Analisis Neraca Air Dinamis pada Sistem Irigasi Tertutup yang Dikendalikan oleh Evapotranspirasi di Rumah Tanaman

Abstract

Iklim adalah salah satu faktor yang memiliki dampak langsung pada kualitas dan produktivitas tanaman. Rumah tanaman adalah salah satu solusi untuk mempertahankan faktor iklim sesuai dengan kebutuhan tumbuh tanaman. Konsumsi air di rumah tanaman lebih kecil daripada di lahan terbuka, hal ini dikarenakan rumah tanaman memiliki iklim mikro. Selain itu, pemberian air di rumah tanaman merupakan faktor yang sangat penting untuk meningkatkan produktivitas. Sistem irigasi konvensional yang tidak efisien, membuat irigasi pintar atau otomatis dikembangkan. Namun, sistem ini mahal dan komponen irigasi tidak selalu tersedia untuk petani kecil. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan teknologi irigasi otomatis yang dapat diaplikasikan oleh seluruh lapisan masyarakat dan menentukan neraca air. Penelitian ini dilaksanakan di rumah tanaman dengan ventilasi alami yang terletak di departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama dilaksanakan pada 5 Februari – 21 Maret 2018 dan Tahap kedua dilaksanakan pada 19 Maret – 29 April 2019. Jenis tanaman yang dibudidayakan adalah sayuran Kailan (Brassica oleracea var. alboglabra) dengan budidaya organik. Pengambilan data parameter iklim menggunakan sensor. Data radiasi matahari diukur menggunakan sensor Decagon PYR Pyranometer. Data suhu lingkungan, kelembaban udara dan tekanan udara diperoleh menggunakan sensor Decagon VP-4 (temperature, humidity and pressure sensor). Data parameter iklim yang diperoleh merupakan data di luar dan di dalam rumah tanaman. Data kadar air tanah diperoleh dengan menggunakan sensor Decagon 5-TE. Interval data setiap 15 menit selama tiga kali masa tanam. Iklim mikro di rumah tanaman di analisis menggunakan metode regresi linier dan perhitungan evapotranspirasi menggunakan metode Hargreaves. Berdasarkan pengamatan, rumah tanaman memiliki iklim mikro yang berbeda dengan di luar. Hal ini mempengaruhi proses evapotranspirasi. Evapotranspirasi di rumah tanaman sangat rendah dibandingkan dengan di luar. Radiasi matahari adalah faktor iklim utama yang mempengaruhi evapotranspirasi. Suhu udara di rumah tanaman relatif lebih tinggi daripada di luar rumah tanaman karena pengaruh efek rumah kaca. Hal ini perlu untuk dikurangi. Suhu udara di dalam rumah tanaman dapat diprediksi menggunakan model keseimbangan energi. Berdasarkan analisis pemodelan suhu udara di rumah tanaman, konstanta perpindahan panas dari komponen rumah tanaman adalah 0.0027 (radiasi matahari), 0.8 (air) dan 0.01 (pertukaran panas dari komponen rumah tanaman). Besaran suhu udara di dalam rumah tanaman dapat diprediksi menggunakan data suhu udara di luar rumah tanaman. Keakuratan model untuk memprediksi suhu di dalam rumah tanaman sangat baik dengan nilai koefisien determinasi (R2) 0.98, RMSE 0.0051 dan efisiensi model (Ef) 0.99. Pengembangan sistem irigasi terkontrol telah banyak dilakukan namun belum semuanya dapat diterapkan oleh petani. Pada penelitian ini dirancang sebuah sistem irigasi terkontrol yang dikendalikan oleh evapotranspirasi. Desain irigasi otomatis ini menggunakan prinsip kapilaritas dan berjana berhubungan. Berdasarkan pengamatan, sistem irigasi berkinerja baik dan dapat mempertahankan kadar air tanah dalam kondisi air yang tersedia. Pada sistem irigasi di rumah tanaman yang dirancang memiliki neraca air yang berbeda dengan sistem irigasi di luar rumah tanaman. Parameter input berupa air irigasi dan empat aspek lainnya (evapotranspirasi, perubahan kadar air tanah, penyimpanan air pada tanaman dan sisa air pada sistem irigasi).