UNSUR-UNSUR CUACA DAN PENGARUHNYA TERHADAP TANAMAN Unsur Cuaca = unsur iklim. Keadaan fisik atmosfir bumi yang dapat diukur. Biasanya keadaan atmosfer yang dipengaruhi oleh radiasi matahari (sumber utama energi pada sistem iklim) adalah (1) radiasi mthr yang diterima di bumi, (2) suhu udara, (3) tekanan udara, (4) penguapan air, (5) kelembaban udara, (6) awan dan hujan, dan (7) arah dan kecepatan angin [R, S, T, U, L, H, dan A]. Yang perlu dikaji adalah: (a) pengertian R,S,T,U,L,H, dan A, (b) cara mengukur dan satuannya, (c). agihan secara horison- tal dan vertikalnya, (d). faktor pengendalinya, (e). Pengaruh- nya terhadap tanaman (tanah, opt, dan hewan ternak).

II. Suhu Udara Apa yang dimaksud Suhu dan apa bedanya dgn. panas? -Suhu (udara) adalah derajat panas suatau benda (udara) yang diukur dengan termometer (C,R, F, K). Contoh 15oC -Panas adalah energi konetik yang dimiliki oleh suatu benda (udara) -Suhu merupakan energi kenetik rata-rata gerakan mole- kul Ek = ½ mv2 = 3/2 NkT -Suhu gambaran umum keadaan energi suatu benda Dari mana asal panas (energi kinetik) udara itu? Dari radiasi permukaan bumi sesudah permukaan bumi menerima radiasi matahari.

Radiasi mthr. dan bumi Radiasi Mthr 100-4-6-20 = 70 18+2 = 20 4+1 12+26+16-4=50 Bumi menerima radiasi mthr -- bumi hangat ( 15oC = 273 + 15oK) λ maksimum = 2897/Ts μm  IR (gel panjang, 4- 120 μm). IR (gel panjang) = radiasi Bumi = radiasi malam Radiasi bumi juga oleh atmosfer bumi diserap, diradiasikan lagi, dan diteruskan 100 dari mthr 6 20 4 18 38 awan Ozon, uap air 2 18 4 12 26 16

Radiasi Mthr. Radiasi Bumi 6+38+26 = 70 (C+D)+38+26-(A+B) = ….. (6+109-96-4)= 20 Bumi menerima radiasi mthr -> bumi hangat ( 15oC = 273 + 15oK) λ maksimum = 2897/Ts μm  IR (gel panjang, 4-120 μm). IR (gel panjang) = radiasi bumi = radiasi malam Radiasi bumi juga oleh atmosfer bumi diserap, diradiasikan lagi, dan diteruskan 6 38 26 A+B = 109 C+D = 95 awan A B B 6 A C B D

Hubungan suhu dan panas Panas yang dikandung dalam benda tergantung pada: 1. kegiatan molekul rata-rata dalam satu benda 2. masa benda tetap, 3. susunan benda maka kandungan panas suatu benda ditentukan oleh aktivitas molekul atau SUHU Peningkatan suhu suatu benda dibutuhkan panas. Untuk meningkatkan suhu tergantung pada panas jenis benda. Panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu benda 1o C dari 1 gram air disebut 1 gram kakori, sedangkan panas jenis adalah jumlah panas (kalori) yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1o C, 1 gram bahan. Panas jenis air = 1,0 cal/g/oC, Udara = 0,25 cal/g/oC, Uap air = o,50 cal/g/oC, Air: 1,0 cal/g/oC 5 x Tanah kering : 0,2 cal/g/oC

Hubungan suhu dan panas … Artinya air lebih bayak energi (cal) untuk meningkatkan suhu 1oC setiap 1g. Kapasitas memegang panas dari air adalah 5 x kap. tanah kering. OKI, laut merupakan penyimpanan panas bumi yang effektif Pendinginan 1 meter3 air dari 2o C menjadi 1o C, maka panas yang dilepaskan cukup untuk memanaskan 106/0,25 = 4x106 g udara di atasnya naik 1o C atau 4000 kg udara naik 1o C atau 400 kg udara naik 10o C.

Perambatan panas / suhu Panas merambat dari suatu temat ke tempat yang lain melalui cara: konduksi, konveksi, dan radiasi Konduksi adalah perambatan panas akibat aktivitas di dalam molekul Kecepatan merambat ditentukan oleh daya hantar panas (DHP) (DHP = jumlah panas yang dirambatkan setiap detik pada bahan setebal 1cm, luas penampang 1 cm2, pada perbedaan suhu 1oC) Daya hantar air: 0,00143 cal/cm/detik/oC udara: 0,000057 cal/cm/detik/oC tanah kering: 0,0004-0,0008 cal/cm/detik/oC tanah basah: 0,003 – 0,008 cal/cm/detik/oC Oki, udara mrupakaan penghantar panas yang jelek, sehingga di atmosfer konduksi bukan proses yang penting, tetapi lebih pen- ting perambatan di dalam tanah.

Perambatan panas … Panas merambat dari suatu temat ke tempat yang lain melalui cara: konduksi, konveksi, dan radiasi Konveksi adalah perambatan panas akibat benda-benda yang dipanasi Bila udara dipanasi ia mengembang dan naik keatas kemudian diganti oleh udara dingin yang turun ke bawah. Di atmosfer peristiwa ini meru- pakan proses yang penting .

Perambatan panas … Panas merambat dari suatu temat ke tempat yang lain melalui cara: konduksi, konveksi, dan radiasi Radiasi adalah perambatan panas dalam bentuk gelombang elektromagnet tanpa memerlukan medium perambatan.

Penyebaran Suhu di permukaan bumi Penyebaran suhu di permukaan bumi ditentukan oleh: 1. Jumlah radiasi yang diterima per hari, per musim, per tahun (lihat pada radiasi mthr) 2. Pengaruh daratan dan lautan Perbandingan daratan dan lautan menentukan neraca panas 3. Pengaruh tinggi tempat Makin tinggi tempat suhu makin menurun Braak (1929) t = (26,3 – 0,61 x h)o C 4. Pengaruh aspek (lereng) Lereng yang menghadap mthr. nyata menerima radiasi mthr. 5. Pengaruh panas laten 6. Pengaruh angin Adveksi memindahkan panas

.. troposfer Pkl. 12.00 Pkl. 09.00 Pkl. 15.00 siang Pkl. 18.00 Malam hari

Penyebaran radiasi mthr menurut lintang 600 . 500 400 22 Desember gram kalori/cm2 300 200 100 -90 utara 90 selatan 600 500 22 Juni 400 300 gram kalori/cm2 200 100 -90 -70 -50 -30 -10 10 30 50 70 90 selatan utara

Penyebaran radiasi mthr menurut lintang . equinox 21/3 dan 23/9 gram kalori/cm2 -90 -70 -50 -30 -10 10 30 50 70 90 utara Selatan

Penyebaran radiasi mthr menurut lintang . 170. 150. Tahunan 120. 110. 90. 70 gram kalori/cm2 50 30 10 90 -30 -10 10 30 50 70 -90 -70 -50

Pengaruh daratan dan lautan daratan panas jenis 0,2 cal/g/oC panas jenis 1,0 cal/g/oC cepat panas lambat panas cepat melepaskan panas lambat melepaskan panas Albedo 8-40 % Albedo 2-3 % konduksi konveksi dan adveksi Perairan (lautan)

Pengaruh elevasi (tinggi tempat) Makin tinggi suatu tempat dari permukaan laut suhu udara makin rendah (?) Oldeman (1978) tmak = 31,3-0,62 h (h dalam 100 m) tmin = 2,28-0,53 h (h dalam 100 m) t Braak = 26,3 – 0,61 h 50 m 570 m 1,110 m 1735 m 2819 m 3023 m t maks 31,7 29,7 23,2 18,9 15,2 13,2 t min 21,8 19,7 16,0 14,3 8,2 6,6 selisih 9,9 8,0 7,2 4,6 7,0

Pengaruh lereng (aspek) Pengaruh lereng pada daerah lintang tengah sangat nyata mempengaruhi suhu udara trm tB Daerah bayangan RM GBS atau GBU

Pengaruh panas laten dan Angin Panas laten adalah energi yang diperlukan atau dilepaskan pada perubahan fase, karena air di atmosfer dapat berupa padat, cair, dan gas Radiasi yang diterima bumi digunakan untuk penguapan air  uap air (gas)  kondensasi (cair)  hujan naik ke atas panas dilepaskan ke atmosfer Angin dapat mengangkat udara, bila anginnya panas dan lembab, maka yang dilewati angin tersebut suhu berubah. Angin kumbang, Angin gending, Angin Grenggong, Agin bohorok, Angin Brubu, Angin Wambraw

Penyebaran Suhu udara di permukaanbumi Penyebaran suhu menurut waktu. Panas diterima < panas hilang Panas diterima > panas hilang Bentuk saebaran suhu dalam 1 hari adalah sigmoid Sebaran suhu udara dalam satu tahun???? Radiasi mthr Suhu maksimum Suhu minimum Radiasi bumi 24 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Dalam 1tahun .

Alat pencatat suhu udara Termometer maksimum  suhu maksimum Termometer minimum  suhu minimum Kedua termometer dalam stasiun cuaca diletakkan dalam sangkar (gubuk) meteo (?) pada posisi horisontal (?).

Pengaruh suhu terhadap tanaman Pengaruh suhu udara terhadap pertumbuhan melalui: 1. Fotosintesis CO2 + H2O ==== C11H22O11 + O2 (dalam khloroplas) PAR = Photosyntetically active radiatio, 400-700 nm 2. Respirasi C11H22O11 + O2 ==== CO2 + H2O Kedua proses ini adalah reaksi enzimatis, maka ia dipengaruhi oleh suhu udara. Ada batas suhu udara tertinggi dan terrendah serta suhu optimum. Batas-batas ini disebut suhu kardinal. Contoh tanaman Sorgum mempunyai: suhu min 15o C, suhu maksimum 45-50o C, dan suhu udara optimum 31-37o C. PAR Enzim Enzim

Keadaan suhu udara untuk evaluasi lahan Untuk evaluasi lahan atau mencari lokasi untuk tanaman, suhu udara yang digunakan adalah suhu rata-rata tahunan. Dalam evaluasi kesesuaian lahan tidak berdasarkan suhu kardinal tersebut, tetapi berdasarkan pembatas pertumbuh-an, maka dibuat kisaran suhu yang termasuk dalam S1 (sangat sesuai), S2 (cukup sesuai), S3 (sesuai marginal), dan N (tidak sesuai). Tanaman S1 S2 S3 N ----------------- (oC ) ------------------- Padi 24-29 22-24 29-32 18-22 32-35 <22 >35 Jagung 20-26 26-30 16-30 30-32 < 16 > 32 Sorgum 25-27 27-30 18-25 30-35 15-18 > 35 < 15 Kacang hijau 12-24 24-27 10-12 8-10 > 30 < 8

Suhu udara beberapa tanaman --------------------- (oC ) ----------------------- Talas 25-32 >32 22-25 20-22 < 20 Ubi Kayu 22-28 20-30 28-30 18-20 30-35 < 18 >35 Durian 25-28 28-32 32-35 <20 Kedele 23-25 20-23 Kentang 16-18 14-16 12-14 < 12 Mangga 28-34 18-32 34-40 15-18 < 15 > 40 Rambutan Sirkaya 18-25 25-30 10-15 <10

Cekaman suhu Pertumbuhan tanaman akan normal bila reaksi-reaksi biokimia dalam tanaman baik. Pengendali reaksi tsb. adalah suhu Sel mati <--------- aktivitas enzim turun, perkembangan tanaman terganggu tetapi tidak jelas -Protein lepas -Enzim tak fungsi -Tanaman menumpuk racun -Evapotranspirasi berlebih Pada suhu dingin (frost=jalad)  embun upas  denaturasi Suhu rendah di atas titik beku air mengurangi pertambahan luas daun mengurangi pembesaran daun menurunkan respirasi menghambat penyebaran fotosintat mempercepat pembungaan dan pembuahan, terutama pada suhu udara malam yang rendah Suhu rendah Suhu optimum > 35o C

Suhu tanah tanah -penyerapan hara dan air Suhu tanah adalah derajat panas pergerakan molekul-molekul tnh. Dari manakah sumber panas tanah? -- Agihan suhu tanah Makin tinggi suhu udara makin menurun dan makin dalam suhu tanah juga menurun. Pengukuran suhu tanah pada 0, 10, 20, 50, dan 100 cm Suhu tanah yang ekstrim mempengaruhi: -perkecambahanbiji -penyerapan hara dan air -kecepatan pertumbuhan tanaman -perkembangan penyakit tanaman dlm. tanh tanah

Faktor yang mempengaruhi suhu tanah Pengolahan tanah; Pengolahan tanah menggemburkan tanah  aliran panas dihambat karena kapilaritasnya terputus  tanah lapisan atas berfungsi sebagai mulsa. Pengolahan tanah menggemburkan tanah  permukaan tanah terbuka luas, maka evaporasi meningkat shg. Tanah kering dikecrik (dirukruk) Faktor luar Relief Faktor dalam Radiasi matahari Lereng (aspek) Tekstur tanah keawanan Kemiringan lahan Kadar air tanah Curah hujan Permukaan air tanah Kandungan BOT suhu udara Vegetasi Warna tanah Angin Struktur tanah Kelembaban udara