Kebutuhan dan metode irigasi gandum

Kebutuhan air gandum 

Kapan gandum butuh irigasi? 

Tergantung dari spesies/kultivar gandum, kedua waktu budidaya serta panjang durasi budidaya dapat bervariasi secara signifikan. Terdapat banyak varietas gandum jenis musim dingin dan musim semi. Khususnya, spesies Durum dan gandum keras biasanya dibudidayakan terutama saat musim dingin, sementara spesies gandum roti (gandum lembut) dapat dibudidayakan antara sebagai tanaman musim dingin ataupun musim semi. Periode waktu penanaman gandum sangat penting karena akan menentukan kebutuhan apakah gandum tersebut perlu diirigasi atau tidak. 

Gandum musim dingin biasanya ditanam pada awal musim gugur dan dipanen pada akhir musim panas atau awal musim gugur. Kebanyakan petani lebih suka membudidayakan gandum jenis musim dingin karena mereka bisa mendapatkan hasil panen hingga 30% lebih tinggi jika dibandingkan dengan jenis musim semi, dan kebutuhan irigasi yang dibutuhkan lebih terbatas (1). Umumnya, gandum dibudidayakan sebagai tanaman lahan kering tetapi tanaman akan tumbuh lebih baik jika diirigasi dan memberikan hasil panen lebih besar. Pada saat yang sama, kekeringan dan gelombang panas yang semakin sering pada akhir musim semi (atau pada awal musim gugur) – dan pada beberapa kasus bertepatan dengan tahap penggunaan air tertinggi pada tanaman – memaksa petani untuk melakukan irigasi.

Bagaimana cara mengirigasi gandum? 

Pada tanaman gandum, petani sering kali  menerapkan irigasi melalui sprinklers (curah) karena jarak tanaman yang terlalu dekat tidak memungkinkan untuk menerapkan irigasi alur. Menurut University of California Davis, irigasi tetes dan sprinkler dapat memberikan air dalam jumlah yang lebih sedikit daripada sistem banjir permukaan, dan maka dari itu, lebih sedikit air yang mengalir melewati zona perakaran gandum. Irigasi yang sering dengan sistem sprinkler dapat mengakibatkan perkembangan penyakit yang cepat pada tanaman gandum. Sistem banjir permukaan lebih efisien dalam pencucian garam, yang mana menjadi penting jika garam adalah masalah bagi tanaman gandum. Irigasi banjir pada pertanian gandum paling umum dilakukan di daerah Central Valley dan Low Desert di California, sedangkan sprinkler lebih umum digunakan di wilayah Intermountain. Penelitian membuktikan bahwa dengan jumlah irigasi yang optimal, peningkatan frekuensi irigasi tetes dapat meningkatkan panjang akar gandum dan berat akar dan akumulasi biomassa di atas tanah, sehingga meningkatkan hasil panen dan efisiensi penggunaan air.

Perhatian: Jika Anda menggunakan sprinkler, ia perlu disesuaikan agar air tidak menyebabkan tanaman menjadi rebah. Selanjutnya, ketika suhu berada pada tingkat yang mendukung untuk penyebaran penyakit jamur, petani harus sering memeriksa tanaman mereka untuk menerapkan tindakan pengendalian penyakit ketika dibutuhkan.

Kebutuhan dan jumlah air yang diterapkan melalui irigasi akan ditentukan dari:

• Jumlah curah hujan
• Varietas
• Jenis tanah (tanah berpasir membutuhkan irigasi yang lebih sering dengan jumlah yang lebih sedikit) 
• Suhu 
• Ketersediaan air pada sistem irigasi dan tanah

Ketersediaan atau kelangkaan air dapat memengaruhi kuantitas dan kualitas dari hasil panen biji akhir. Cara mudah untuk menghitungnya adalah dengan menerapkan rumus matematika sebagai berikut yang disarankan oleh Montana State University (2).

Perkiraan hasil panen (dalam gantang/are) = 5.8 (SM + R/I – 4.1) gantang/are di mana:

SM = kelembaban tanah/soil moisture (inci)

R = curah hujan/rainfall (inci)

I = irigasi (inci)

1 gantang gandum = 60 pon =27.216 kg

1 are = 0.405 hektar

Kebutuhan air dalam berbagai tahap pertumbuhan gandum 

Untuk mencapai kematangan fisiologis gandum dan potensi hasil panennya, gandum membutuhkan rata-rata sekitar 350 – 600 mm air. Di berbagai area curah hujan selama musim dingin mencukupi kebutuhan tersebut. Namun, terlepas dari pentingnya mencapai total kuantitas kebutuhan air, distribusinya tidak kalah penting untuk hasil panen yang tinggi. Stres air atau kelebihan air, pada tahap sensitif, pasti akan menyebabkan kehilangan hasil panen. Stres air sedang terjadi ketika tingkat penipisan tanah mencapai lebih dari 70%. Untuk menghindarinya, petani dapat mengirigasi pada saat yang tepat dan dengan jumlah yang tepat. Sudah jelas bahwa tanaman gandum yang dibudidayakan untuk produksi biji lebih butuh banyak air, diikuti oleh tanaman hijauan yang dipanen saat adonan lunak (28% lebih sedikit air yang dibutuhkan), atau pada saat bunting (boot stage) (60% lebih sedikit air dibutuhkan) (3).

Pada area di mana curah hujan tidak mencukupi, disarankan untuk mengirigasi 4-6 kali selama waktu budidaya khususnya ketika petani menggunakan varietas gandum musim dingin yang berproduksi tinggi. Irigasi ini bertujuan untuk memenuhi kebutuhan tanaman selama tahap kritis pertumbuhan: inisiasi akar tajuk, anakan, penyambungan, pembungaan, susu dan adonan (4). Pada lahan kering, di mana terdapat ketersediaan air melalui sistem irigasi, penerapannya dapat dilakukan setiap 12-18 hari hingga tahap adonan lunak (3).

Pada tahap penanaman-kemunculan 

Ketiadaan air selama periode kemunculan tanaman dapat mengakibatkan gagal panen, sementara defisit air yang mendekati antesis dapat secara dramatis mengurangi jumlah dan kualitas biji gandum yang diproduksi. Untuk gandum musim dingin, irigasi awal (atau curah hujan) akan membantu kemunculan tanaman menjadi cepat dan seragam, pertumbuhan tanaman yang baik, dan meningkatkan jumlah kepala per meter persegi. Penerapan 150 mm air dapat menguntungkan. Namun, pada beberapa kasus, penanaman yang dalam mungkin dibutuhkan untuk menghindari kecambah yang salah. Tanaman harus mulai berkecambah ketika 10 cm permukaan tanah telah cukup basah. Umumnya, untuk kedua jenis gandum musim dingin dan musim semi, perkembangan akar lebih disukai ketika zona akar berada pada kapasitas lahan, selama kemunculan. Akar tanaman gandum dapat tumbuh hingga kedalaman 1.2-2m (47.2-78.7 in), namun, 70 hingga 80% dari total serapan air terjadi pada 0.6 m permukaan tanah, di mana ia menumbuhkan lebih dari 80% akar tanaman (Cutforth et al., 2013, 5). Hasilnya, jumlah air tambahan melalui irigasi harusnya cukup untuk menjaga lapisan tanah ini tetap basah.

Selama tahap pertumbuhan vegetatif (kemunculan hingga punggungan ganda) 

Ketika tanaman tumbuh dan memproduksi lebih banyak area daun aktif, kebutuhan air meningkat. Untuk menjaga tanaman tetap berfotosintesis, petani dapat mengirigasi dengan tepat untuk menjaga stomata tetap terbuka (potensial air daun lebih tinggi dari -1.5 MPa) (Palta et al., 1994).  

Tahap kritis dari punggungan ganda ke Antesis 

Hal ini dianggap sebagai tahap pertumbuhan gandum yang paling kritis dan paling membutuhkan air. Bahkan stres air ringan-sedang selama tahapan ini akan mengakibatkan pengurangan hasil panen tanaman (jumlah biji m-2), dikarenakan fotosintesis yang terbatas dan penurunan pertumbuhan sel dan daun. Hingga 70% dari total kebutuhan air tanaman digunakan untuk tahap anakan (pertumbuhan kepala) hingga pembungaan. Pada banyak wilayah, jumlah ini tercukupi oleh curah hujan. Namun, irigasi tambahan sebanyak 90-150 mm air mungkin dibutuhkan pada tahap pembungaan, bahkan di area ini. Sebaliknya, di Mediterania, negara-negara bagian selatan-tengah Amerika Serikat atau di Utara India (untuk gandum musim semi) lebih dari satu irigasi mungkin diperlukan selama periode tersebut.  

Kehilangan hasil panen karena kelebihan air 

Periode ini dideskripsikan sebagai periode yang sensitif air tidak hanya terkait kelangkaan air tapi juga genangan air. Berdasarkan bukti ilmiah, kehilangan hasil panen hingga 92% dapat terjadi akibat kelebihan air dari perluasan 7 daun ke tahap antesis (de San Celedonio et al., 2014).

Kecuali untuk genangan air, yang mana dapat diperhatikan dengan mudah, petani harus mengambil tindakan untuk menghindari kenaikan permukaan air tanah. Kondisi anaerobik pada sistem akar (kenaikan permukaan air tanah hingga 0.5 m atau 19.7 inci) dan tanaman yang tidak tumbuh dengan baik dapat mengakibatkan penurunan hasil panen sebesar 20-40% (5, 2). Risiko rebah lebih tinggi pada varietas gandum musim semi dan tinggi.  

Hingga Pematangan-Panen Tanaman 

Kekurangan air tetap menjadi masalah bahkan tak lama setelah tahap pembungaan, mengurangi durasi pengisian gabah, jumlah gabah, dan berat gabah (6). Setelah pembungaan, tahap pengisian gabah dianggap sebagai salah satu dari 3 tahap yang paling sensitif terhadap stres air yang menyebabkan kehilangan hasil panen tanaman yang signifikan. Namun, hasil eksperimen membuktikan kekurangan air dapat meningkatkan protein biji (kekuatan glutenin) dan kualitas pembuatan roti dari tepung gandum yang dihasilkan (Zhou et al., 2018). Namun, bukti ilmiah lainnya menunjukkan bahwa kekurangan air selama tahap pemerahan dan adonan menurunkan penyerapan nitrogen, dan akumulasi protein biji memengaruhi kualitas produk akhir secara negatif (Ali dan Akmal, 2022). 

Tips:

Seluruh petani, terlepas dari wilayah atau periode pembudidayaan gandum harus mengetahui bahwa tanaman akan menjadi lebih produktif berdasarkan ketersediaan air pada tanah jika dibandingkan dengan irigasi musiman. Karena alasan itu, sangat penting untuk mengambil tindakan yang meningkatkan kesuburan tanah dan kapasitas menahan airnya.

Informasi, Sejarah dan Kandungan Nutrisi Tanaman Gandum

Prinsip-prinsip memilih varietas gandum terbaik

Persiapan tanah, kebutuhan tanah dan bibit gandum

Kebutuhan dan metode irigasi gandum

Kebutuhan Pupuk Gandum

Penyakit dan Hama Gandum

Hasil panen-Pemanenan-Penyimpanan Gandum

Pengelolaan gulma pada pertanian gandum

Referensi

1. https://www.ers.usda.gov/webdocs/publications/43783/39923_eib116.pdf
2. https://waterquality.montana.edu/farm-ranch/irrigation/wheat/wheat-irrigation.html
3. https://alfalfa.ucdavis.edu/+symposium/proceedings/2012/12-109.pdf
4. https://iiwbr.icar.gov.in/wp-content/uploads/2018/02/EB-52-Wheat-Cultivation-in-India-Pocket-Guide.pdf
5. https://www.fao.org/land-water/databases-and-software/crop-information/wheat/en/
6. https://www.fao.org/3/Y4011E/y4011e06.htm
7. https://www.nature.com/articles/s41598-021-84208-7#:~:text=We%20found%20that%20with%20the,yield%20and%20water%20use%20efficiency.
8. https://alfalfa.ucdavis.edu/+symposium/proceedings/2012/12-109.pdf

Ali, N., & Akmal, M. (2022). Wheat Growth, Yield, and Quality Under Water Deficit and Reduced Nitrogen Supply. A Review. Gesunde Pflanzen, 1-13.

Cutforth, H. W., Angadi, S. V., McConkey, B. G., Miller, P. R., Ulrich, D., Gulden, R., … & Brandt, S. A. (2013). Comparing rooting characteristics and soil water withdrawal patterns of wheat with alternative oilseed and pulse crops grown in the semiarid Canadian prairie. Canadian Journal of Soil Science, 93(2), 147-160.

de San Celedonio, R. P., Abeledo, L. G., & Miralles, D. J. (2014). Identifying the critical period for waterlogging on yield and its components in wheat and barley. Plant and Soil, 378(1), 265-277.

Palta, J.A., Kobata, T., Turner, N.C. & Fillery, I.R. 1994. Remobilization of carbon and nitrogen in wheat as influenced by post-anthesis water deficits. Crop Sci., 34: 118-124.

Zhou, J., Liu, D., Deng, X., Zhen, S., Wang, Z., & Yan, Y. (2018). Effects of water deficit on breadmaking quality and storage protein compositions in bread wheat (Triticum aestivum L.). Journal of the Science of Food and Agriculture, 98(11), 4357-4368.