KUALITAS AIR Evi Kurniati, STP., MT

Kualitas air untuk pertanian:  Irigasi : Agar tidak merusak tanaman dan tanah  Drainase : Agar tidak mencemari lingkungan  Eutrofikasi Jadi sebelum dan sesudah memasuki areal pertanian, kualitas air harus tetap dijaga.

Kualitas air yang dimaksud:  Banyaknya konsentrasi endapan (sedimen) Kandungan sedimen dalam air irigasi akan: Mempengaruhi tekstur, permeabilitas serta kesuburan tanah Mempengaruhi daya tampung saluran sehingga meningkatkan biaya untuk pemeliharaan saluran.  Banyaknya unsur-unsur kimia serta mikroba  mempengaruhi kesesuaiannya untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman maupun sifat kimiawi tanah.

Sifat kimiawi air irigasi yang terpenting: Konsentrasi garam total terlarut (salinitas) Perbandingan banyaknya natrium terhadap kation-kation lain Konsentrasi elemen-elemen yang bersifat fototoksit Konsentrasi bikarbonat dalam hubungannya dengan konsentrasi kalsium (Ca) dan magnesium (Mg).

Irrigation Water Quality Criteria Salinity hazard – kandungan total soluble salt Sodium hazard – proporsi relatif sodium (Na+) terhadap ion calcium (Ca2+) and magnesium (Mg2+) pH Alkalinity - carbonate and bicarbonate Specific ions: chloride (Cl), sulfate (SO42-), boron (B), and nitratenitrogen (NO3-N).

a. Konsentrasi Garam Total (Salinitas) - Konsentrasi garam total  kriteria paling penting karena mempengaruhi langsung tingkat kualitas tanah. - Tingkat konsentrasi garam yang tinggi sampai batas tertentu akan meningkatkan tekanan osmotik tanaman sehingga menghambat pertumbuhan dan perkembangan tanaman. - Besarnya kandungan garam biasanya disetarakan dalam bentuk Konduktifitas Listrik (EC) / daya hantar listrik dengan satuan mmhos/cm atau mhos/cm. - Total garam terlarut (TDS) mg/l = 640 EC (mhos/cm) ppm = 0,64 EC (mhos/cm)

Kriteria air irigasi berdasarkan EC Colorado State University

Penurunan hasil akibat salinitas air irigasi

Tabel 3. Klasifikasi air berdasarkan kadar garamnya. (AS Kapoor, 2001) Kadar garam (mg/l) Klasifikasi air < 500 500 – 1500 1500 – 5000 > 5000 35000 > 35000 Bersih / segar Sedang Payau Asin Sangat asin Pahit

b. Perbandingan jumlah natrium terhadap kation-kation lain Kandungan natrium yang tinggi dalam air irigasi: - Rusaknya struktur tanah karena terdispersinya partikel tanah - Tingginya pH sehingga akan meracuni tanaman - Keberadaan kation lain (Ca dan Mg) dalam air akan mengurangi sifat merusak dari natrium. - Penilaian bahaya natrium dinyatakan dalam: Sodium Adsorption Ratio (SAR)  Bandingan absorpsi natrium.

Klasifikasi air irigasi berdasarkan nilai SAR Colorado State University

Tabel 5. Klasifikasi air irigasi berdasarkan nilai SAR. (U. S Tabel 5. Klasifikasi air irigasi berdasarkan nilai SAR. (U.S. Salinity Lab.) – Sodium Hazard Kelas Keterangan S1 Air berkadar natrium rendah (SAR < 10). Air ini dapat dipergunakan untuk irigasi hampir semua tanah dengan sedikit kemungkinan bahaya terhadap pembentukan kadar Na+ tinggi. Untuk tanaman yang peka terhadap Na+ harus dijaga kemungkinan akumulasi natrium. S2 Air berkadar natrium sedang (SAR : 10 – 18). Air ini berbahaya bagi tanah dengan tekstur halus yang mempunyai daya absorpsi tinggi, terutama pada kondisi pencucian yang rendah. Tanah-tanah bertekstur kasar yang mengandung gips atau pada tanah organik dengan permeabilitas yang baik, air ini dapat digunakan. S3 Air berkadar natrium tinggi (SAR : 18 – 26). Air ini akan menghasilkan konsentrasi Na+ yang tinggi pada hamper semua tanah. Untuk dapat digunakan pada tanah dengan drainase baik, diperlukan pengolahan tanah secara khusus disertai dengan tersedianya air untuk pencucian yang cukup banyak dan cukup tersedia bahan-bahan organic. Pada tanah mengamdung gips, bahaya natrium ini dapat dikurangi. S4 Air berkadar natrium sangat tinggi (SAR > 26). Air ini umumnya tidak baik untuk irigasi, kecuali pada tanah dengan kandungan garam (salinitas) sangat rendah.

Persentase Natrium (% Na+) diperhitungkan berdasarkan rumus: % Na+ = x 100% Na+ + K+ + Ca2+ + Mg2+ Kadar kation-kation dinyatakan dalam me/l Kation : Na+, Ca2+, Mg2+ Anion : Cl-, SO42-, HCO3-, dan CO32-

Tabel 6. Klasifikasi air irigasi menurut Scofield (1935) Kelas air DHL (mhos/cm) Na (%) Cl/SO42- (ppm) Boron (ppm) Kategori 1 2 3 4 5 0 – 250 250 – 750 750 – 2000 2000 – 3000 > 3000 0 – 20 20 – 40 40 – 60 60 – 80 > 80 0 – 4 4 – 7 7 – 12 12 – 20 > 20 0 – 0,67 0,67 – 1,33 1,33 – 2,00 2,00 – 2,50 > 2,50 Sangat baik Baik Agak baik Kurang baik Buruk

Air yang baik bagi pertumbuhan tanaman jika bersodium rendah. Sulit  karena sodium terdapat di koloid tanah dan berfluktuasi sesuai penambahan air irigasi atau hujan dan sistem koloid tanah. Hubungan antara konsentrasi dan komposisi garam dalam air irigasi dan sodium dalam tanah seperti berikut: (Mahida, 1983) Nax (Na+) = K Cax + Mgx  (Ca2+ + Mg2+)  2 Dimana: Na+, Ca2+, Mg2+= konsentrasi kation (m.e/l) Nax, Cax, Mgx = kation yang dapat dipertukarkan (m.e/100 gr tnh) K = nilai yg tergantung sifat tanah (0 – 0,0015)

pH and Alkalinity Kadar keasaman atau kebasaan air irigasi dinyatakan sebagai pH (< 7.0 asam; > 7.0 basa). Range pH normal 6.5 - 8.4. pH rendah  korosi pada sistem irigasi pH tinggi > 8.5 sering disebabkan kehadiran konsentrasi bicarbonate (HCO3-) dan carbonate (CO32- ) atau disebut alkalinity. High carbonates cause calcium and magnesium ions mengakibatkan pelepasan minerals dan menyisakan sodium sebagai dominant ion in solution. This alkaline water could intensify sodic soil conditions. In these cases, a lab will calculate an adjusted SAR (SARADJ) to reflect the increased sodium hazard.

c. Konsentrasi elemen-elemen yang bersifat fototoksit Elemen-elemen yang bersifat fototoksit termasuk disini adalah kandungan mikroba dan alga yang jika terkena cahaya matahari, alga akan berkembang dengan pesat sehingga menurunkan kandungan oksigen dalam air irigasi. Ini mengakibatkan Eutrofikasi. (Ini akan dibahas pada bab tersendiri)

Chloride Akibat Cloride bagi tanaman  Kenampakan terbakar pada daun (leaf burn) Diatasi dengan: Penyiraman pada malam hari atau saat mendung. Pemberian irigasi secara tetes Menghindarkan kontak air irigasi dengan daun

Boron

Sulfate Mempengaruhi tanaman pada konsentrasi yang tinggi. Karena mempengaruhi kapasitas pengambilan ion lain yang dibutuhkan tanaman. Untuk lahan berpasir, diijinkan hingga <1 % organic matter dan <10 ppm SO4-S pada air irigasinya.

Nitrogen Nitrogen pada irrigation water (N) menunjukkan kesuburan, Konsentrasi Ion nitrate pada air irigasi biasanya lebih tinggi daripada ammonium. Waters high in N can cause quality problems in crops such as barley and sugar beets and excessive vegetative growth in some vegetables. However, these problems can usually be overcome by good fertilizer and irrigation management. Regardless of the crop, nitrate should be credited toward the fertilizer rate especially when the concentration exceeds 10 ppm NO3-N (45 ppm NO¯3).

RSC = (CO32- + HCO3-) – (Ca2+ + Mg2+) Satuan m.e/liter d. Konsentrasi bikarbonat dalam hubungannya dengan konsentrasi kalsium (Ca) dan magnesium (Mg). Bahaya sodium selain dapat dinilai melalui SAR, juga dapat dideteksi melalui Residual Sodium Carbonat (RSC). Konsep ini berdasarkan bahwa konsentrasi ion-ion bikarbonat (HCO3) dapat menyebabkan presipitasi dari kalsium dan magnesium bikarbonat dari larutan tanah yang akhirnya dapat meracuni tanaman. Dihitung menurut rumus: RSC = (CO32- + HCO3-) – (Ca2+ + Mg2+) Satuan m.e/liter

Berdasarkan RSC, kualitas air irigasi dikelompokkan dalam 3 kelas: RSC (< 1,25 m.e/l) digolongkan air yang cocok dan baik untuk semua jenis tanah, sehingga memberikan pertumbuhan tanaman yang normal. Air pada kelas ini tidak memberikan pengaruh buruk terhadap koloid tanah.

Berdasarkan RSC, kualitas air irigasi dikelompokkan dalam 3 kelas: RSC (1,25 – 2,50 m.e/l). Air ini cocok untuk jenis tanah tertentu dan untuk tanaman tertentu pula. Biasanya tanaman yang toleran dan agak toleran terhadap sodium dapat tumbuh. Air ini tidak dapat digunakan pada tanah dengan drainase buruk dan juga perlu pengolahan tanah secara khusus untuk mengurangi salinitas misalnya dengan mengalirkan air bersih (salinitas rendah). Untuk pemanfaatan tanah ini, dipilih tanaman yang toleran terhadap kadar garam tinggi seperti tomat, cabe dan ubi jalar.

Berdasarkan RSC, kualitas air irigasi dikelompokkan dalam 3 kelas: RSC (> 2,5 m.e/l). Air ini tidak cocok dipakai untuk kepentingan tanaman, karena tingkat kadar garamnya sangat tinggi. Apabila tanah permeable dan pengolahan tanah khusus dapat dilakukan seperti pembasuhan tanah dengan air bersih yang intesif dan pemilihan tanaman sangat toleran, tanah ini masih memungkinkan dipakai untuk kepentingan pertanian.

PETUNJUK KUALITAS AIR UNTUK IRIGASI Tergantung: - Total garam terlarut dalam air (TDS=Total Dissolved Salts) - Jenis dan kondisi tanah - Iklim - Jenis tanaman yang diusahakan - Pengelolaan dan irigasi

Tabel 8. Batasan pemanfaatan air irigasi yang saline, (India) Tekstur tanah (% clay) Toleransi tanaman Nilai EC pada batasan curah hujan daerah < 350 mm 350-550 mm >550 mm Halus (>30) Sensitif Semi toleran Toleran 1.0 1.5 2.0 3.0 4.5 Cukup halus (20-30) 4.0 6.0 2.5 8.0 Cukup kasar (10-20) 10.0 Kasar (<10) - 7.5 9.0 12.5

Hal-hal yang harus diperhatikan dari kualitas air: Salinitas tanah akan meningkat seiring meningkatnya salinitas air irigasi, banyaknya irigasi yang diterapkan dalam satu musim tanam, kehalusan tekstur tanah,dan penurunan konduktivitas hidrolik tanah. Alkalinitas tanah meningkat seiring peningkatan nilai SAR atau kandungan ion bikarbonat dalam air irigasi. Meskipun pada salinitas rendah (1-3 mmhos/cm), alkalinitas tanah meningkat seiring meningkatnya nilai RSC. Air irigasi yang saline (Tipe Na-Cl), bisa aman digunakan di daerah yang memiliki drainase yang baik, tekstur tanah kasar, dan muka air tanah yang rendah. Air saline bisa dipergunakan untuk mengairi tanaman yang toleran. Efek merugikan air saline tidak terjadi di daerah curah hujan tinggi.

Tabel 9. Jenis tanaman yang sensitive, semi toleran dan toleran terhadap garam. Sensitif Semi toleran Toleran Kacang tanah Kacang panjang Kedelai Jeruk Lemon Apel Peach Pear Jagung Padi Tebu Kapas Melon Semangka Selada keriting Kobis Bawang Kentang Mangga Gandum Barley (gandum bir) Oat Bit Jambu Palm Kelapa

TUGAS Bagi mendaji 4 kelompok sesuai nomer urut absen Cari Artikel Tentang “Water Quality Assessment” Open Channel Irrigation Hidroponik Air tanah Irigasi Sprinkler / tetes Kemudian buat semacam Petunjuk Teknis. Dikumpulkan Minggu depan (Rabu, 9 Desember 2009)