Archive for February 23rd, 2021

Performances of Sheet-Pipe Typed Subsurface Drainage on Land and Water Productivity of Paddy Fields in Indonesia

Chusnul Arif , Budi Indra Setiawan, Satyanto Krido Saptomo, Hiroshi Matsuda, Koremasa Tamura, Youichi Inoue, Zaqiah Mambaul Hikmah, Nurkholish Nugroho, Nurwulan Agustiani and Willy Bayuardi Suwarno

 

Subsurface drainage technology may offer a useful option in improving crop productivity by preventing water-logging in poor drainage paddy fields. The present study compared two paddy fields with and without sheet-pipe type subsurface drainage on land and water productivities in Indonesia. Sheet-pipe typed is perforated plastic sheets with a hole diameter of 2 mm and made from high-density polyethylene. It is commonly installed 30–50 cm below the soil surface and placed horizontally by a machine called a mole drainer, and then the sheets will automatically be a capillary pipe. Two fields were prepared, i.e., the sheet-pipe typed field (SP field) and the non-sheet-pipe typed field (NSP field) with three rice varieties (Situ Bagendit, Inpari 6 Jete, and Inpari 43 Agritan). In both fields, weather parameters and water depth were measured by the automatic weather stations, soil moisture sensors and water level sensors. During one season, the SP field drained approximately 45% more water compared to the NSP field. Thus, it caused increasing in soil aeration and producing a more significant grain yield, particularly for Inpari 43 Agritan. The SP field produced a 5.77 ton/ha grain yield, while the NSP field was 5.09 ton/ha. By producing more grain yield, the SP field was more effective in water use as represented by higher water productivity by 20%. The results indicated that the sheet-pipe type system developed better soil aeration that provides better soil conditions for rice

 

Source: https://www.mdpi.com/2073-4441/13/1/48

Pendugaan Komponen Keseimbangan Air di Lahan Sawah dengan Linear Programming

 

Chusnul Arif, Budi Indra Setiawan

 

Dalam pengelolaan air di lahan sawah, analisis keseimbangan air biasanya digunakan untuk menganalisis efektifitas pemberian air irigasi. Akan tetapi, seringkali dengan keterbatasan peralatan, waktu, dan biaya tidak semua komponen keseimbangan air dapat diukur. Makalah ini menyajikan metode Linear Programming (LP) untuk menduga komponen keseimbangan air di lahan sawah yang tidak terukur. Adapun tujuan studi ini adalah mengembangkan model LP untuk menduga komponen keseimbangan air di lahan sawah seperti irigasi, limpasan dan perkolasi dengan menggunakan data perubahan kelembaban tanah khususnya untuk irigasi tidak tergenang, mengevaluasi performansi model dengan membandingkan data hasil pendugaan dan pengukuran. Studi dilakukan berdasarkan hasil experiment dua musim tanam budidaya padi irigasi tidak tergenang dengan System of Rice Intensification (SRI) di NOSC, Sukabumi Jawa Barat dari tanggal 20 Agustus – 15 Desember 2011 (musim pertama) dan 22 Maret – 5 Juli 2012 (musim kedua). Model LP yang dikembangkan memiliki fungsi tujuan untuk meminimalisir total selisih kelembaban tanah hasil pengukuran dan pendugaan model. Selain itu, model LP juga memiliki fungsi batas dan kondisi awal yang ditentukan berdasarkan kondisi aktual di lapang. Hasilnya menunjukkan bahwa model LP dapat menduga komponen keseimbangan air dengan akurat dengan indikator nilai R2 > 0.85 (p value < 0.01) dan persen error dibawah 8%. Berdasarkan hasil pendugaan model, komponen irigasi berkontribusi hanya 34-38% dari total air masuk, sedangkan komponen evapotranspirasi tanaman dan perkolasi berkontribusi sebesar 40-44% dan 11-15% dari total air yang keluar. Hujan dan limpasan merupakan komponen yang paling besar berkontribusi pada air masuk dan keluar. Dengan metode ini, maka parameter yang membutuhkan data yang tidak terukur dapat ditentukan seperti efisiensi penggunaan air dan produktivitas air yang membutuhkan data irigasi dalam penentuannya.

 

Source: http://103.12.84.114/index.php/jurnal_irigasi/article/view/282

Analisis Neraca Air pada Pengelolaan Air dalam System of Rice Intensification-Organik (SRI-Organik) di Jawa Barat, Indonesia

 

Chusnul Arif, Budi Indra Setiawan, Septian Fauzi Dwi Saputra, Masaru Mizoguchi

 

Penelitian ini dilakukan untuk menganalisa efektifitas irigasi berselang dengan neraca air pada lahan SRI dengan penerapan pupuk organik. Eksperimen dilakukan di Desa Gabus Wetan, Kab. Indramayu, Jawa Barat dari 17 November 2016 sampai 1 Maret 2017. Sensor parameter cuaca dan tanah dipasang di lahan untuk mendapatkan data harian kondisi lapang termasuk pertumbuhan tanaman. Data cuaca seperti hujan, suhu udara, kelembaban udara relatif, dan kecepatan angin dan kedalaman muka air diukur secara otomatis setiap 60 menit. Analisis neraca air dilakukan dengan kesalahan (error) yang rendah  (1,00%) dimana jumlah air masuk melalui hujan dan irigasi sebesar 560 mm dan 865 mm, sedangkan jumlah air keluar melalui evapotranspirasi tanaman, perkolasi, dan limpasan berturut turut sebanyak 430, 306 dan 675 mm. Perbandingan dengan sistem pertanian konvensional dengan irigasi tergenang, menunjukkan bahwa produktivitas air dari SRI organik berturut turut 30% dan 27% lebih tinggi untuk produktivitas air berdasarkan jumlah air masuk dan evapotranspirasi. SRI organik juga memproduksi 33% produksi lebih tinggi dari sistem pertanian konvensional di lokasi yang sama. Kunci keberhasilan irigasi berselang adalah dengan menjaga tinggi muka air dipermukaan tanah (macak-macak) pada fase vegetatif dan generatif.  Oleh sebab itu, cara ini merupakan alternatif pilihan bagi petani ketika sumber daya air berkurang karena perubahan iklim. Diseminasi hasil direkomendasikan melalui program pelatihan dan pendampingan bagi petani

 

Source: http://jurnalirigasi_pusair.pu.go.id/index.php/jurnal_irigasi/article/view/267

Potensi Pemanasan Global dari Padi Sawah System of Rice Intensification (SRI) dengan Berbagai Ketinggian Muka Air Tanah

 

Chusnul Arif, Budi Indra Setiawan, Deka Trisnadi Munarso, Muhammad Didik Nugraha, Pradha Wihandi Sinarmata, Ardiansyah Ardiansyah, Masaru Mizoguchi
System of Rice Intensification (SRI) merupakan budidaya alternatif padi sawah untuk mitigasi Gas Rumah Kaca (GRK). Dua jenis GRK utama yang diemisikan dari padi sawah adalah gas metana (CH4) dan dinitrogen oksida (N2O). Gas tersebut memiliki respon berbeda terhadap keragaman ketersediaan air di lahan yang direpresentasikan dengan tinggi muka air tanah. Global Warming Potential (GWP) atau potensi pemanasan global digunakan untuk membandingkan potensi GRK dalam memanaskan bumi pada periode tertentu, dan disetarakan dengan nilai potensi gas CO2. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan potensi pemanasan global pada berbagai rezim air dengan ketinggian muka air yang berbeda di lahan sawah yang menerapkan SRI. Penelitian dilakukan pada budidaya padi sawah dengan tiga perlakuan rezim air selama satu musim tanam (14 April  hingga 5 Agustus 2016) di plot percobaan laboratorium lapang Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB, Bogor, Jawa Barat. Ketiga perlakuan rezim air tersebut adalah rezim tergenang, moderate dan kering . Hasil penelitian menunjukkan bahwa rezim air kering menghasilkan potensi pemanasan global terendah dibandingkan kedua rezim yang lain. Nilai potensi pemanasan global yang dihasilkan adalah 34% dan 41% lebih rendah dibandingkan rezim air tergenang dan moderate. Rezim kering mampu meningkatkan produktivitas tanaman 21% lebih besar dibandingkan rezim air tergenang. Untuk memperkuat hasil yang diperoleh ini, maka penelitian lanjutan diperlukan dengan kondisi cuaca yang berbeda dan lokasi yang beragam.
Source: http://jurnalirigasi_pusair.pu.go.id/index.php/jurnal_irigasi/article/view/149

Crop Coefficient and Water Productivity in Conventional and System of Rice Intensification (SRI) Irrigation Regimes of Terrace Rice Fields in Indonesia

 

Chusnul Arif, Kazunobu Toriyama, Bayu Dwi Apri Nugroho, Masaru Mizoguchi

 

The current study initiated to investigate crop coefficient (Kc) and water productivity between conventional and System of Rice Intensification (SRI) irrigation regimes of terrace rice fields in Indonesia. Kc value represents plant responses to available water in the fields and its information is very important to determine crop evapotranspiration. The field experiments were conducted in the terrace rice fields belong to the local farmer located in Wonogiri, Central Java (S 7o47’18.66â€, E 111o5’51.26â€) during 21 July – 7 November 2014 in the dry season. Here, there were two irrigation regimes with three replications, i.e. conventional flooding (FL) regime and SRI with intermittent irrigation (II) regime. Water level in each regime was measured by pressure sensor, while weather parameters such as solar radiation, air temperature, precipitation, etc were measured by particular sensors and connected to the developed field monitoring system. Based on weather and water level data, we estimated the average Kc values for FL regime were 1.01, 1.02, 1.09 and 1.05 in the initial, crop development, reproductive and late growth stages, respectively. Meanwhile, the average Kc values under SRI regime were a little bit lower than that FL regime. Their values were 1.00, 0.96, 1.02 and 1.04 for the initial, crop development, reproductive and late growth stages, respectively. The reason was probably due to minimum soil evaporation under the drier soil condition. However, lower Kc values were not corresponded to the production of grain yield. Although it was not significant difference, we recorded that SRI regime produced 8.05 ton/ha grain yield, while FL regime was 7.63 ton/ha. Accordingly, with less irrigation water, SRI regime has higher water productivity than that FL regime

Source: https://journals.utm.my/index.php/jurnalteknologi/article/view/5958

Pengembangan Model Jaringan Saraf Tiruan untuk Menduga Emisi Gas Rumah Kaca dari Lahan Sawah dengan berbagai Rejim Air

Chusnul Arif, Budi Indra Setiawan, Slamet Widodo, Rudiyanto, Nur Aini Iswati Hasanah, Masaru Mizoguchi
Makalah ini menyajikan model Jaringan Syaraf Tiruan (JST) untuk memprediksi gas metan (CH4) dan Nitrous Oxide (N2O) yang diemisikan dari padi sawah dengan perlakukan berbagai pemberian air berdasarkan data parameter lingkungan biofisik di dalam tanah yang mudah diukur seperti kelembaban tanah, suhu tanah dan daya hantar listrik (DHL) tanah hanya dengan satu jenis sensor. Untuk melakukan validasi model, percobaan budidaya padi sawah di pot dilakukan di dua tempat berbeda, yaitu di rumah kaca, Meiji University, Kanagawa Jepang dari 4 Juni sampai 21 September 2012 dan di laboratorium Teknik Sumberdaya Air, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan-IPB dari 2 Juli sampai 10 Oktober 2014. Di setiap lokasi, terdapat tiga percobaan pemberian air dengan mengadopsi metode budidaya System of Rice Intensification (SRI). Perlakuan tersebut diberi nama SRI Basah (disingkat SRI B1 dan SRI B2 untuk lokasi pertama dan kedua), SRI Sedang (SRI S1 dan SRI S2) dan SRI Kering (SRI K1 dan SRI K2). Perbedaan percobaan antar perlakuan adalah pengaturan tinggi muka disetiap umur tanaman. Dari model JST yang dikembangkan didapatkan hasil validasi dengan nilai koefisien determinasi (R2) sebesar 0.93 dan 0.70 untuk prediksi emisi gas CH4 dan N2O yang mengindikasikan bahwa model dapat diterima. Dari model tersebut, karakteristik emisi gas CH4 dan N2O terhadap perubahan parameter lingkungan biofisik dapat dijelaskan dengan baik. Untuk strategi mitigasi dari percobaan pemberian air yang dilakukan, pemberian air pada perlakuan SRI B1 dan B2 dengan menjaga jeluk muka air disekitar permukaan tanah merupakan strategi yang terbaik dengan indikator produksi tertinggi dan emisi gas rumah kaca (GRK) terendah.
Source: http://jurnalirigasi_pusair.pu.go.id/index.php/jurnal_irigasi/article/view/30
Chusnul Arif, Budi Indra Setiawan, Masaru Mizoguchi
Kelembaban tanah yang optimum untuk budidaya padi sawah dengan System of Rice Intensification (SRI) sangat penting dengan tujuan untuk meningkatkan produksi padi dan produktifitas air. Makalah ini mengemukakan metode optimasi dengan Algoritma Genetika untuk menentukan kelembaban tanah optimum pada masing-masing fase pertumbuhan tanaman berdasarkan data empirik selama 3 musim tanam percobaan yang dilakukan di Nusantara Organic SRI Center (NOSC), Nagrak Sukabumi, Jawa Barat. Dalam satu musim tanam, fase pertumbuhan tanaman dibagi menjadi 4 fase, yaitu: fase awal (initial), vegetatif (crop development), tengah musim (mid-season) dan akhir musim (late season). Selain itu, kelembaban tanah dikasifikasikan menjadi tiga level berdasarkan kurva retensi air, yaitu basah (wet), agak basah (medium) dan kering (dry). Dari hasil optimasi, didapatkan kelembaban tanah yang optimum adalah kombinasi level kelembaban tanah basah, basah, agak basah dan kering untuk fase pertumbuhan awal, vegetatif, tengah musim dan akhir musim. Kelembaban tanah pada level basah untuk fase awal dan vegetatif sangat penting untuk tanaman khususnya daerah perakaran dalam menyediakan air yang cukup untuk pertumbuhan akar, batang dan daun. Kemudian, air irigasi dapat dikurangi untuk menjaga kelembaban tanah pada level agak basah di fase tengah musim untuk menghindari dan mengurangi jumlah bulir yang tidak pruduktif. Pada fase pertumbuhan akhir musim, kelembaban tanah pada level kering dapat diterapkan untuk menghemat air irigasi ketika pada fase ini kebutuhan air tanaman minimal. Dengan kombinasi ini, dari hasil simulasi menggunakan Algoritma Genetika didapatkan peningkatan produksi sebesar 4.40% dan produktifitas air sebesar 8.40% dibandingkan data empirik dengan air yang dihemat sebesar 12.28%.