkisar 1.696 mm, suhurerata tahunan berkisar 27 oC. Evaporasi potensial(ETP Penman) tahunan sebesar 1.560 mm. Kecepatanangin bervariasi antara 2–4 mm/detik (apa diukursendiri?, BMG satuannya knot?); kelembaban udararelatif berkisar 65% sepanjang tahun yang mencapaimaksimum bulan Desember dan Januari dan minimumterjadi bulan Juli. Radiasi matahari tahunan berkisarantara 1700-2.200 jam dengan kisaran tertinggibulanan 176 jam/bulan dan terendah 139 jam/bulan.Hasil analisis probabilitas curah hujan bulananperiode 1991-2002 dan 1994-2010 menunjukkan bahwapada tahun-tahun normal curah hujan bulanan akanberkisar antara 10 mm (Agustus) sampai 340 mm(Januari), sedangkan pada tahun-tahun kering periodekering akan terjadi selama 8 bulan (Mei–Oktober)dengan curah hujan bulanan maksimum berkisar 32mm (Sosiawan, et. al., 2006).

Penyebaran curah hujan tahunan dapat dilihatdengan mengetahui berapa jumlah curah hujan rata-rata(mm/tahun) di beberapa stasiun hujan. Penyebarancurah hujan tahunan akan lebih informatif bila disajikandalam bentuk peta isohyet, yaitu peta-peta yang berisigaris-garis (isoline) yang menghubungkan titik-titikyang mempunyai jumlah curah hujan yang sama.Menurut Amien (1996) ketepatan dan keabsahan(validitas) informasi ini ditentukan oleh jumlah danpenyebaran stasiun hujan di suatu wilayah. Makin rapatdan makin banyak stasiun yang digunakan akanmemberikan hasil yang lebih baik, sebaliknya makinjarang dan makin sedikit stasiun yang digunakan makaanalisis dapat menghasilkan informasi yang bias.

Pengelompokan data curah hujan tahunan dari 8stasiun pencatat hujan pada periode 1995 – 2010disajikan pada Tabel 1. Berdasarkan hasilpengelompokan, Kabupaten Merauke dibagi menjadiempat (4) wilayah hujan yang diberi notasi wilayah I,

wilayah II dan wilayah III, serta IV masing-masingberturut-turut memiliki kisaran curah hujan > 2500 mm/tahun, 2000 – 2500 mm/tahun, 1500-2000 mm/tahun dan< 1500 mm/tahun.

Wilayah I hanya satu daerah yaitu sebagianKecamatan Kimaan Barat, wilayah II meliputiKecamatan Jagebob, Semangga, Muting dan KimaanTimur, wilayah III meliputi Kecamatan Sota, Okaba,sedangkan wilayah IV yaitu Kecamatan Kurik.

Secara umum curah hujan di Kabupaten Meraukeberkisar 1500 mm/tahun hingga tidak lebih 3000 mm/tahun. Kecamatan yang mempunyai rata-rata curahhujan tahunan tertinggi adalah Kecamatan Kimaan(2371 mm/tahun) dan terendah adalah Kecamatan Kurik(1382 mm/tahun).

Pola curah hujan menggambarkan fluktuasi rata-ratacurah hujan bulanan dalam setahun. Pola curah hujandapat diketahui dengan cara membandingkan nilaicurah hujan bulanan tersebut dengan nilai intensitasrata-rata. Nilai intensitas rata-rata adalah nilai curahhujan tahunan dibagi 12.

Tabel 2 menyajikan pola curah hujan di setiapKecamatan yang ada di Kabupaten Merauke.Berdasarkan Tabel 2 menunjukkan bahwa pola curahhujan yang dominan di Kabupaten Merauke adalah Polatunggal atau pola sederhana (A) yaitu terdapatperbedaan yang jelas antara jumlah curah hujan padamusim penghujan dengan musim kemarau yang meliputiKecamatan Semangga, Tanah Miring, Jagebob, Kuprik,Kimaan, Sota, Okaba, dan Muting.

Penyebaran zona agroklimat merupakan suatuanalisis yang dapat memberikan gambaran seberapajauh potensi masa tanam untuk tanaman pangan (padisawah dan palawija) dan teknologi-teknologi yangdibutuhkan. Oldeman (1975) telah membuat sistem barudalam klasifikasi iklim yang dihubungkan denganpertanian menggunakan unsur iklim hujan. Analisis inidilakukan dengan menghitung jumlah bulan basah (BB)berturut-turut dan jumlah bulan kering (BK) berturut-turut di suatu stasiun atau suatu wilayah, dimanamenurut Oldeman yang dimaksud bulan basah untukkebutuhan budidaya padi sawah adalah bulan denganrata-rata curah hujan >200 mm/bulan sedangkan yang

Tabel 1. Pengelompokan curah hujan tahunan di Kabupaten Merauke

Wilayah

I

II

III

IV

Kisaran curah hujan

> 2500 mm/tahun

2000 – 2500 mm/tahun

1500 - 2000 mm/tahun

< 1500 mm/tahun

Kecamatan

Kimaan Barat

Jagebob, Kimaan, Semangga, Muting

Sota, Okaba, Tanah Miring, Kimaan Timur

Kuprik


6

dimaksud bulan kering adalah bulan dengan rata-ratacurah hujan < 100 mm/bulan. Selanjutnya, dalampenentuan klasifikasi iklimnya Oldeman menggunakanketentuan panjang periode bulan basah dan bulankering berturut-turut.

Tabel 2 menunjukkan bahwa zona agroklimat yangterdapat di Kabupaten Merauke cukup bervariasi mulaidari iklim yang agak basah (C3) sampai tipe iklim kering(D4). Sebagian besar Kecamatan di Kabupaten Merauke(Semangga, Tanah Miring, Jagebob, Muting, Okaba danKimaan) termasuk tipe iklim C3 yang menunjukkanbahwa wilayah tersebut memiliki 5-6 bulan basah (> 200mm) berturut-turut, dan 4-6 bulan kering (< 100 mm).Tipe iklim D3 juga hanya satu kecamatan yaitu Sota,wilayah ini memiliki 3 bulan basah (> 200 mm) berturut-turut, dan 5 bulan kering (< 100 mm). Begitupula tipeiklim D4 hanya satu kecamatan yaitu Kurik yang manawilayah ini memiliki memiliki 3 bulan basah (> 200 mm)berturut-turut, dan 7 bulan kering (< 100 mm).

Analisis Neraca Air Tanah

Berdasarkan data curah hujan, lajuevapotranspirasi, dan kemampuan tanah menahan airpada daerah perakaran sedalam 30 cm, disusunperhitungan neraca air lahan tiap kecamatan diKabupaten Merauke. Dari perhitungan neraca airlahan tersebut dapat diketahui defisit dan surplus,bulan kemarau dan penentuan periode (masa) tanamserta pola tanam yang akan dikembangkan.

Secara umum wilayah Kabupaten Merauke sebagianbesar mempunyai periode surplus yaitu sekitar 3 – 6bulan pada bulan November sampai Mei/Juni.Kecamatan yang mengalami periode surplus yang lebihlama adalah Kecamatan Jagebob dan Kimaan yaitu 6bulan.Sebagian besar kecamatan (6 kecamatan) yangada di Kabupaten Merauke memiliki surplus air > 1000mm/tahun. Hanya ada 2 kecamatan yang memilikisurplus air < 1000 mm/tahun yaitu Kecamatan Kurik dan

Kecamatan Sota. Kecamatan yang memperoleh surplusair yang tinggi selama setahun adalah KecamatanSemangga .

Wilayah Kabupetan Merauke secara umummengalami periode defisit air sekitar 4-7 bulan selamasetahun. Kecamatan yang mengalami periode danjumlah defisit air yang tinggi adalah Kecamatan Kurikberturut-turut sebesar 7 bulan. Kecamatan yangmengalami periode difisit yang singkat sekitar 4 bulanadalah Kecamatan Jagebob, Kimaan dan Muting. Haltersebut kemungkinan disebabkan oleh besarnyaevapotranspirasi pada wilayah tersebut sehingga kadarair tanah mengalami penurunan yang drastis. Defisit airdapat terjadi bila kandungan air tanah yang ada tidakcukup untuk memenuhi kebutuhan air potensialnya(Djufry, 2005, 2006, 2011). Hal tersebut sejalan denganhasil penelitian Suharsono, H., et al. 1996mengemukakan bahwa, wilayah Papua umumnyamengalami defisit sampai 3-4 bulan/tahun sedangkanperiode surplus <6 bulan/tahun.

Penentuan Waktu Tanam dan Pola Tanam

Status dan pola ketersediaan air merupakan faktorutama penentu pola tanam untuk tanaman semusim. Polatanam sangat dipengaruhi oleh lamanya musim tanam(lengthgrowing season) yang sepenuhnya ditentukanoleh ketersediaan air bagi tanaman.Masa tanam ataugrowing season (GS) khususnya pada lahan tadahhujan tergantung pada ada tidaknya curah hujan dandistribusinya selama periode tertentu.Umumnyapendugaan musim tanam dan penetapan pola tanampada masing-masing wilayah ditentukan berdasarkanpola curah hujan rata-rata bulanan atau berdasarkanpotensi dan pola pasokan air irigasi.

Pada lahan kering dan tanah hujan lamanya lahandapat dibudidayakan (musim pertanaman atau growingseason) terkait langsung jumlah dan distribusi hujanserta sifat tanah dalam memegang air. Jumlah air yang

Tabel 2. Tipe iklim dan pola hujan di Kabupaten Merauke

No

1

2

3

4

5

6

7

8

Kecamatan

Semangga

Tanah Miring

Jagebob

Kuprik

Muting

Kimaan

Okaba

Sota

BB

5

5

6

3

5

6

5

3

BK

5

5

4

7

4

4

5

4

Tipe Iklim

C3

C3

C3

D4

C3

C3

C3

D3

Pola Hujan

A

A

A

A

A

A

A

A


(Fadjry Djufry)

7

dibutuhkan tanaman (water consumtive use) atau airyang diserap akar tanaman hampir sama dengan jumlahair yang hilang akibat evapotranspirasi tanaman ( Beydan Las, 1993).

Berdasarkan hal tersebut di atas FAO (1978),memberikan batasan GS berdasarkan perimbanganantara curah hujan dengan evapotranspirasi potensialdimana masa tanam adalah selang waktu dalam setahundengan curah hujan > 0.5 ETP ditambah waktu padaakhir musim hujan (curah hujan mendekati nilai ETP)untu mengevapotranspirasikan air setinggi 100 mm dariair tanah yang masih tersimpan. Oldeman (1975)mengemukakan bahwa GS dinyatakan GS bila curahhujan > 100 mm/bulan, dan khusus untuk padi sawahadalah > 200 mm/bulan yang disebut sebagai bulanbasah.

Gambar 2 menunjukkan sebaran curah hujan danevepotraspirasi potensial selama setahun di KabupatenMerauke. Hasil perhitungan neraca air tanahmenunjukkan bahwa potensi masa tanam tanamanpangan di Kabupaten Merauke berkisar antara 5-7bulan. Potensi masa tanam yang pendek terdapat padaKecamatan Kurik ( 4 bulan ) sedangkan potensi masatanam yang panjang adalah (6 bulan) hampir padasemua Kecamatan. Dengan kondisi musim tanam yanglebih panjang dan kadar air tanah relatif cukup tersedia,sepanjang fisik lahan dan kesuburan tanahmemungkinkan, maka sepanjang tahun dapat ditanamitanaman semusim rata-rata dua kali. Pola tanam yangideal untuk sawah tadah hujan/lahan kering antara lainadalah padi gogo-palawija/sayur-sayuran, jagung-jagung/sayuran.

Berdasarkan curah hujan rata-rata di KabupatenMerauke terdapat sekurang-kurangnya dua musimpertanaman yang berarti dua kali penanaman tanamanpangan. Growing Season I ( Oktober-Pebruari) lebihideal untuk tanaman padi atau jagung sebagai komoditiutama. Sedangkan musim pertanaman II (Pebruari-Mei)lebih baik untuk tanaman kacang-kacangan, palawija.Gambar 3 memperlihatkan alternatif pola tanam yangdapat diterapkan di Kabupaten Merauke Papua.

Tampilan Model

Tampilan form model dinamika air tanah disajikanpada Gambar 4 yang memperlihatkan bahwa modeldapat mensimulasi kadar air tanah sepanjangpertumbuhan tanaman. Hasil keluaran model simulasidinamika air tanah terdiri dari evapotranspirasi

Gambar 2. Sebaran curah hujan dan evapotraspirasipotensial selama setahun di KabupatenMerauke

Gambar 3. Alternatif pola tanam yang dapatdikembangkan di Kabupaten MeraukePapua

11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 Semangga

2 Tanah Miring

3 Jagebob

4 Kurik

5 Muting

Palawija/Sayuran

6 Kimaan

7 Okaba

8 Sota

KecamatanBULAN

Padi Gogo/JagungJagung/Palawija

Sayuran/bera

Jagung/PalawijaSayuran

Sayuran/bera

Jagung/PalawijaJagung/Palawija

Sayuran/bera

Palawija/SayuranJagung

Sayuran/bera

Palawija


Sayuran/bera

Padi Gogo/Jagung


Sayuran/bera

Jagung/PalawijaSayuran Bera


8

potensial, evapotranspirasi aktual, transpirasimaksimum, transpirasi aktual, evaporasi maksimum,evaporasi aktual, total evapotranspirasi aktual,indeks stres air tanaman, dan kadar air tanah padadua kedalaman, yaitu 0-25 cm dan 0 -100 cm.

1000 mm/tahun yaitu Kecamatan Kurik danKecamatan Sota. Kecamatan yang memperolehsurplus air yang tinggi selama setahun adalahKecamatan Semangga.

4. Potensi masa tanam tanaman pangan di KabupatenMerauke berkisar antara 5-7 bulan. Potensi masatanam yang pendek terdapat pada KecamatanKuprik ( 3 bulan ) sedangkan potensi masa tanamyang panjang adalah (6 bulan) hampir pada semuaKecamatan (Semangga, Okaba, Muting Kintap,dan Sota).

DAFTAR PUSTAKA

Amien, Le. I., et al. 1996. Penelitian Agroklimat danPengembangan Database Sumberdaya Iklim untukmeningkatkan Hasil Pertanian di Sulawesi Tenggara.Laporan Penelitian (tidak dipublikasikan). Bogor: PusatPenelitan Tanah dan Agroklimat. 85 hal.

Bari, M.A,and K. R. J. Smettem. 2006. A conceptual modelof daily water balance following partial clearing fromforest to pasture. Hydrol. Earth Syst. Sci. 10: 321–337

Binh, N.D., V.V.N. Murty, and D.X. Hoan. 1994. Evaluationof the possibility for rainfed agriculture using a soilmoisture simulation model. Agric. Water. Manage 26 :187-199. (di naskah tidak ada)

BPS. 2011. Kabupaten Merauke Dalam Angka. Merauke:Biro Pusat Statistik Provinsi Papua.

Bey, A dan I, LasI.1991. Strategi Pendekatan Iklim DalamUsaha Tani. Dalam: Bey, (ed.), Kapita Selekta dalamAgrometeorologi . Jakarta: Direktorat JenderalPendidikan Tinggi. Departemen Pendidikan danKebudayaan. hlm 18-47

Brisson, N., S. Bernard, and B. Patr ick. 1992.Agrometeorological soil water balance for cropsimulation models. Agric. For. Meteorol 59: 267-287.(dinaskah 1990)

Chang, J. H. 1968. Climate and Agriculture. An EcologySurvey.Chicago : Aldine Publ. Co.

Distan TPH. 2011. Laporan Tahunan, Merauke: DinasPetanian Tanaman Pangan dan Hortikultura ProvinsiPapua

FAO. 1978. Report on the Agroecological Zones Project.Vol. 1, Methodology and Result for Africa. Rome: FAO

Doraiswamy, D. C., and D.R. Thomson. 1982. A CropMoisture Stress Index for Large Areas and Its Aplicationin the Prediction of Spring Wheat Phenology. Agric.Meteorol 27: 1-15.

Djufry, F.A. Yanto, Handoko, dan Koesmaryono Y. 2005.Pendugaan Defisit Air Tanaman Jarak (Ricinuscommunis L.) berdasarkan Model Simulasi DinamikaAir Tanah. Jurnal Agromet Indonesia 19: 1-12.

Gambar 4. Tampilan model simulasi indeks stres

KESIMPULAN DAN SARAN

1. Pola curah hujan yang dominan di KabupatenMerauke adalah Pola A yaitu pola yang memberikangambaran bahwa terdapat perbedaan yang jelasantara jumlah curah hujan pada musim penghujandengan musim kemarau.

2. Kabupaten Merauke mengalami periode defisit airsekitar 4-7 bulan selama setahun. Kecamatan yangmengalami periode dan jumlah defisit air yangtinggi adalah Kecamatan Kuprik berturut-turutsebesar 7 bulan. Kecamatan yang mengalamperiode difisit yang singkat sekitar 4 bulan adalahKecamatan Jagebob, Kimaan dan Muting.

3. Kabupaten Merauke mempunyai periode surplusyaitu sekitar 3 – 6 bulan pada bulan Novembersampai Mei/Juni. Kecamatan yang mengalamiperiode surplus yang lebih lama adalah KecamatanJagebob dan Kimaan yaitu 6 bulan. Sebagian besarkecamatan (6 kecamatan) yang ada di KabupatenMerauke memiliki surplus air > 1000 mm/tahun.Hanya ada 2 kecamatan yang memiliki surplus air <


(Fadjry Djufry)

9

Djufry,F. 2006. Respon Tanaman Jarak (Ricinus communisL.) pada Kondisi Cekaman Air. Jurnal Agrivigor 5: 98-107.

Djufry, F. 2011. Kajian Pendugaan Musim Tanam TanamanPangan berdasarkan Model Neraca Air di KabupatenTanah Laut Kalimantan Selatan. Jurnal Pengkajian danPengembangan Teknologi Pertanian 14(3): 181-190.

Fagi, A.M dan I. Manwan. 1992. Teknologi Pertanian danAlternatif Penanggulangan Dampak Negatif Kekeringan.Dalam: Prosiding Seminar Nasional Antisipasi Iklim 1992dan Dampaknya Terhadap Pertanian Tanaman Pangan,Bogor 27-28 Desember 1991. Jakarta: Perhimpi danBadan Litbang Pertanian Jakarta.

Grant, R.F., P. Rochette, R.L. Desjardins. 1993. EnergyExchange and Water Use Efficiency of Field Crops:Validation of a Simulation Model. Agron. J., 85:916 –928

Kumambala, P.G and Ervine, A. 2010. Water Balance Modelof Lake Malawi and Its Sensitivity to Climate Change.The Open Hydrology Journal4: 152-162

Latha, J. , Saravanan and Palanichamy. 2010. A Semi –Distributed Water Balance Model for Amaravathi RiverBasin using Remote Sensing and GIS. InternationalJournal of Geomatics and Geosciences 1:252-263

Oldeman, L.R. 1975. An Agroclimatic Map of Java.Contribution from The Central Research Institute forAgriculture no. 17. CRIA. Bogor.Sosiawan, H., et al.2006. Penyusunan Zona Agroekologi (ZAE) KabupatenMerauke Provinsi Papua. Laporan Hasil Penelitian BPTPPapua TA 2006. Balai Pengkajian Teknologi PertanianPapua. Tidak dipublikasi. 87 hal.

Suharsono, H., et al. 1996. Neraca Air Lahan Klimatik diIndonesia pada Satuan Kabupaten. Laporan Penelitian.Lembaga Penelitian IPB Bogor dengan Badan LitbangPertanian Jakarta. 133 hal. tidak diterbitkan.

Jensen, H.E. 1991. Plant Water Relationships andEvapotranspiration.IAHS Publ204 : 295 – 307.

Lascano, R.J. 1991. Review of Models for Predicting SoilWater Balance. IAHS Publ 199: 443-458.

Lascano, R.J. 2000.A General System to Measure andCalculate Daily Crop Water Use.J. Agron 92: 821-832.

Rafi, Z., and Ahmad, R. 2005. Wheat Crop Model Basedon Water Balance for Agrometeorological CropMonitoring. Pakistan Journal of Meteorology 2:23-33

Riajaya P. D, dan A.C. Setiawan. 1994. Analisis Neraca Airpada Kapas. Buletin Agrometeorologi Indonesia I: 69-78.

Thornthwaite C.W and J.R. Mather. 1957. Instruction andTables for Computing Potential Evapotranspiration andfor Computing Potential Evapotranspiration and WaterBalance. Drexel Institute of Technologi Laboratory ofClimatology. Vol X No. 3. New Jersey: Centerton.

Lampiran 1. Sebaran Spasial Defisit Tahunan KabupatenMerauke Papua

Lampiran 2. Sebaran Spasial Surplus air tanah TahunanKabupaten Merauke Papua

Documents

PEMODELAN NERACA AIR TANAH UNTUK PENDUGAAN …