OPTIMALISASI PENGGUNAAN AIR HUJAN DAN SISTEM PEMANENAN ALIRAN PERMUKAAN UNTUK PENINGKATAN PRODUKSI PADI DI LAHAN KERING

Hendri Sosiawan

Lahan kering merupakan salah satu sumber daya lahan yang mempunyai potensi besar untuk pembangunan pertanian, baik tanaman pangan, hortikultura, maupun perkebunan. Fakta membuktikan bahwa peningkatan produksi pangan terutama beras meskipun secara teoritis dapat dilakukan, namun secara praktis bukanlah hal yang mudah, karena potensi sumberdaya yang ada misalnya lahan kering sangat memerlukan banyak masukan. Salah satu diantaranya adalah ketersediaan air menurut ruang dan waktu.

Selama ini pemahaman pengelolaan lahan kering lebih difokuskan kepada upaya peningkatan produktivitas lahan yang selalu dikaitkan dengan penambahan pupuk, pencegahan erosi, sistem budidaya tanpa menyentuh aspek sumberdaya iklim dan air, walaupun kedua faktor tersebut berpengaruh nyata  terhadap peningkatan produktivitas lahan kering untuk pengembangan pertanian. Karateristik hidro-klimatik lahan kering yang seringkali menjadi kendala dalam pengembangan pertanian dapat disiasati dengan:  memanfaatkan seproduktif mungkin curah hujan yang ada dengan merencanakan pola tanam dan masa tanam yang tepat dan memanfaatkan air hujan yang jatuh melalui pemanenan aliran permukaan antara lain dengan dam parit dan embung. Aspek perencanaan pola tanam dan masa tanam dapat mengurangi resiko kehilangan hasil. Pemanfaatan air hujan melaui sistem pemanenan aliran permukaan mampu menampung air hujan dan dapat dimanfaatkan untuk memasok kebutuhan air untuk tanaman pada saat musim tanam pasca musim hujan yang secara tidak langsung meningkatkan indeks pertanaman pada lahan kering yang dibudidayakan untuk pertanian.  Optimalisasi penggunaan air hujan dan pemanenan aliran permukaan untuk meningkatkan produksi padi dilahan kering akan lebih efektif apabila dipadukan dengan prakiraan iklim yang memberi gambaran kapan datangnya musim hujan dan kejadian musim ditahun yang akan datang.

Kata kunci: Lahan kering, pola tanam, masa tanam, panen hujan

PENDAHULUAN

Menurut studi yang dilakukan oleh Badan Pertanahan Nasional, sejak dua dasawarsa terakhir  Pulau Jawa yang diyakini menjadi salah satu lumbung padi di Indonesia telah mengalami alih fungsi lahan pertanian (yang sebagian besar merupakan lahan sawah), menjadi areal industri dan pemukiman sangat signifikan dengan besaran luas mencapai 81.176 hektar.  Dengan asumsi pertumbuhan penduduk 1,6 % dan laju sektor industri sebesar  20 % per tahun, penciutan lahan pertanian di Pulau Jawa di masa yang akan datang menjadi ancaman serius terhadap ketersediaan beras baik secara regional maupun nasional. Demikian juga halnya yang akan terjadi di wilayah lain di Indonesia terutama di sentra-sentra produksi beras seperti Bali dan Lombok. Sedikit berbeda dengan Sumatera dan pulau-pulau lainnya, meskipun pertumbuhan permintaan pangan juga terus meningkat sejalan dengan pertambahan penduduk, tetapi kecepatannya jauh lebih lambat dibanding Jawa. Dengan demikian selain program intensifikasi lahan sawah yang sudah dilakasanakan, tidak ada pilihan yang lebih bijaksana bagi pemerintah untuk melakukan penanganan yang lebih serius terhadap upaya-upaya peningkatan produksi padi terutama di lahan kering melalui program ekstensifikasi.

Lahan kering merupakan salah satu sumber daya lahan yang mempunyai potensi besar untuk pembangunan pertanian, baik tanaman pangan, hortikultura, maupun perkebunan.  Seluas 19,72 juta ha merupakan lahan kering dataran rendah beriklim basah  dan 2,74 juta ha beriklim kering yang berpotensi untuk tanaman pangan (Hidayat, A., et al, 2005)

Selama ini pemahaman penanganan lahan kering untuk budidaya pertanian lebih difokuskan pada inovasi teknologi yang berkaitan dengan budidaya pertanian, peningkatan kesuburan tanah, konservasi tanah yang seringkali tidak disinergiskan dengan faktor air dan iklim serta kelembagaan (sosial ekonomi) dalam hal pengelolaannya. Walaupun peran serta faktor iklim dan air dalam penanganan lahan kering terutama untuk peningkatan produksi padi sangat signifikan, karena pada umumnya pertanian lahan kering di Indonesia merupakan pertanian tadah hujan. 

Fakta membuktikan bahwa peningkatan produksi pangan terutama beras meskipun secara teoritis dapat dilakukan, namun secara praktis bukanlah hal yang mudah, karena potensi sumberdaya yang ada misalnya lahan kering sangat memerlukan banyak masukan. Salah satu diantaranya adalah ketersediaan air menurut ruang dan waktu. Hasil pemetaan pewilayahan curah hujan nasional skala 1:1000 000 yang dilakukan Balai Penelitian Agroklimat dan Hidrologi, menunjukkan bahwa secara potensial perluasan areal pertanian masih sangat terbuka luas apabila distribusi spasial dan temporal air dapat dikelola secara optimum (Balit Klimat., 2004).

Makalah ini membahas penanganan lahan kering dari aspek sunberdaya iklim terutama optimalisasi penggunaan air hujan dan sistem pemanenan aliran permukaan sebagai salah satu upaya dalam meningkatkan produksi padi di lahan kering.

KARAKTERISTIK HIDROKLIMATIK LAHAN  KERING 

Di Indonesia, ketersediaan air nampaknya melimpah pada periode musim hujan, dan sebaliknya terjadi kelangkaan air pada periode musim kemarau. Pada periode musim hujan kelebihan air yang ada belum bisa dimanfaatkan secara optimal bahkan seringkali menimbulkan banjir. Sebaliknya di musim kemarau permasalahan kelangkaan air sudah banyak ditemukan terutama di sentra produksi pangan seperti pulau Jawa dan Bali dengan besaran yang terus meningkat baik: intensitas, frekuensi, durasi dan luas wilayahnya.

Wilayah lahan kering dengan ketersediaan air berfluktuasi baik menurut ruang (spatially) maupun waktu (temporally) dengan laju erosi yang tinggi bahkan melebihi ambang batasnya merupakan salah satu target utama dalam peningkatan luas areal pertanian. Lamanya periode cekaman air seringkali menjadi kendala dalam pemanfaatan lahan kering. Profil klimatologis curah hujan lahan kering dicirikan dengan curah hujan tahunan yang relatif tinggi namun terakumulasi pada musim hujan (bulan Nopember-April). Sedangkan periode Mei-Oktober curah hujannya relatif rendah, sehingga risiko kegagalan panen sangat tinggi.  

Gambaran ekstrim sumberdaya iklim lahan kering umumnya dicerminkan oleh jumlah curah hujan relatif rendah (< 1000 mm) dengan durasi penyebaran hujan yang sangat pendek dan terkonsentrasi pada 2 – 3  bulan dalam setiap tahunnya dan di sisi lain evapotranspirasi yang terjadi sangat menguras kebutuhan air tanaman (Gambar 1.). 

Terlihat bahwa pada kondisi tahun normal, periode l curah hujan di atas evapotranspirasi hanya terjadi selama 3 bulan (Desember, Januari dan Februari).  Sedangkan pada bulan Oktober sampai dengan awal November terjadi defisit air yang sangat besar dalam waktu lebih dari satu bulan. Kondisi ini akan menyebabkan tanaman mengalami cekaman air dan apabila hal itu terjadi pada periode kritis, maka akan terjadi penurunan hasil yang sangat besar. Masalahnya semakin rumit dan komplek apabila pada saat yang sama terjadi penyimpangan iklim yang meyebabkan penurunan jumlah curah hujan. Lamanya periode cekaman air seringkali dianggap suatu kendala dalam pemanfaatan lahan kering. Padahal apabila pada saat kritis tersebut kebutuhan air tanaman terpenuhi, peningkatan produksi diyakini mudah dicapai karena pada saat musik kemarau radiasi matahari sangat optimum dalam mensuplai proses fotosintesa.

Karakteristik hidrologi lahan kering menurut Irianto, G., et al .(2001) umumnya ditandai dengan tingginya aliran permukaan terutama pada bulan-bulan dengan curah hujan tinggi. Berbagai upaya pemanfaatan aliran permukaan sebagai tambahan irigasi di musim kemarau melalui konservasi air merupakan peluang peningkatan prosentase laju pertumbuhan areal irigasi.

Gambar 1. Neraca iklim (hujan vs evapotranspirasi) bulanan lahan kering di Jawa Barat. 

OPTIMALISASI PENGGUNAAN AIR HUJAN

Optimalisasi penggunaan air hujan mempunyai makna temporal dan spasial untuk budidaya pertanian tanaman pangan khususnya padi di lahan kering. Makna temporal artinya bagaimana memanfaatkan sumberdaya iklim (hujan) seoptimal mungkin untuk budidaya pertanian di lahan kering dengan melakukan perencanaan pola dan masa tanam yang tepat sehingga terhindar dari resiko kehilangan hasil akibat cekaman air. Upaya yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan analisis agroklimat dikaitkan dengan tanah dan tanaman, sehingga menjadi informasi yang lebih aplikatif untuk menunjang perencanaan masa tanam dan menekan risiko kekeringan (cekaman air).  Makna spasial lebih metonjolkan aspek bagaimana konstribusi pengelolaan air hujan yang berlebih pada musim hujan dapat ditampung bisa digunakan untuk meningkatkan luas tanam pada musim kemarau. Upaya yang dapat dilakukan adalah dengan membuat tampungan air baik berupa rorak, embung, maupun dam parit. 

Aplikasi dari analisis agroklimat dalam perencanaan masa tanam untuk mengurangi resiko kehilangan hasil akibat cekaman air telah banyak dilakukan oleh Balitklimat baik untuk tanaman pangan, hortikultura maupun tanaman tanhunan. Prediksi masa tanam dilakukan dengan simulasi neraca air tanaman dengan menggunakan series data iklim harian selama 10 tahun. Simulasi neraca air tanaman menggunakan model yang dikembangkan oleh FAO dalam Buletin Irigasi No. 56 (FAO, 1988) yang telah dimodifikasi ke dalam Buletin Agroklimat (1999) dan telah disempurnakan dan divalidasi ke dalam model WARM version 1.0 ( Water and Agroclimate Resource Management)

Penentuan periode tanam didasarkan pada analisis ETR/ETM (evapotranspirasi riil/evapotranspirasi maksimal) dan kehilangan hasil relatif. ETR/ETM adalah suatu nilai yang menyatakan indeks kecukupan air tanaman. Tanaman dikatakan tumbuh dengan baik apabila nisbah ETR/ETM mendekati 1, sedangkan batas kritis tanaman adalah 0,65. Kehilangan hasil relatif dihitung berdasarkan nilai relatif defisit air dikalikan koefisien cekaman pada setiap fase tanaman yang nilainya lebih kecil dari 20% (Allen et al., 1998). Potensi penurunan hasil merupakan akibat tidak tercukupinya kebutuhan air tanaman selama masa pertumbuhannya. Semakin besar defisit yang dialami tanaman, maka semakin besar persentase kehilangan hasil.  

Untuk menentukan kapan saat tanam yang tepat, maka dibuat skenario tanggal tanam setiap 15 harian, yaitu tanggal 1 Januari, 15 Januari, 30 Januari dan seterusnya hingga tanggal 21 Desember. Selanjutnya dihitung nisbah ETR/ETM dan persentase kehilangan hasil pada setiap fase tanaman dan setiap tanggal tanam. Saat tanam ditentukan dengan memperhitungkan nisbah ETR/ETM >0,8 dan persentase kehilangan hasil < 20% terutama pada fase kritis tanaman. Dengan mengetahui periode-periode kritis tanaman, serta potensi sumberdaya airnya, maka diharapkan tercipta suatu kombinasi yang optimal dalam pemanfaatan air dan pengaturan masa tanamnya. Dengan demikian akan diperoleh jaminan pasokan hasil yang berkualitas dalam jumlah yang besar secara berkesinambungan.

Dari fluktuasi ETR/ETM dan persentase kehilangan hasil yang telah diperoleh secara runut waktu berdasarkan tanggal tanam aktual, dapat dilakukan evaluasi apakah pilihan tanam yang dilakukan sudah baik atau belum. Gambar 2 merupakan salah satu contoh hasil analisis persentase kehilangan hasil padi di Tamanbogo, Lampung dengan mengambil tahun 2004 sebagai tahun skenario simulasi, tanggal tanam terbaik adalah 27 Desember 2004 dengan persentase ETR/ETM lebih dari 0,8 berturut-turut pada fase initial, vegetatif, pembungaan, pembentukan hasil dan pemasakan adalah 100%, 100%, 100%, 85%, dan 5%. kehilangan hasil 8 % bersumber dari fase vegetatif.  Dengan mengacu pada hasil simulasi, dilakukan kombinasi pola tanam yang paling aman terhindar dari resiko kekeringan.  Selanjutnya dengan kondisi kehilangan hasil yang terjadi pada musim kemarau, apabila tetap dilakukan penanaman padi diperlukan pemberian irigasi suplementer dengan dosis dan waktu sesuai dengan kebutuhan tanaman.

Gambar 2.  Persentase kehilangan hasil padi di Tamanbogo pada berbagai tanggal tanam.

SISTEM PANEN HUJAN DAN ALIRAN PERMUKAAN (Irianto, G., et al ,  2005)

Sistem panen hujan dan aliran permukaan merupakan teknologi alternatif yang dapat berfungsi mengurangi banjir pada musim hujan dan menyediakan sumber air irigasi pada musim kemarau untuk perluasan areal tanam, peningkatan intensitas tanam,, produksi, produktivitas dan kualitas hasil tanaman.  Air hujan yang melebihi daya tampung DAS pada musim hujan akan merugikan karena dapat menyebabkan banjir yang mempengaruhi lahan pertanian dan pemukiman. Di lain pihak pada saat musim kemarau banyak daerah pertanian yang mengalami kekeringan, memerlukan irigasi agar hasil pertanian tidak menurun.

Berbagai usaha panen hujan dapat dilaksanakan tanpa perlu mengorbankan lahan untuk kepentingan yang utama seperti permukiman dan lahan pertanian.  Struktur seperti rorak atau sumur resapan dan dam parit.hanya memanfaatkan ruang yang ada tersedia tanpa mengganggu fungsi utama lahan.  Rorak adalah semacam sumur dangkal dibuat di lahan kering seperti tegalan atau kebun, sedangkan sumur resapan umumnya dibuat di daerah permukiman.

Embung adalah sarana penampung air yang pada musim penghujan.  Pemanfaatan embung biasanya hanya untuk keperluan irigasi masing-masing lahan usahatani dan keperluan petani lainnya.  Waduk yang dapat menampung air antara 5 ribu sampai 10 ribu m3 kini telah banyak dikembangkan di Jawa Tengah di daerah Pati dan Blora.  Pengembangan embung semakin sulit karena semakin langkanya lahan yag sesuai karena kendala topografi dan lapisan kedap yang dapat menahan air.

Waduk adalah embung dalam skala lebih besar dan dapat berperan untuk berbagai fungsi lainnya, sebagai pembangkit tenaga listrik maupun usaha perikanan.  Penempatan waduk biasanya agak dihulu untuk dapat mengalirkan air ke pengguna dihilir hanya dengan gravitasi.  Disamping itu air dihulu relatif lebih berpeluang untuk tidak tercemar dibanding dengan di hilir.  Karena memerlukan lahan yang lebih luas semakin sulit untuk mendapatkan lahan yang sesuai untuk pembangunan waduk, terutama didaerah agak kehulu 

Dam parit (channel reservoir) hanya memanfaatkan jalur drainase yang sudah ada, sehingga tidak banyak mengurangi lahan pertanian.  Air juga dibiarkan merembes sehingga dapat meningkatkan aliran dasar (base flow) sehingga dapat dimanfaatkan oleh tanaman dan mengisi sumur di hilir.  Pertimbangan yang dipakai dalam menentukan posisi dam parit adalah dari aspek daya tampung dan biaya, sehingga dipilih jalur yang paling sempit dihilir alur yang relatif datar.  Semuanya dapat diperhitungkan apabila data masukan dari hujan yang cukup baik tersedia. (Amien, L.I., et al, 2005). Teknologi dam parit selain dapat meningkatkan perluasan areal tanam, juga dapat digunakan sebagai sumber air irigasi suplemen di lahan kering sekaligus untuk menerunkan debit puncak di musim hujan.  

Implementasi pengembangan dam parit

Beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dengan pembuatan dam parit yaitu: (1) secara kuantitatif dapat menurunkan volume aliran permukaan dan debit puncak sekaligus meningkatkan aliran dasar pada musim kemarau, (2) meningkatkan ketersediaan air untuk menekan resiko kekeringan terutama pada musim kemarau, memperpanjang masa tanam dan menciptakan diversifikasi usahatani lahan kering, serta dapat menekan resiko banjir, (3) meningkatkan produktivitas lahan kering melalui kombinasi optimum antara sumberdaya air dengan jenis dan jumlah komoditas yang diusahakan.  

Secara praktis di lapangan bentuk channel reservoir in cascade dapat dilihat pada teras lahan sawah yang secara reguler menampung kelebihan air dari teras di atasnya, menyimpan dan menyalurkannya apabila diperlakan pada musim kemarau, saat diatus, atau saat kelebihan (limpas) pada musim hujan. Manfaat lain dari pengembangan channel reservoir in cascade adalah peningkatan cadangan air tanah akibat peningkatan volume dan durasi aliran ke samping (seepage) dan perkolasi ke dalam tanah (water percolation). Konsep dasar pemanfaatan jaringan hidrologi untuk pengembangan channel reservoir disajikan pada Gambar3.

Gambar 3. Konsep dasar pemanfaatan jaringan hidrologi melalui pengembangan channel reservoir.

Pengalaman menunjukkan bahwa aplikasi pengembangan dam parit di Daerah Istimewa Yogyakarta (DIY); Jawa Tengah (Semarang); Jawa Barat (Puncak-Bogor) (Gambar 4) telah meningkatkan produktivitas lahan dan menurunkan debit puncak serta memperpanjang waktu respon daerah aliran sungai sehingga dapat mengurangi resiko banjir. Di Sub DAS Bunder, Kabupaten Gunungkidul, DIY, aplikasi dam parit telah dapat mengubah jenis tanaman yang diusahakan dari padi gogo menjadi padi sawah, dan dapat memperpanjang masa tanam selama 4 bulan. Pengaruh lain pembangunan dam parit bertingkat di DIY terhadap beberapa parameter hidrologi, agronomi, sosial dan ekonomi disajikan pada Tabel 1  Sedangkan aplikasi dam parit bertingkat di Jawa Tengah telah dapat menurunkan debit puncak berkisar antara 45-90% dan memperpanjang waktu respon DAS 12-60 menit. 

Gambar 4:  Prototipe dam parit di DIY (a),  Jawa Tengah (b), dan Jawa Barat (c)

Sumber: Hasil penelitian Balitklimat dan CIRAD (2001-2003)

Hasil penelitian di desa Jogjogan, kecamatan Cisarua, kabupaten Bogor, Jawa Barat menunjukkan dam parit yang dibangun dengan kapasitas 100 m³ dapat meningkatkan areal tanam sebanyak 4 ha mencukupi kebutuhan air tanaman eksisting di musim kemarau, sehingga lahan pertanian di wilayah penelitian dapat ditanami sepanjang tahun, dengan peningkatan luas tanam 4,11 ha di musim kemarau. Dam parit tersebut juga dapat mengurangi laju aliran permukaan Sub DAS Cipucung sebesar 9%. Hasil penelitian Balitklimat menunjukkan bahwa volume dam parit 250 m³ di musim kemarau dapat menampung dan mengurangi limpasan sebesar 45 % dari total debit, sedangkan di musim hujan dapat mengurangi debit puncak aliran sungai tersebut sebesar 17 %.   

IRIGASI SUPLEMENTER 

Tanpa penerapan teknologi irigasi suplemen dan teknologi hemat air, sistem pertanian konvensional di lahan kering peka terhadap deraan kekeringan baik pada periode pendek di musim hujan, apalagi pada musim kemarau. Dengan penggunaan teknologi irigasi suplemen, musim tanam (untuk tanaman semusim) pada sebagian besar wilayah Indonesia tidak terbatas hanya  pada musim hujan saja, tetapi bisa diperpanjang sampai pada pertengahan musim kemarau. Hal ini dimungkinkan karena sekitar 83% wilayah Indonesia mempunyai curah hujan  tahunan >2.000 mm. Jumlah hari kering berturut-turut selama musim tanam merupakan indikator yang berguna dalam menentukan apakah tanaman akan mengalami cekaman air atau tidak. Periode tanpa hujan selama 7 hari atau lebih dapat menyebabkan terganggunya tanaman terutama pada awal pertumbuhan tanaman dimana akar tanaman masih terbatas pada beberapa sentimeter lapisan permukaan tanah. Tanaman padi gogo akan sangat merana apabila mengalami cekaman air tanah (kadar air tanah dipertahankan sekitar 50% dari kadar air kapasitas lapang) selama 10 hari berturut-turut pada awal pertumbuhan atau pada fase pembungaan.(Agus, F., 2005). Dengan demikian paradigma pengembangan padi di lahan kering yang hanya mengandalkan air hujan sudah harus mulai dirubah dengan pemberian irigasi hemat air melalui teknologi irigasi suplementer.

Jumlah air irigasi yang diberikan ditetapkan berdasarkan kebutuhan tanaman, kemampuan tanah memegang air, serta sarana irigasi yang tersedia. Pada saat fase kritis tanaman, maka jumlah air yang diberikan lebih besar.  Untuk tanaman padi fase kritis terjadi pada fase pembungaan yaitu pada umur sekitar 60 hari. Gambar 5 merupakan ilustrasi kapan dan berapa jumlah air irigasi yang harus diberikan untuk padi tadah hujan di daerah Gunungkidul, Yogyakarta. 

Jumlah dan waktu pemberian air irigasi dihitung dari hasil simulasi neraca air tanaman. Penghitungan tersebut mempertimbangkan evapo-transpirasi yang terjadi selama 1 siklus pertumbuhan tanaman, sehingga jumlah dan waktu pemberian air irigasi yang diberikan dapat diketahui untuk setiap  fase pertumbuhan tanaman. Model tersebut juga memberikan alternatif pengurangan jumlah air irigasi yang diberikan dengan konsekwensi penurunan hasil dari setiap fase pertumbuhan. Dengan demikian bisa diperkirakan jumlah irigasi yang masih bisa ditoleransikan oleh tanaman dengan resiko kehilangan hasil di atas ambang produksi minimum. Agar memudahkan dalam pelaksanaan, maka interval pemberian air irigasi sebaiknya dibuat sama periodenya dengan selang neraca air, dan fase-fase pertumbuhan tanaman.

Pembuatan jaringan irigasi suplementer  dapat dilakukan di lahan kering dengan memanfaatkan sumberdaya air yang tersedia seefisien mungkin.  Daerah-daerah cekungan di daerah aliran sungai dapat dimanfaatkan dengan membangun bendung-bendung air yang dapat menampung  kelebihan air pada musim hujan dan kemudian dapat dimanfaatkan untuk irigasi pada saat kekurangan air/musim kemarau, sehingga memungkinkan dilakukan diversifikasi usahatani.

Penambahan air irigasi tidak bisa berdiri sendiri dan hanya akan efektif apabila disertai dengan pemupukan yang cukup dan berimbang, penggunaan varietas unggul, , serta pengendalian hama dan penyakit tanaman. 

Gambar 5. Jumlah dan waktu pemberian irigasi padi tadah hujan yang ditanam pada tanggal 11 Nopember di Gunungkidul, Yogyakarta.

Pengairan berperan semakin penting pada daerah pertanian yang peka terhadap kekeringan. Sistem pengairan yang diterapkan dewasa ini pada umumnya masih bersifat tradisional yang meliputi pendistribusian dan penggunaan air, namun masih kurang memperhatikan keseimbangan antara jumlah air yang diberikan dan kebutuhan air tanaman. Sistem pengairan non teknis cenderung memboroskan penggunaan air, mengurangi efisiensi penggunaan hara, dan menyebabkan degradasi lahan karena penggenangan terutama apabila sistem pengairan tidak dipadukan dengan drainase. Sistem  pengairan  moderen  dapat  dibagi  atas lima kategori yaitu a) pengairan permukaan; b) pengairan sprinkle; c) pengairan mikro (tetes = trickle); d) pengairan sub-irrigation; dan e) pengairan hybrid (transisi antara dua atau lebih sistem). (Agus, F,, 2005).

PRAKIRAAN IKLIM  

Konsep perencanaan pola dan masa tanam dengan pendekatan analisis agroklimat di atas hanya dapat diaplikasikan dengan baik di lapangan apabila didukung oleh kuantifikasi karakteristik meteorologis yang tepat dan prakiraan iklim yang up to date yang mampu menjawab apakah tahun yang sedang berjalan dan yang akan datang merupakan tahun normal, atau terjadi penyimpangan (anomali) iklim baik tahun dengan kelimpahan hujan (La Nina) atau tahun kering (El Nino).  Balitklimat sejak tahun 2002 sudah mulai mengembangkan prakiraan iklim dengan dibentuknya Pokja Anomali Iklim dengan kegiatan memantau perkembangan iklim global dan regional.  Pada tahun selanjutnya mulai diinisiasi prediksi curah hujan dengan menggunakan metode Kalman Filter.  Pada tahun 2003 metode Kalman Filter mulai digunakan untuk prediksi curah hujan bulanan di stasiun iklim litbang pertanian di 7 propinsi. 

Prediksi Curah Hujan

Model yang digunakan dalam prakiraan iklim adalah dengan pendekatan prediksi curah hujan. Salah satu indikator yang sering digunakan untuk melihat gejala terjadinya anomali iklim adalah Sea Surface Temperature (SST). Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat korelasi antara SST Nino 3,4 dengan curah hujan di Indonesia (McBride dan Haylock, 2001 dalam Laporan Tengah Tahun Baliklimat, 2005).  Keragamaman SST pada Nino 3-4 mempengaruhi 50% variasi curah hujan seluruh.  Oleh karena itu suhu permukaan laut (sea surface temperature, SST) digunakan sebagai parameter untuk memprediksi curah hujan. 

Prakiraan curah hujan bulanan yang digunakan sebelum tahun 2002 adalah  analisis regresi terbobot antara anomali curah hujan dan anomali SST Nino 3.4. Hasil prakiraan curah hujan tersebut memiliki akurasi yang cukup baik pada musim hujan dan musim kemarau, akurasi yang lebih baik pada pola hujan monsunal dibanding pola hujan ekuatorial dan lokal, belum mampu memprediksi pada kondisi hujan eksepsional (ekstrim), serta pada daerah yang memiliki keragaman yang tinggi dalam musim (Irianto, et al 2003 dalam Balitklimat, 2005).  Dengan demikian untuk meningkatkan akurasi prakiraan iklim terutama curah hujan perlu dilakukan pengembangan metodologi dengan menggunakan Teknik Filter Kalman yang merupakan pengembangan dari metode autoregresi. 

Hasil validasi Saringan Kalman (Kalman Filter) untuk stasiun Kotabumi, Lampung dengan nilai koefisien korelasi model (kkm) tertinggi sebesar 80.8% adalah model ARMAX order 20-20-18-19. Sedangkan curah hujan bulan Juni sampai  November 2005 diprakirakan berkisar antara 120-190 mm/bulan dengan kkm sebesar 79,59%.  Puncak hujan terjadi pada bulan November, dan pada puncak musim kemarau yaitu  Juni sampai September curah hujan diprakirakan relatif tinggi . Sifat curah hujan bulan Juni-November 2005 di daerah ini berkisar antara normal sampai diatas normal (Gambar 6)

Gambar 6 . Validasi dan prediksi curah hujan bulanan stasiun Kotabumi, Lampung bulan Juni – November 2005

Penggunaan indikator iklim lokal untuk deteksi dini perubahan musim  

Peralihan musim yang cenderung bervariasi menurut ruang dan waktu perlu dideteksi lebih dini, agar perencanaan pertanian terutama periode tanam dan jenis komoditas dapat disusun sesuai dengan kondisi iklim aktual. Identifikasi perubahan musim kemarau ke musim hujan atau sebaliknya dapat dilakukan menggunakan indikator penciri musim untuk menentukan apakah wilayah berada pada periode musim hujan (MH), memasuki musim hujan (MMH), musim kemarau (MK), dan memasuki musim kemarau (MMK). Tiga indikator penciri lokal yang digunakan untuk memantau perkembangan musim dan pola perubahannya yaitu: kelembaban udara, arah angin, kecepatan angin.  Tabel 2 merupakan contoh hasil rekapitulasi rerata awal dan panjang musim setiap wilayah (kelompok hujan) di Kabupaten Cirebon.

Tabel 2. Rerata Awal dan Panjang Musim Setiap Kelompok Kab. Cirebon

Selain informasi iklim lokal, perkembangan aktual indikator iklim global seperti anomali suhu muka laut (SST), indeks osilasi selatan (SOI) , dan indian Oceal Dipole (IOD) dapat digunakan untuk menggambarkan kondisi iklim di Indonesia.  Sebagai contoh informasi yang bisa didapatkan mengenai kondisi aktual anomali suhu muka laut (Gambar 3)l dan prediksi sampai pertengah tahun 2006 (Tabel 3 ).  Informasi lainnya adalah prediksi curah hujan wilayah Indonesia dan Australia yang setiap bulan di-update IRI dapat akses secara rutin 

1.       Karakteristik iklim yang relatif ekstrim dan cenderung fluktuatuf pada lahan kering perlu dikuantifikasi dan dikarakterisasi agar potensinya dapat dimanfaatkan secara maksimal untuk pengembangan pertanian

2.       Tingginya aliran permukaan yang seringkali menjadi kendala hidrologis lahan kering bisa dimanfaatkan sebagai sumber irigasi pada musim kemarau dengan sistem paemanenan hujan dan aliran permukaan.

3.       Teknologi panen hujan dan aliran permukaan yang terbukti aplikatif dan menjanjikan adalah dengan pembuutan dam parit.

4.       Upaya yang dapat dilakukan dalam menyiasati karakteristik iklim lahan kering yang fluktuatif tersebut adalah dengan perencanaan pola dan masa tanam yang tepat agar terhindar dari resiko kehilangan hasil.

5.       Pemberian irigasi tambahan (suplementer) dengan memanfaatan aliran permukaan merupakan pilihan teknologi untuk menekan resiko kekeringan, meningkatkan diversifikasi usahatani sekaligus meningkatkan produktivitas lahan kering.

6.       Prakiraan iklim memegang peran yang sangat penting dalam perencanaan pola dan prediksi masa tanam, karena memeberi gambaran apakan tahun yang sedang berjalan terjadi penyimpangan atau tahun normal. 

 7.       Upaya optimalisasi panen hujan dan aliran permukaan akan efektif apabila ditunjang dengan prakiraan iklim.

Agus, F., et al 2005. Teknologi Hemat Air Dan Irigasi Suplemen.Teknologi Pengelolaam Lahan Kering. Menuju Pertanian Produktif Dan Ramah Lingkungan. Puslitbangtanak. Badan Litbang Departemen Pertanian.

Amien, L.I., et al, 2005. Konservasi Dan Pengalihan Antar Basin Dalam Pengelolaan Air Pada Sistem Kepulauan: Studi Kasus Pulau Lombok. Balai Penelitian Agroklimat dan Hidrologi.

BalitKlimat., 2004. Atlas Sumberdaya Iklim Pertanian Indonesia

Bali Klimat, 2005. Analisis Prakiraan Curah Hujan Menggunakan Teknik Kalman Filter. Laporan Tengah Tahun Penelitian Lingkup Balitklimat.

FAO, 1988. Crop Evapotranspiration. Guideline for Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper. #56. ROme

Hidayat, A., et al, 2005. Lahan Kering Untuk Pertanian. Teknologi Pengelolaam Lahan Kering. Menuju Pertanian Produktif Dan Ramah Lingkungan. Puslitbangtanak. Badan Litbang Departemen Pertanian.

Irianto, G., et al., 2001. Peranan Hidroklimatologi Dalam Mendukung Pengembangan Lahan Kering di Indonesia. Peranan Agroklimat Dalam Mnedukung Pengembangan Usaha Tani Lahan Kering. Puslitbangtanak. Badan Litbang Departemen Pertanian.

Irianto, G., et al., 2005. Pengembangan “Channel Reservoir In Cascade” Mendukung Perluasan Areal Pertanian.