Perbandingan Metode Aerodinamik, Bowen Ratio dan Penman-Monteith dalam Penentuan Evapotranspirasi Pertanaman Kelapa Sawit
Comparison of Aerodynamic, Bowen-Ratio, and Penman-Monteith Methods in Estimating Evapotranspiration of Oil Palm Plantation
Tania June 1 * , Ni Wayan Srimani Puspa Dewi 1 , Ana Meijide 2,3
1 Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor Gedung FMIPA Jl. Meranti Wing 19 Lv.4 Kampus IPB Dramaga Bogor 16680
2 Bioclimatology, University of Gottingen
3 Department of Crop Sciences, University of Gottingen
A R T I C L E I N F O Article history: Received 25 October 2017 Received in revised form 25 March 2018 Accepted 20 April 2018
doi: 10.29244/j.agromet.32.1.11-20

## Keywords:
Aerodynamic
Bowen-Ratio
Evapotranspiration
Oil palm
Penman-Monteith A B S T R A C T
Oil palm is one important agricultural commodity that has high economic value. Oil palm productivity  is  significantly  influenced  by  its  water  use  (needs).  Measurement  and estimation of oil palm evapotranspiration is needed for determination of its water needs. Various  methods  are  available  and  this  study  compare  three  methods,  consisting  of aerodynamic,  Bowen-Ratio  and  Penman-Monteith  methods  in  analyzing  water needs/use of oil palms plantation located in PTPN VI Jambi.  Peak of evapotranspiration rate occured in the afternoon around 13.00 and 14.00 local time. Bowen-Ratio method has higher estimation value of evapotranspiration than the other two methods. Ratio between  evapotranspiration  and  global  radiation  of  two  and  ten-years  old  oil  palm plantations  remain  similar,  around  47%.  Penman  Monteith  method  has  the  nearest estimation value to reference method (aerodynamic method) showed by the smallest RMSE value, 0.087 for two years oil palm and 0.157 for ten-years old oil palm.

## PENDAHULUAN
Kelapa sawit merupakan komoditas perkebunan penting  yang  mempunyai  nilai  ekonomis  tinggi  bagi Indonesia  (Obidzinski  et  al.,  2012),  saat  ini  Indonesia merupakan  negara  produsen  dan  eksportir  minyak kelapa sawit terbesar di dunia, diikuti oleh Malaysia dan Thailand (Khairunisa and Novianti, 2017).  Pertumbuhan dan  perkembangan  kelapa  sawit  di  suatu  wilayah sangat  bergantung  pada  beberapa  faktor  pembatas terutama curah hujan (Cock et al., 2016; Hoffmann et al., 2014; Pirker et al., 2016). Kelapa sawit akan tumbuh dan berkembang dengan baik pada wilayah dengan curah hujan  sekitar  1700  –  3000  mm  per  tahun  dengan distribusi  curah  hujan  yang  merata  sepanjang  tahun (Rahutomo et al., 2007). Jika Indonesia mulai memasuki musim  kemarau,  pertumbuhan  dan  perkembangan kelapa  sawit  akan  terganggu  karena  neraca  air  dari pertanaman  kelapa  sawit  menjadi  tidak  seimbang.
* Corresponding author: tania.june@yahoo.com
Ketidakseimbangan  ini  terjadi  karena  pertanaman kelapa sawit mengalami defisit air yang menyebabkan pengurangan  produksi  kanopi  (Hardwick  et  al.,  2015; Meijide et al., 2017) dari pertanaman kelapa sawit yang disebabkan karena terjadinya proses kehilangan air dari tanaman yang disebut dengan evapotranspirasi.
Evapotranspirasi  merupakan  suatu  komponen dari  neraca  air  yang  merupakan  suatu  proses kehilangan  air  dari  suatu  penggunaan  lahan  melalui evaporasi dari  permukaan  tanah  dan  transpirasi  dari permukaan  tanaman.  Beberapa  metode  telah dikembangkan untuk mengetahui besarnya evapotranspirasi dari suatu penggunaan lahan seperti pendugaan  dengan  menggunakan  rumus-rumus empirik (Allen et al., 1989; Feng et al., 2016; Gebler et al.,  2015;  Li  et  al.,  2015;  Shimizu  et  al.,  2015). Pendugaan  evapotranspirasi  penting  untuk  dilakukan agar  dapat  dilakukan  menajemen  air  terutama  untuk menentukan  kebutuhan  air  irigasi  pada  suatu  lahan
sehingga keseimbangan air pada lahan tersebut tidak terganggu.  Pada  penelitian  ini  dilakukan  pendugaan evapotranspirasi pada pertanaman kelapa sawit umur dua tahun di perkebunan kelapa sawit, Desa Pompa Air, Jambi dan kelapa sawit yang berumur sepuluh tahun di PT Perkebunan Nusantara VIII, Kebun Cimulang, Jawa Barat dengan menggunakan tiga metode pendugaan, yaitu  metode  Penman-Monteith,  Aerodinamik  dan Bowen  Ratio.  Terdapat  perbedaan  kebutuhan  data cuaca/iklim  pada  masing-masing  metode  sehingga penting dilakukan perbandingan antar ketiga metode dan  melihat  keeratan  hubungan  antar  metode pendugaan evapotranspirasi.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisis evapotranspirasi  pertanaman  kelapa  sawit  umur  dua tahun  dan  sepuluh  tahun  dan  membandingkan  nilai evapotranspirasi  menggunakan  metode  Aerodinamik, Bowen-Ratio dan Penman-Monteith, serta menentukan atmospheric  driving  force terbesar  terhadap  proses evapotranspirasi pada tanaman kelapa sawit.

## METODE PENELITIAN

## Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Juni 2013 hingga  Maret  2014.  Penelitian  ini  diawali  dengan pembuatan  alat  pengukuran  di  Balai  Penelitian Klimatologi,  Cimanggu,  Bogor  dan  di  Laboratorium Instrumentasi Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas  Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam, Institut  Pertanian  Bogor.  Pengambilan  data  dilakukan di dua lokasi, yaitu di perkebunan  kelapa  sawit, Desa Pompa Air, Jambi dan di PT Perkebunan Nusantara VIII, Kebun Cimulang, Jawa Barat. Pengolahan dan analisis data  pengukuran  dilakukan  di  Laboratorium Agrometeorologi, Departemen Geofisika dan Meteorologi,  Fakultas  Matematika  dan  Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

## Bahan dan Alat
Peralatan yang diperlukan dalam penelitian di PT Perkebunan  Nusantara  VIII,  Kebun  Cimulang,  Jawa Barat  adalah  dua  unit  anemometer,  dua  unit  sensor suhu dan kelembapan, enam sensor suhu tanah untuk dua  kedalaman  serta  data  logger,  tiang  besi,  tali tambang  untuk  menara  pengamatan,  dan  sensor tekanan udara.
Peralatan di lokasi Pompa Air Jambi disediakan oleh  Project  CRC990  yang  bekerjasama  dengan penelitian IPB dan Gottingen University. Peralatan yang dipasang di Jambi adalah pengukur kecepatan angin, suhu udara dan kelembaban udara pada ketinggian 2,4 m, 3,15 m, 4,14 m dan 5,8 m. Alat pengukur arah angin, radiasi  gelombang  panjang  serta  radiasi  gelombang
pendek  pada  ketinggian  6,8  m,  satu  alat  pengukur tekanan udara serta alat pengukur fluks panas tanah di permukaan tanah.
Data  yang  digunakan  adalan:  data  suhu  udara, kelembaban  udara  dan  kecepatan  angin  pada ketinggian 9 m dan 13 m (lokasi penelitian di Cimulang, Jawa Barat) dan ketinggian 2,4 m, 3,15 m dan 5,80 m (lokasi penelitian di Pompa Air, Jambi); data fluks panas tanah  ( ground  heat  flux )  di  lokasi  Pompa  Air,  Jambi; data lama penyinaran matahari untuk lokasi Pompa Air, Jambi; data  tekanan udara di kedua lokasi penelitian; data  radiasi  global  di  lokasi  Pompa  Air,  Jambi.  Letak lintang dan bujur PT Perkebunan Nusantara VIII, Kebun Cimulang, Jawa Barat, Perkebunan Kelapa Sawit, Desa Pompa  Air,  Jambi  serta  stasiun  klimatologi  Muara, Bogor.

## Analisis Data
Evapotranspirasi pertanaman kelapa sawit pada penelitian  ini  diduga  dengan  menggunakan  tiga metode, yaitu metode Penman-Monteith, aerodinamik dan Bowen ratio:

## Metode Penman-Monteith
Metode ini menggunakan prinsip fisika dimana pertukaran  energi  dikaitkan  dengan  evapotranspirasi yang  ditentukan  dengan  Persamaan  (1)  (Allen  et  al., 1998):
      a s a a s p a n r r r ) (e C ) (R + 1 γ + e - ρ + G - = λET (1)
keterangan:
λET :  fluks uap air (MJm -2 hari -1 ), ∆ :  slope kurva tekanan uap (kPa o C -1 ),
R n :  radiasi netto (MJm -2 hari -1 ), G :  kerapatan fluks bahang tanah (MJm -2 hari -1 ), ρ a : massa jenis udara (kgm -3 ),
C p :  kapasitas  panas  spesifik  udara  pada  tekanan konstan (1013x10 -3 MJkg -1o C -1 ), e s : tekanan uap jenuh (kPa), e a : tekanan uap aktual (kPa),
r a : tahanan aerodinamik (sm -1 ), γ :  konstanta psikometrik (kPa o C -1 ), r s :  tahanan kanopi (sm -1 ).
Nilai  tahanan  kanopi  ( r s )  menggunakan  nilai tahanan  kanopi  antara  hutan  dan  tanaman  pertanian dengan  nilai  (125+50)/2  =  87,5  sm -1 (Oke,  2002). Radiasi  netto  ( R n )  ditentukan  dengan  Persamaan  (2) (Allen et al., 1998).
l
Rn - Rn =
Rn s (2)
Dimana Rn s radiasi gelombang pendek (MJ.m -2 .hari -1 ), Rn l radiasi gelombang panjang (MJ m -2 .hari -1 ).
Radiasi  gelombang  pendek  di  lokasi  penelitian PT Perkebunan Nusantara VIII, Kebun Cimulang, Jawa Barat ditentukan dengan Persamaan (3) (June, 2002).
B sin x Sc x τ = Rs (3)
dimana τ adalah atmospheric  transmissivity (0.433) (June, 2002), Sc adalah solar constant fluctuations, dan B adalah cosine of latitude x cosine of declination.
Radiasi  netto  gelombang  pendek  dan gelombang panjang pada perkebunan tanaman kelapa sawit di lokasi penelitian PT Perkebunan Nusantara VIII, Kebun  Cimulang,  Jawa  Barat  ditentukan  dengan Persamaan (4) dan (5) (Allen et al., 1998):
s s α)R - (1 = Rn (4) ) )( e ( a l 0.35 - Rso Rs 1.35 0.14 - 0.34 2 Tmin + Tmax σ = Rn 4 4       (5)
dimana α albedo atau koefisien pantulan radiasi tajuk kelapa  sawit  yang  bernilai  0,75  (Risdiyanto  and Setiawan, 2007), σ konstanta Stefan Boltzam (4.903x10 - 9 MjK -4 m -2 hari -1 ), Tmax suhu absolut maksimum selama 24 jam (K), Tmin suhu absolut minimum selama 24 jam (K), Rs/Rso transmisivitas  gelombang  pendek  yang bernilai 0.443 (June, 2002).
Penentuan  radiasi  gelombang  panjang  untuk lokasi penelitian perkebunan kelapa sawit, Desa Pompa Air,  Jambi  menggunakan  rumus  pada  Persamaan  (6) (Handoko, 1994).
) N n 0 + 1 )( 079e 0 - 56 ( σT = Rnl 0.5 4 .9 0. . 0. (6)
Dimana T suhu udara (K), e tekanan uap aktual (mb), n lama penyinaran (jam), dan N panjang hari (jam). Tahanan  aerodinamik  ditentukan  dengan menggunakan Persamaan (7) (Allen et al., 1998).
      z a u k r 2 2 0 /z d - z ln = (7)
Dimana z tinggi  pengukuran  (m), d perpindahan bidang nol (m), z o panjang kekasapan (m), k konstanta von Karman (0.41), dan u z kecepatan angin (m/s). Nilai d dan z o untuk kedua lokasi penelitian diperoleh dari analisa  profil  angin  dengan  nilai d =  1.9  m  dan z o = 0.0005  m  untuk  lokasi  Desa  Pompa  Air,  Jambi. Sedangkan untuk lokasi Cimulang, Bogor nilai d = 7.98 m dan z o = 0.52 m.

## Metode Aerodinamik
Metode  ini  adalah  metode  pendugaan evapotranspirasi dengan mempertimbangkan stabilitas atmosfer  dan  turbulensi  yang  ditentukan  dengan menggunakan Persamaan (8)-(12) (June, 2018):
  s m a φ φ ] z z [ ) (q u k 2 1 2 1 2 1 2 2 d - d - ln q - u - ρ L = λET       (8)
T - x . L    = 2400 10 50 2 6 (9) a a e . P- e . q    = 378 0 622 0 (10)
100 s a RHe = e
(11)
) . T+ T . ( . = e s 3 237 27 17 exp 1078 6 (12)
Dimana a ρ massa  jenis  udara  (kgm -3 ), u 2 kecepatan angin  pada  ketinggian  5.8  m  (Jambi)  dan  13  m (Cimulang) (ms -1 ), u 1 kecepatan angin pada ketinggian 2.4 m (Jambi) dan 9 m (Cimulang) (ms -1 ), q 2 kelembaban spesifik  pada  ketinggian  5.8  m  (Jambi)  dan  13  m (Cimulang) (kg.kg -1 ), q 1 kelembaban  spesifik  pada ketinggian 2.4 m (Jambi) dan 9 m (Cimulang) (kg.kg -1 ), z 2 ketinggian  alat  pada  5.8  m  (Jambi)  dan  13  m (Cimulang), z 1 ketinggian alat pada 2.4 m (Jambi) dan 9 m (Cimulang), m φ dimensionless wind shear factor, s φ dimensionless scalar gradient factor, L kalor penguapan bahang laten (J.kg -1 ).
Penentuan
kondisi stabilitas atmosfer menggunakan
Richardson  number ( R i )  dengan Persamaan (13) dan (14).
2 1 2 1 2 1 2 1 2 z - u - z - θ - = ] ) (z ) (u [ θ ) (z ) (θ g R a i (13)
z θ =T-Γ d (14)
dimana Ri Richardson number , 𝜃 a suhu potensial rata- rata pada ketinggian acuan za: (z 1 z 2 ) 1/2 , g gaya gravitasi (9.8 ms -2 ), 𝜃 2 suhu potensial rata-rata pada ketinggian 5.8  m  (Jambi)  dan  13  m  (Cimulang)  (K), 𝜃 1 suhu potensial rata-rata pada ketinggian 2.4 m (Jambi) dan 9 m (Cimulang) (K), dan Γ d dry adiabatic lapse rate (- 0.00976  Km -1 ).  Penentuan  faktor  koreksi s m φ φ ditentukan  berdasarkan  hasil  koreksi  dari  stabilitas atmosfer  yang  telah  dihitung  dengan  menggunakan Persamaan (15)-(19).
i R = ζ pada kondisi Ri < 0 (15)
) ( R i i 5R - 1 = ζ pada kondisi 0 < Ri < 0.1 (16) 0.2 = ζ pada kondisi 0.1 < Ri
(17)
φ s =  φ m 2 = (1-15ζ) -1/2 jika Ri < 0 (18)
) ( φ m s 5ζ + 1 = φ =
jika Ri > 0 (19)

## Metode Bowen Ratio
Metode  ini  merupakan  suatu  metode  pendugaan evapotranspirasi  berdasarkan  pada  keseimbangan energi  yang  ditentukan  dengan  menggunakan Persamaan (20) dan (21) (Amarakoon et al., 2000; Foken, 2008).
+β -G R λET= n 1 (20) a de dT β=γ (21)
dimana β nisbah bowen, dT perbedaan suhu antara dua ketinggian ( o C), dan de a perbedaan tekanan uap aktual pada dua ketinggian (kPa).

## Keeratan Hubungan Antar Metode
Perbandingan  antar  model  dilakukan  dengan menghitung  nilai  RMSE  ( Root  Mean  Square  Error, Persamaan  (22))  untuk  menduga  rata-rata  kesalahan (Bennett  et  al.,  2013;  Willmott,  1982).  Metode pendugaan  yang  dijadikan  acuan  adalah  metode aerodinamik  karena  diantara  ketiga  metode,  semua data  yang  diperlukan  dalam  perhitungan  metode aerodinamik menggunakan data pengukuran langsung. Sedangkan  beberapa  data  yang  digunakan  dalam metode Bowen-Ratio dan
Penman-Monteith merupakan  data  estimasi  karena  keterbatasan  data yang tersedia.
N (Pi-Oi)
RMSE =  2 (22)
Pi dan Oi merupakan  nilai  model  dan  observasi evapotranspirasi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Suhu Udara
Profil  suhu  udara  diurnal  wilayah  perkebunan kelapa sawit, Desa Pompa Air, Jambi merupakan profil suhu  pada  ketinggian  2.40  m,  3.15  m  dan  5.80  m. Sedangkan  profil  suhu  di  wilayah  PT  Perkebunan Nusantara VIII, Kebun Cimulang, Jawa Barat merupakan profil  suhu  pada  ketinggian  9  m  dan  13  m.  Secara umum  pada  lapisan  troposfer  suhu  udara  akan menurun dengan meningkatnya ketinggian ( lapse rate ).
Suhu udara maksimum di wilayah Desa Pompa Air terjadi pada pukul 14:00 WIB sebesar 32.13 o C serta suhu minimum sebesar 22.92 o C pada pukul 07:00 WIB. Sedangkan di wilayah Cimulang suhu udara maksimum terjadi pukul 12:00 WIB dengan nilai 31.7 o C dan suhu terendah  sebesar  24.58 o C  pada  pukul  18:00  WIB. Berdasarkan data suhu udara maksimum kedua wilayah penelitian  terlihat  bahwa  suhu  menurun  dengan bertambahnya  ketinggian.  Berdasarkan  teori,  pada siang  hari  kerapatan  udara  dekat  permukaan  lebih tinggi  dibandingkan  lapisan  di  atasnya  dan  lebih banyak  menerima  pantulan  radiasi  dari  permukaan bumi  sehingga  suhu  udara  dekat  permukaan  lebih tinggi daripada lapisan udara di atasnya.

## Kelembapan Udara
Pola  kelembapan  relatif  di  kedua  wilayah penelitian  memiliki  pola  yang  berbanding  terbalik dengan pola suhu udara. Pada siang hari kelembapan relatif  rendah  dan  pada  malam  atau  pagi  hari kelembapan  relatif  tinggi.  Kelembapan  relatif maksimum  di  wilayah  Desa  Pompa  Air  terjadi  pada pukul 07:00 WIB dengan nilai 97.87% serta kelembapan relatif  minimum  terjadi  pukul  14:00  WIB  59.96%. Sedangkan untuk wilayah Cimulang kelembapan relatif maksimum terjadi pada pukul 18:00 WIB dengan nilai 82.82% dan kelembapan relatif minimum terjadi pukul 12:00 WIB dengan nilai 55.86%.

## Kecepatan Angin
Profil  kecepatan  angin  di  wilayah  perkebunan kelapa sawit, Desa Pompa Air di tiga ketinggian dan di Cimulang  di  dua  ketinggian  memiliki  variasi  diurnal yang  hampir  sama.  Kecepatan  angin  maksimum  di wilayah Desa Pompa Air, Jambi terjadi pukul 11:00 WIB dengan  nilai  1.72  ms -1 .  Sedangkan  kecepatan  angin minimum  terjadi  pada  pukul  18:00  WIB  sebesar  0.45 ms -1 . Berdasarkan Gambar 1 terlihat bahwa kecepatan angin  maksimum  di  wilayah  Cimulang  terjadi  pukul 15:00  WIB  dengan  0.80  ms -1 serta  kecepatan  angin minimum pada pukul 07:00 WIB (0.31 m.s -1 ). Kecepatan angin  meningkat  dengan  pertambahan  ketinggian (Gambar  1)  karena  semakin  keatas  gaya  gesekan semakin  kecil  sehingga  kecepatan  angin  lebih  tinggi dibandingkan lapisan dibawahnya.

## Radiasi Global
Radiasi global di wilayah Desa Pompa Air, Jambi dan wilayah Cimulang, Jawa Barat memiliki pola yang hampir sama. Puncak radiasi terjadi pada waktu siang hari  dan  radiasi  minimum  terjadi  pagi  atau  sore  hari. Radiasi  global  pada  Gambar  2  merupakan  radiasi sesaat yang diterima oleh permukaan bumi pada waktu pengamatan.
Gambar 1 Profil kecepatan angin wilayah perkebunan kelapa sawit, Desa Pompa Air dan di PT Perkebunan Nusantara VIII, Kebun Cimulang
Gambar 2 Radiasi global wilayah perkebunan kelapa sawit,
Desa Pompa Air, Jambi dan PT Perkebunan Nusantara VIII, Kebun Cimulang, Jawa Barat
Radiasi  maksimum  di  wilayah  Desa  Pompa  Air, Jambi sebesar 665.96 Wm -2 pada pukul 13:00 WIB serta radiasi minimum terjadi pada pukul 18:00 WIB sebesar 15.62  Wm -2 dan  untuk  wilayah  Cimulang,  Jawa  Barat radiasi maksimum terjadi pada pukul 13:00 WIB sebesar 588.48  Wm -2 serta  radiasi  minimum  sebesar  107.34 Wm -2 terjadi  pukul  07:00  WIB.  Besarnya  radiasi  surya juga dipengaruhi oleh keadaan atmosfer suatu wilayah seperti  penutupan  awan.  Semakin  besar  penutupan awan  pada  suatu  wilayah,  semakin  kecil  radiasi  surya yang diterima oleh permukaan bumi.
Evapotranspirasi Pertanaman Kelapa Sawit
Menggunakan  Metode  Aerodinamik,  Bowen-Ratio dan Penman Monteith
Hasil  pendugaan  evapotranspirasi  pertanaman kelapa  sawit  umur  dua  tahun  dan  sepuluh  tahun menggunakan metode Aerodinamik, Bowen-Ratio dan Penman-Monteith  pada  penelitian  ini  merupakan evapotranspirasi setiap jam (diurnal) pada pukul 07:00 WIB sampai 18:00 WIB. Nilai evapotranspirasi diurnal ini merupakan  rata-rata  dari  nilai  evapotranspirasi  pada jam  yang  sama  selama  periode  pengukuran. Evapotranspirasi  pada  malam  hari  pada  penelitian  ini diabaikan  karena  tidak  ada  radiasi  matahari  pada malam hari sehingga ketersediaan energi rendah dan evapotranspirasi diasumsikan nol (Sumner and Jacobs, 2005). Untuk lokasi penelitian di Desa Pompa Air, Jambi, terdapat  dua  hasil  pendugaan  evapotranspirasi,  yaitu evapotranspirasi  yang  hanya  menggunakan  data kecepatan  angin  yang  berasal  dari  arah  Barat (memenuhi  persyaratan fecth )  dan  data  yang kecepatan anginnya berasal dari semua arah. Namun, untuk  analisis  lebih  lanjut  digunakan  hasil  yang mengikuti  persyaratan fetch agar  diperoleh  hasil pedugaan  evapotranspirasi  kelapa  sawit  yang  tidak dipengaruhi oleh faktor hutan yang berada di  sekitar perkebunan kelapa sawit di Desa Pompa Air, Jambi.
Ketiga  metode  pendugaan  evapotranspirasi menunjukkan  pola  evapotranspirasi  harian  yang hampir  sama  dari  masing-masing  periode  waktu. Waktu puncak terjadinya evapotranspirasi sekitar pukul 12:00  WIB  sampai  pukul  13:00  WIB.  Fenomena  ini hampir sama dengan penelitian yang dilakukan oleh (Li et  al.,  2008),  yang  memperoleh  evapotranspirasi maksimum pada pukul 13.00 WS dan 14.00 WS pada setiap  fase  tanaman.  Menurut  (Rakhecha  and  Singh, 2009), penguapan sangat bergantung dari ketersediaan  energi  panas  yang  sumber  utamanya adalah matahari (Gambar 3a-e).
Tabel 1 Nilai evapotranspirasi harian, bulanan dan tahunan pertanaman kelapa sawit di Desa Pompa Air, Jambi dan Cimulang, Jawa Barat
Gambar 3 Evapotranspirasi pertanaman kelapa sawit: (a) umur dua tahun Desa Pompa Air, Jambi (tanpa mempertimbangkan persyaratan fetch), (b) sawit umur dua tahun Desa Pompa Air, Jambi (dengan mempertimbangkan persyaratan fetch), (c) sawit umur sepuluh tahun di PT Perkebunan Nusantara VIII, Kebun Cimulang, Jawa Barat (dengan mempertimbangkan persyaratan fetch). Tanaman kelapa sawit pada umur dua tahun di Desa Pompa Air (d), dan sawit umur sepuluh tahun di PT Perkebunan Nusantara VIII (e)
Hasil  pendugaan  dengan  menggunakan  tiga metode  menunjukkan  bahwa  metode  Bowen-Ratio cenderung  menunjukkan  nilai  evapotranspirasi  yang lebih  tinggi  daripada  metode  Penman-Monteith  dan aerodinamik  pada  kedua  umur  pertanaman  kelapa sawit (lihat nilai akumulasi pada Tabel 1) karena pada metode ini diasumsikan tidak ada adveksi energi secara horizontal.  Selain  itu  metode  ini  didasarkan  pada keseimbangan  energi  tertutup  sehingga  nilai  storage atau simpanan energi diabaikan (Foken, 2008).
Tabel  2  menunjukkan  bahwa  persentase  ET/Rs kedua umur tanaman kelapa sawit memiliki nilai yang sama, 47 %.  Menurut Allen et al. (1998), jika tanaman masih kecil, kehilangan air cenderung lebih besar dari permukaan  tanah.  Sedangkan,  jika  suatu  kanopi tanaman  telah  menutupi  permukaan  tanah,  maka transpirasi merupakan proses utama. Berdasarkan teori ini  bisa  dikatakan  bahwa  saat  tanaman  kelapa  sawit masih kecil, evapotranspirasi dominan dari penguapan permukaan  tanah  karena  hanya  sebagian  kecil
permukaan tanah yang tertutupi kanopi kelapa sawit. Sedangkan  setelah  kelapa  sawit  dewasa,  kanopi tanaman kelapa sawit hampir menutupi semua bagian permukaan tanah sehingga evapotranspirasi dominan dari  transpirasi  tanaman  kelapa  sawit.  Untuk  wilayah Jambi, Meijide at al. (2017) menemukan bahwa untuk tanaman  dewasa  energi  yamg  digunakan  untuk evapotranspirasi adalah 78 % dari Rn pada siang hari, disebabkan  karena  suhu  udara  dan  VPD  yang  lebih tinggi di Jambi.
Tabel 2 Persentase penggunaan radiasi global untuk evapotranspirasi

## Atmospheric  Driving  Forces Evapotranspirasi Pertanaman Kelapa Sawit
Evapotranspirasi  dipengaruhi  oleh  beberapa faktor  cuaca/iklim  seperti  suhu  udara,  kelembaban relatif,  radiasi  matahari  dan  kecepatan  angin.  Faktor cuaca/iklim  yang  mendorong  proses  evapotranspirasi ( atmospheric driving forces ) pertanaman kelapa sawit umur  dua  tahun  dan  sepuluh  tahun  ditentukan berdasarkan  nilai  korelasi  antara  parameter  cuaca dengan  nilai  rerata  hasil  pendugaan  evapotranspirasi dari metode Aerodinamik, Bowen-Ratio dan Penman- Monteith.
Tabel  3  menunjukkan  nilai  korelasi  antara parameter  cuaca  dengan  nilai  evapotranspirasi pertanaman kelapa sawit umur dua tahun dan sepuluh tahun.  Terlihat  bahwa  gradien  suhu  udara  memiliki korelasi  yang  paling  tinggi  dengan  evapotranspirasi pertanaman kelapa sawit umur dua tahun, sedangkan pada  pertanaman  kelapa  sawit  umur  sepuluh  tahun korelasi yang paling kuat ditunjukkan oleh hubungan radiasi  global  dengan  evapotranspirasi.  Nilai  evapo- transpirasi sangat dipengaruhi oleh energi panas yang dominan  berasal  dari  radiasi  surya  sehingga  radiasi surya sangat mempengaruhi besarnya evapotranspirasi suatu lahan. Apabila suhu udara meningkat, maka nilai evapotranspirasi  akan  meningkat  sedangkan  jika kelembaban  relatif  meningkat  maka  evapotranspirasi menurun.
Tabel 3 Nilai korelasi hubungan parameter cuaca dengan nilai evapotranspirasi
Kecepatan  angin,  gradien  kelembaban  udara antar  ketinggian dan radiasi global pada pertanaman kelapa sawit umur dua tahun di lokasi penelitian Desa Pompa Air, Jambi juga menunjukkan korelasi yang kuat dengan  evapotranspirasi.  Angin  merupakan  faktor penggerak  uap  air  atau  berperan  dalam  pemindahan uap air. Kecepatan angin yang tinggi di atas permukaan akan mengakibatkan penguapan meningkat (Rakhecha and  Singh,  2009).  Kelembapan  relatif  yang  tinggi menunjukkan  kapasitas  udara  untuk  menyimpan  uap air  kecil  sehingga  penguapan  dari  suatu  permukaan lahan  kecil  (Rakhecha  and  Singh,  2009).  Namun,  hal yang  berbeda  terjadi  pada  pertanaman  kelapa  sawit umur sepuluh tahun di lokasi penelitian Cimulang, Jawa Barat.  Kecepatan  angin  memiliki  korelasi  yang  lemah dengan evapotranspirasi yang ditunjukkan dengan nilai
korelasi  yang  kecil  karena  anemometer  pada ketinggian 9 m masih berada pada roughness sublayer dan belum memasuki inertial sublayer sehingga masih dipengaruhi  oleh  struktur  kanopi  pertanaman  kelapa sawit. Selain itu, rendahnya nilai korelasi antara unsur- unsur  cuaca  dengan  nilai  evapotranspirasi  bisa disebabkan  oleh  kurang  cermatnya  pengamatan (Manik et al., 2012).

## Keeratan  Hubungan  antara  Metode  Aerodinamik, Metode  Bowen-Ratio  dan  Metode  Penman- Monteith
Metode  Aerodinamik,  Bowen-Ratio  dan Penman-Monteith  dibandingkan  dengan  melihat korelasi dan Root Mean Square Error . (Willmott, 1982) merekomendasikan  RMSE  untuk  menduga  rata-rata kesalahan. Metode pendugaan evapotranspirasi acuan yang  digunakan  dalam  peneltian  ini  adalah  metode aerodinamik. Metode aerodinamik digunakan sebagai acuan  karena  semua  data  yang  digunakan  dalam perhitungannya merupakan data pengukuran langsung di lapangan.
Tabel 4 Nilai  RMSE  perbandingan  antar  model  pendugaan evapotranspirasi pada kelapa sawit umur 2 dan 10 tahun
Acuan dan Model RMSE 2 tahun 10 tahun Aerodinamik dan Bowen-Ratio 0.229 0.360 Aerodinamik dan Penman- Monteith 0.087 0.157
Berdasarkan  RMSE  antar  metode  pendugaan evapotranspirasi diperoleh nilai RMSE terendah antara metode  aerodinamik  dengan  metode  Penman- Monteith pada kedua umur pertanaman kelapa sawit (Tabel  4).    Semakin  rendah  nilai  RMSE  menunjukkan semakin  baiknya  keeratan  antara  dua  metode  yang dibandingkan  atau  makin  baiknya  kesesuaian  antara dua  nilai  rata-rata  yang  dibandingkan  (Manik  et  al., 2012).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  metode  Penman- Monteith  merupakan  metode  yang  nilai  estimasinya paling  mendekati  nilai  evapotranspirasi  acuan (aerodinamik) daripada metode Bowen-Ratio. Selain itu berdasarkan grafik garis 1:1 (Gambar 10) menunjukkan bahwa  nilai  estimasi  menggunakan  metode  Penman- Monteith  dan  Bowen-Ratio  cenderung  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  metode  acuan  (aerodinamik) dengan perbedaan nilai yang lebih tinggi ditunjukkan oleh  garis  1:1  antara  metode  aerodinamik  dengan Bowen-ratio pada pertanaman kelapa sawit umur dua tahun dan sepuluh tahun.
Gambar 10 Grafik Garis 1:1 Evapotranspiasi Metode: (a) Penman-Monteith dengan Aerodinamik (Jambi); (b) Bowen-Ratio dengan Aerodinamik  (Jambi);  (c)  Penman-Monteith  dengan  Aerodinamik  (Cimulang);  dan  (d)  Bowen-Ratio  dengan Aerodinamik (Cimulang).

## KESIMPULAN
Pendugaan  evapotranspirasi  dengan  meng- gunakan metode Aerodinamik, Penman-Monteith dan Bowen-Ratio  memiliki  variasi  pola  diurnal  yang  sama pada  kedua  umur  pertanaman  kelapa  sawit.  Puncak evapotranspirasi  terjadi  pada  siang  hari,  sekitar  jam 13.00-14.00 WIB dan evapotranspirasi terendah terjadi pada pagi dan sore hari. Metode Bowen-Ratio memiliki nilai  pendugaan  yang  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  metode  aerodinamik  dan  metode  Penman- Monteith.  Nilai  evapotranspirasi  harian  pertanaman kelapa  sawit  umur  dua  tahun  sebesar  3.2  mm/hari (aerodinamik),  5.6  mm/hari  (Bowen-Ratio)  dan  4.0 mm/hari  (Penman-Monteith).  Sedangkan  pada pertanaman  kelapa  sawit  umur  sepuluh  tahun  nilai evapotranspirasi  sebesar  5.1  mm/hari  (aerodinamik), 8.9 mm/hari (Bowen-Ratio) dan 5.5 mm/hari (Penman- Monteith). Atmosperic Driving Force terbesar terhadap proses  evapotranspirasi  ada  dua  umur  tanaman  ini adalah  gradien  suhu  dan  radiasi  global.    Hasil pendugaan  metode  Penman-Monteith  memiliki  nilai pendugaan  yang  paling  mendekati  metode  acuan (aerodinamik)  yang  ditunjukkan  dengan  nilai  RMSE yang  paling  kecil  sebesar  0.087  pada  pertanaman
kelapa  sawit  umur  dua  tahun  dan  0.157  pada pertanaman kelapa sawit umur sepuluh tahun.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian  ini  memperoleh  dana  ABS  2014  dan menggunakan  fasilitas  dari Collaborative  Research Centre (CRC) 990: EFForTS (Sumatra, Indonesia).

## DAFTAR PUSTAKA
Allen, R.G., Jensen, M.E., Wright, J.L., Burman, R.D., 1989.
Operational Estimates of Reference Evapotranspiration.  Agronomy  Journal  81, 650–662.
https://doi.org/10.2134/agronj1989.00021962 008100040019x
Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., Smith, M., 1998. Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements - FAO Irrigation and drainage paper 56.
Amarakoon, D., Chen, A., McLean, P., 2000. Estimating daytime latent heat flux and evapotranspiration in Jamaica. Agricultural and Forest Meteorology 102, 113–124. https://doi.org/10.1016/S0168- 1923(00)00105-2
Bennett,  N.D.,  Croke,  B.F.W.,  Guariso,  G.,  Guillaume, J.H.A.,  Hamilton,  S.H.,  Jakeman,  A.J.,  Marsili- Libelli, S., Newham, L.T.H., Norton, J.P., Perrin, C., Pierce, S.A., Robson, B., Seppelt, R., Voinov, A.A.,  Fath,  B.D.,  Andreassian,  V.,  2013. Characterising  performance  of  environmental models. Environmental Modelling  & Software
40, 1–20. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2012.09.011 Cock, J., Kam, S.P., Cook, S., Donough, C., Lim, Y.L., Jines-
Leon,  A.,  Lim,  C.H.,  Primananda,  S.,  Yen,  B.T., Mohanaraj, S.N., Samosir, Y.M.S., Oberthür, T., 2016.  Learning  from  commercial  crop performance:  Oil  palm  yield  response  to management  under  well-defined  growing conditions.  Agricultural  Systems  149,  99–111. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2016.09.002
Feng,  Y.,  Cui,  N.,  Zhao,  L.,  Hu,  X.,  Gong,  D.,  2016. Comparison  of  ELM,  GANN,  WNN  and empirical  models  for  estimating  reference evapotranspiration  in  humid  region  of Southwest  China.  Journal  of  Hydrology  536, 376–383. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2016.02.053
Foken,  T.,  2008.  Micrometeorology.  Springer,  Berlin,
Heidelberg.
Gebler, S., Hendricks Franssen, H.-J., Pütz, T., Post, H., Schmidt,  M.,  Vereecken,  H.,  2015.  Actual evapotranspiration and precipitation measured by  lysimeters:  a  comparison  with  eddy covariance and tipping bucket. Hydrology and Earth  System  Sciences  19,  2145–2161. https://doi.org/10.5194/hess-19-2145-2015
Handoko, 1994. Dasar Penyusunan dan Aplikasi Model Simulasi  Komputer  untuk  Pertanian.  Jurusan Geofisika dan Meteorologi, FMIPA-IPB, Bogor.
Hardwick, S.R., Toumi, R., Pfeifer, M., Turner, E.C., Nilus, R., Ewers, R.M., 2015. The relationship between leaf  area  index  and  microclimate  in  tropical forest  and  oil  palm  plantation:  Forest disturbance  drives  changes  in  microclimate. Agricultural and Forest Meteorology 201, 187– 195. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2014.11.01
0
Hoffmann,  M.P.,  Castaneda  Vera,  A.,  van  Wijk,  M.T., Giller,  K.E.,  Oberthür,  T.,  Donough,  C., Whitbread,  A.M.,  2014.  Simulating  potential growth and yield of oil palm (Elaeis guineensis) with  PALMSIM:  Model  description,  evaluation and application. Agricultural Systems 131, 1–10. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2014.07.006
June,  T.,  2018.  Modul  Praktikum  Mikrometeorologi: Pengukuran  Profil  Iklim  Mikro,  Fluks
Momentum,  Fluks  Bahang  dan  Fluks  Uap  Air dari Permukaan Kanopi Tanaman. IPB, Bogor. June, T., 2002. Environment effects on photosynthesis of C3 plants: scaling up from electron transport to the canopy (Study case: Glycine max. L. Merr) (PhD Thesis). The Australian National University, Canberra.
Khairunisa,  G.,  Novianti,  T.,  2017.  Daya  saing  minyak sawit dan dampak renewable energy directive (RED) Uni Eropa terhadap ekspor Indonesia di pasar Uni Eropa. Jurnal Agribisnis Indonesia 5, 103–116.
Li, S., Kang, S., Li, F., Zhang, L., 2008. Evapotranspiration and  crop  coefficient  of  spring  maize  with plastic  mulch  using  eddy  covariance  in northwest China. Agricultural Water Management 95, 1214–1222. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2008.04.014
Li, S., Zhang, L., Kang, S., Tong, L., Du, T., Hao, X., Zhao, P.,  2015.  Comparison  of  several  surface resistance  models  for  estimating  crop evapotranspiration  over  the  entire  growing season in arid regions. Agricultural and Forest Meteorology 208, 1–15. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2015.04.00 2
Manik,  T.,  Rosadi,  R.,  Karyanto,  A.,  2012.  Evaluasi Metode  Penman-Monteith  dalam  Menduga Laju Evapotranspirasi Standar (ET0) di Dataran Rendah  Propinsi  Lampung,  Indonesi.  JTEP Jurnal Keteknikan Pertanian 26, 121–128.
Meijide,  A.,  Röll,  A.,  Fan,  Y.,  Herbst,  M.,  Niu,  F., Tiedemann, F., June,  T., Rauf, A., Hölscher,  D., Knohl, A., 2017. Controls of water and energy fluxes  in  oil  palm  plantations:  Environmental variables  and  oil  palm  age.  Agricultural  and Forest Meteorology 239, 71–85. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2017.02.03 4
Obidzinski, K., Andriani, R., Komarudin, H., Andrianto, A., 2012. Environmental and Social Impacts of Oil Palm  Plantations  and  their  Implications  for Biofuel  Production  in  Indonesia.  Ecology  and Society 17.
Oke, T., 2002. Boundary Layer Climates, Second Edition, 2nd ed. Taylor and Francis Group.
Pirker, J., Mosnier, A., Kraxner, F., Havlík, P., Obersteiner, M.,  2016.  What  are  the  limits  to  oil  palm expansion?  Global  Environmental  Change  40, 73–81. https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2016.06.0 07
Rahutomo, S., Siregar, H., Sutarta, E., 2007. Irigasi pada perkebunan  kelapa  sawit:  sebuah  tinjauan. Warta PPKS 15, 7–18. Rakhecha, P., Singh, V., 2009. Applied
Hydrometeorology. Springer, India.
Risdiyanto, I., Setiawan, R., 2007. Metode neraca energi untuk  perhitungan  indeks  luas  daun menggunakan data citra satelit multispektral. J. Agromet Indonesia 21, 27–38.
Shimizu, T., Kumagai, T., Kobayashi, M., Tamai, K., Iida, S., Kabeya, N., Ikawa, R., Tateishi, M., Miyazawa, Y.,  Shimizu,  A.,  2015.  Estimation  of  annual forest  evapotranspiration  from  a  coniferous plantation watershed in Japan (2): Comparison of eddy covariance, water budget and sap-flow
plus  interception  loss.  Journal  of  Hydrology 522,
250–264. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2014.12.021 Sumner,  D.M.,  Jacobs,  J.M.,  2005.  Utility  of  Penman– Monteith, Priestley–Taylor, reference evapotranspiration,  and  pan  evaporation methods to estimate pasture evapotranspiration. Journal of Hydrology 308,
81–104. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2004.10.023 Willmott, C.J., 1982. Some Comments on the Evaluation of Model Performance. Bull. Amer. Meteor. Soc. 63,  1309–1313.  https://doi.org/10.1175/1520- 0477(1982)063<1309:SCOTEO>2.0.CO;2