MENGENAL AQUACROP

Air merupakan faktor dasar dalam pertanian. Air diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Kecukupan air tanaman selama masa tanam mencerminkan potensi produksi tanaman pada akhir masa tanam. AquaCrop adalah versi terbaru dari CROPWAT, suatu software berbasiskan windows yang didesain untuk mensimulasikan biomassa dan respons hasil panen tanaman di lapangan dengan berbagai tingkat ketersediaan air. Penerapannya meliputi lahan tadah hujan berserta kelengkapannya, defisit dan irigasi penuh. AquaCrop berdasarkan mesin pertumbuhan digerakkan oleh air yang menggunakan produktivitas air biomassa (atau efesiensi penggunaan air biomassa) sebagai parameter pertumbuhan utama (WPb). AquaCrop adalah alat untuk memprediksi produksi tanaman dengan kondisi manajemen air yang berbeda dalam kondisi sekarang dan perubahan iklim di masa akan datang AquaCrop juga menginvestigasi strategi manajemen yang berbeda, dalam kondisi sekarang dan perubahan iklim di masa akan datang (UNFCCC, 2014). Menurut FAO (2013), AquaCrop adalah model produktifitas air tanaman yang dikembangkan oleh Divisi Tanah dan Air dari FAO. AquaCrop dapat menyimulasikan hasil panen air tanaman terna (herbaceous) dan sangat cocok untuk kondisi dimana air adalah kunci faktor pembatas dalam pertumbuhan tanaman.

Aplikasi pada AquaCrop meliputi  :

1. Menaksir keterbatasan air, hasil panen yang tercapai pada lokasi geografis tertentu
2. Sebagai alat pembanding, membandingkan hasil panen yang diperoleh terhadap hasil aktual di lapangan, lahan pertanian atau wilayah, untuk mengidentifikasi  kesenjangan hasil dan kendala yang membatasi produksi tanaman
3. Menaksir produksi tanaman tadah hujan pada jangka panjang
4. Mengembangkan jadwal irigasi untuk produksi maksimum dan untuk skenario iklim yang berbeda
5. Penjadwalan defisit dan irigasi tambahan
6. Mengevaluasi dampak dari pengiriman tetap jadwal irigasi terhadap hasil yang dicapai
7. Simulasi urutan tanaman
8. Melaksanakan analisis skenario iklim di masa depan
9. Mengoptimalkan keterbatasan jumlah air yang tersedia (kriteria ekonomi, ekuitabilitas dan sustainabilitas)
10. Mengevaluasi dampak dari kesuburan rendah dan interaksi air-kesuburan terhadap hasil.
11. Menaksir produktivitas air aktual (biologis atau ekonomis) di lapangan sampai skala yang lebih tinggi kawasan.
12. Mendukung pengambil keputusan tentang alokasi air dan kebijakan tindakan air lainnya
13. Menilai peranan berbagai respons tanaman yang berhubungan dengan air dalam penentuan hasil untuk desain ideotype.

Gambar 1. Diagram pengolahan data aplikasi AquaCrop

AquaCrop memerlukan inputan data iklim (suhu udara, evapotranspirasi referensi dan curah hujan), data tekstur tanah (pasir, liat, lempung dalam %) dan parameter tanaman (inisial, akhir dan tingkat perubahannya dalam % tutupan kanopi (Canopy Cover); inisial, akhir tingkat kedalaman akar; produktivitas air biomassa, indeks panen (harvest index); kondisi manajemen yang khusus seperti tanggal irigasi dan jumlahnya, penaburan benih dan tanggal panen, pemulsaan dan lain-lain)(UNFCCC, 2014).

AquaCrop adalah merupakan adalah revisi dari paper no. 33 FAO, “Yield Respons to Water” (Doorenbos dan Kassam, 1979). AquaCrop berkembang dari persamaan dasar Paper No. 33, dimana hasil panen relatif (Y) kehilangannya sebanding dengan penurunan evapotranspirasi relatif (ET), dengan Ky sebagai faktor proporsional respon hasil. Penjelasan tentang AquaCrop dapat ditemukan pada paper no. 66 FAO  di sini.

Kemajuan AquaCrop daripada pendekatan Ky adalah :

• Membagi ET menjadi evaporasi tanah (E) dan transpirasi tanaman (Tr) untuk menghindari efek gangguan dari penggunaan air konsumtif non produktif
• Memperoleh biomassa (B) dari produk produktivitas air (WP) dan transpirasi kumulatif tanaman
• Mengekspresikan hasil panen (Y) sebagai produk dari B dan Indeks Panen/ Harvest Index (HI)
• Normalisasi Tr dengan Evapotranspirasi Referensi (ETo), membuat hubungan B-Tr dapat dipakai untuk rejim iklim yang berbeda
• Dirunning dengan jangka waktu harian (baik kalendernya atau pertumbuhan Degree Days), untuk lebih realistis menjelaskan sifat dinamis dari efek water stress dan respons tanaman.

AquaCrop didorong oleh air, yang artinya pertumbuhan dan hasil tanaman didorong oleh jumlah air transpirasi (Tr). AquaCrop fokus kepada hubungan dasar antara B dan Tr daripada Y dan ET.

Menurut Steduto et al., (2012) di dalam Paper FAO No. 66 “Crop Yield Respons to Water”, perubahan konsep tersebut mengarah pada persamaan berikut yang merupakan inti dari mesin pertumbuhan AquaCrop :

B=WP.ΣTr

B adalah biomassa yang dihasilkan secara kumulatif (kg per m2), Tr adalah transpirasi tanaman (baik mm atau m3 per satuan permukaan), dengan penjumlahan selama periode waktu di mana biomassa diproduksi, dan WP adalah parameter produktivitas air (baik kg biomassa per m2 dan per mm, atau kg biomassa per m3 air transpirasi).

Hanya sebagian dari biomassa yang dihasilkan dipartisi ke organ yang dipanen untuk memberikan hasil (Y), dan rasio hasil untuk biomassa dikenal sebagai indeks panen (HI), maka:

Y=HI.B

 

Gambar 2. Evolusi AquaCrop dari dua persamaan di atas berdasarkan dua langkah perantara di atas: pemisahan evaporasi tanah (E) dari transpirasi tanaman (Tr) dan pencapaian hasil (Y) dari biomassa (B) dan indeks panen (HI)

Gambar 3. Tampilan menu utama aplikasi AquaCrop

Daftar Pustaka :

Doorenbos, J and Kassam, AH. 1979. Yield Response to Water. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 33. Rome.

FAO. 2013. Software ETo Calculator [internet]. [diunduh 2015 Mei 12]. Rome. Tersedia pada : http://www.fao.org/nr/water/eto.html/.

Heng, L.K, Hsiao T., Evett, S., Howell, T., and Steduto, P. 2009.  Validating the FAO AquaCrop Model for Irrigated and Water Deficient Field Maize. Agronomy Journal. Volume 101, Issue 3.

Steduto P, Hsiao  T, Fereres E, Raes D. 2012. Crop Yield Respons to Water. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 66. Rome.

UNFCCC. 2014. AquaCrop : Compendium on Methods and Tools to Evaluate Impacts of, and Vulnerability and Adaptation to, Climate Change [internet]. [diunduh 2015 Mei 12]. Nairobi. Tersedia pada :  http://unfccc.int/adaptation/nairobi_work_programme/knowledge_resources_and_publications/items/5403.php      

 

Vanuytrecht E, Raes D, Steduto P, Hsiao T, Fereres E, Heng, L.K,  Vila M.G, and Moreno, P. M. 2014. AquaCrop: FAO'S crop water productivity and yield response model. Journal Environmental Modelling & Software. 1 – 10.