Iklim mikro merupakan kondisi iklim pada suatu ruang yang sangat terbatas, tetapi komponen iklim ini penting artinya bagi kehidupan tumbuhan, hewan dan manusia. Hal karena kondisi iklim pada skala mikro ini yang akan berkontak langsung dan mempengaruhi secara langsung makhluk hidup tersebut.

Iklim sangat berpengaruh terhadap manusia terutama dalam hal motivasi, dinamika kerja, pemilihan jenis komoditas dan penerapan teknologi dalam usahatani. Akan tetapi, keterbatasan manusia sangat terbatas dalam mempengaruhi iklim, hanyalah terbatas pada iklim mikro. Berbagai usaha manusia untuk mempengaruhi iklim mikro melalui berbagai cara modifikasi. Modifikasi iklim mikro adalah upaya untuk menciptakan lingkungan yang sesuai dengan kebutuhan tanaman di sekitar tempat tumbuhnya.


Gambar 1. Mekanisme pengendalian produksi pertanian oleh cuaca dan iklim (Natsir, 1998)

Gambar 1 menjelaskan diagram adanya hubungan saling terkait dan rumit antara komponen iklim, tanah, tanaman, ternak, hama penyakit dan manusia. Manusia berperan sebagai pengelola untuk menghasilkan produk pertanian yang mempunyai kuantitas dan kualitas tinggi. Cuaca dan iklim masih mempengaruhi hasil panen suatu komoditas yang proses pasca panennya secara alamiah (misalnya : dengan penjemuran, penganginan dan lain-lain). Cuaca dan iklim  mempengaruhi langsung tanah, tanaman, ternak, hama penyakit, hasil panen dan manusia. Sebaliknya, kemampuan manusia untuk dapat mempengaruhi iklim sangat terbatas.

Pengelolaan cuaca/iklim untuk skala mikro

Pengelolaan cuaca/iklim dapat dilakukan tetapi tidak mudah. Cuaca/Iklim dapat dikelola dengan batasan tertentu agar ketergantungan usaha pertanian dapat berkurang. Ada 4 gatra yang penting harus diperhatikan. 

1. Penyesuaian

Usaha pertanian yang dilakukan harus sesuai dengan keadaan iklim di suatu tempat. Karakteristik iklim suatu tanaman harus diketahui dengan tanaman yang sesuai. Dengan penyesuaian mempunyai keuntungan dengan biaya produksi yang lebih rendah karena keberhasilan penanaman diserahkan kepada alam. Kekurangannya adanya risiko yang dapat terjadi, sulit untuk diketahui sebelumnya dan sukar untuk dihindari, termasuk juga keadaan ekstrem. Penyesuaian secara rerata kejadian atmosfer pada berbagai unsur cuaca/iklim di lapangan. Pemanfaatan aspek penyesuaian untuk tanaman tertentu dapat memberikan hasil yang baik. Misalnya tanaman perkebunan seperti halnya kelapa sawit dan karet. Penyesuaian sering tidak diarahkan mendapatkan seluruh unsur-unsur cuaca/iklim cocok, tetapi cukup unsur tertentu saja yang dianggap penting. Contohnya curah hujan saja atau dapat disertai suhu udara.

2. Prakiraan

Pengelolaan cuaca/iklim hendaknya memperhatikan aspek prakiraan, yang dibedakan atas prakiraan jangka pendek dan jangka panjang. Prakiraan jangka pendek maksudnya prakiraan cuaca dalam waktu pendek 24 jam. Informasi cuaca perlu diketahui untuk kegiatan pemupukan, pemberantasan hama penyakit dengan pestisida dan lain-lain. Prakiraan jangka panjang atau prakiraan iklim adalah sarana menentukan strategi usaha pertanian yang tepat. Prakiraan jangka panjang misalnya menduga kapan musim hujan/kemarau mulai dan lain sebagainya. Kegiatan yang berhubungan misalnya kapan menyebar benih, memindah bibit dan lain-lain. Hasil prakiraan yang baik akan mengurangi risiko kegagalan dan lebih baik dilakukan dengan aspek penyesuaian. Prakiraan yang baik dapat mengantisipasi penyimpangan dan kejadian ekstrem di masa akan datang. Prakiraan cuaca akan sangat efektif dan membantu karena skalanya yang pendek, sedangkan prakiraan iklim jangka panjang perlu juga verifikasi dan perbaikan metode yang terbaik dipergunakan di daerah setempat.

3. Modifikasi

Perlunya dilakukan perubahan/ modifikasi sedikit demi sedikit agar dapat mendekati kebutuhan tanaman di lapangan. Misalnya hendak menanam suatu tanaman dilihat dari suhu dan curah hujan memungkinkan, tetapi radiasi mataharinya berlebihan, maka dapat dilakukan modifikasi iklim mikro di lapangan untuk mengurangi cahaya matahari melalui naungan. Modifikasi memungkinkan pengembang memperluas wilayah dengan tanaman yang sudah cocok. Modifikasi dapat terjadi dengan skala yang lebih besar, misalnya melalui stimulasi agar terjadi hujan. Contoh lainnya menurunkan suhu tanah atau menahannya agar evaporasinya kecil melalui memberikan mulsa pada tanah. Modifikasi dapat dimanfaatkan dengan merubah pada batasan tertentu agar unsur cuaca dapat mendekati sesuai bagi tanaman. 

4. Substitusi 

Kegiatan substitusi dengan menggantikan/ menambahkan ketersediaan unsur yang terbatas atau tidak ada. Misalnya pengaturan curah hujan, terdapat wilayah yang kelebihan hujan dan wilayah lainnya yang kekurangan hujan. Fungsi hujan dapat digantikan dengan kegiatan irigasi yang airnya diambil dari wilayah lain yang berlebih airnya. Substitusi dapat berhasil menunjang usaha tani karena risiko yang terjadi karena kekurangan suatu unsur cuaca/iklim dapat diatasi. Substitusi berguna agar mendapatkan kepastian hasil saat unsur tersebut terbatas atau tidak ada.

Tindakan dalam modifikasi iklim mikro

Tindakan yang dapat ditempuh oleh manusia untuk melakukan modifikasi iklim mikro dapat melalui beberapa pendekatan :

  1. Modifikasi penerimaan radiasi surya yang diterima oleh tanaman. Misalnya : penggunaan naungan jaringan, penggunaan rumah plastik, penanaman pohon naungan dan penanaman di dalam rumah kaca
  2. Modifikasi penerimaan hidrologi. Berhubungan dengan pengaturan air yang diterima oleh tanaman. Misalnya : pembuatan sistem irigasi dan drainase.
  3. Modifikasi melalui konservasi tanah. Misalnya : penggunaan mulsa, lembar plastik, jerami dan bahan tertentu di permukaan tanah.
Perencanaan pertanian dalam jangka panjang harus memperhatikan penerapan klimatologi pertanian. Klimatologi pertanian menunjukkan keterlibatan lingkungan terhadap makhluk hidup (tanaman, ternak dan ikan) yang dibudidayakan. Pengaruh dalam jangka pendek disebut cuaca, sedangkan pengaruh dalam jangka panjang dinamakan iklim. 

Gambar 2. Ilustrasi penyiraman tanaman

Praktik langsung modifikasi iklim mikro

Berbagai praktik langsung modifikasi iklim mikro di lapangan antara lain :

1. Modifikasi suhu

Modifikasi suhu di lahan pertanian merujuk pada upaya untuk mengendalikan atau memperbaiki temperatur tanah secara langsung atau melalui teknik yang bersifat alami atau teknologi. Berbagai upaya meminimalisir risiko dan mendorong pertumbuhan tanaman yang lebih baik, terutama saat temperatur tanah melewati batas toleransi tanaman.

Termasuk dalam peredam suhu yang baik adalah isolator panas dan air. Serasah tanaman dapat digunakan sebagai isolator di permukaan tanah (disebut sebagai mulsa). Air mempunyai kapasitas panas yang cukup tinggi dalam memodifikasi suhu. Mulsa plastik juga sebagai alternatif dapat mengurangi evaporasi dan mengendalikan temperatur tanah. Akan tetapi, kelemahan mulsa plastik tidak dapat mempengaruhi struktur dan tekstur tanah. Maka penggunaan mulsa organik ditutup dengan mulsa akan lebih bermanfaat sehingga menciptakan suhu yang lebih nyaman untuk tanaman.

2. Modifikasi radiasi surya

Tanaman tidak akan dapat tumbuh optimal tanpa adanya perlindungan cahaya matahari (lindungan). Cara yang paling mudah melalui membuat sistem pertanaman tumpang sari antara dua macam tanaman. Tanaman yang dibuat tumpang sari adalah tanaman yang saling menguntungkan dan tidak bersaing dalam hal kebutuhan nutrisi dan cahaya matahari. Tumpang sari diharapkan dapat meningkatkan produktivitas lahan dan mengurangi risiko serangan hama dan penyakit tanaman.



Gambar 3. Pertanaman tumpang sari (Saleh et al., 2020)

Pola tumpangsari dikembangkan agar tidak terjadi persaingan penggunaaan lahan antara komoditas Dengan sistem tumpangsari diharapkan akan menambah populasi tanaman tersebut. Pola tumpangsari misalnya dapat dilakukan pada musim kemarau (MK I atau MK II). Ada beberapa rekomendasi pola tanam pada akhir musim hujan di lahan sawah.

Modifikasi penyinaran dapat juga menggunakan plastik UV, yang dapat digunakan untuk mengurangi radiasi sinar matahari. Pemakaian plastik UV untuk memodifikasi radiasi secara fisik.

3. Modifikasi kelembapan

Pengaturan jarak tanaman dan sistem pemangkasan akan mampu mengatur kelembapan di sekitar tanaman. Apabila kelembapan terlalu kering dapat menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat, tetapi sebaliknya saat kelembapan terlalu basah dapat menyebabkan perkembangan populasi hama penyakit tanaman yang dapat merugikan tanaman. Apabila udara terlalu kering dapat dibantu menggunakan penyemprotan. Kelembapan dapat diatur melalui teknik irigasi yang tepat, misalnya : drip irrigation atau sprinkler irrigation. Teknik modifikasi cuaca juga dapat digunakan untuk mengendalikan kelembapan di sekitar tanaman.


Gambar 4. Teknik irigation metode drip irrrigation
Sumber : https://agri-route.com/

Modifikasi kelembapan dapat melalui rumah kaca yang di dalamnya menggunakan kipas angin agar selalu lembap. Sirkulasi udara agar dapat menggantikan udara jenuh uap air dengan udara kering yang dilakukan dengan adanya proses hembusan angin.  Penggunaan mulsa penutup tanah, sebagai penahan proses penguapan. Keadaan tanah tetap lembap walaupun keadaan udara di atasnya kering, sehingga kegiatan evapotranspirasi berjalan optimal.

4. Modifikasi curah hujan

Teknologi dan prinsip yang dapat digunakan untuk modifikasi curah hujan pada tanaman. Secara alami tanaman mendapatkan suplai air melalui curah hujan, tetapi hujan tidak terjadi setiap harinya. Tanaman mempunyai kebutuhan air yang beragam dengan hujan alami yang sering tak sesuai dengan jenis tanaman. Apabila orang menginginkan tanaman subur, maka diperlukan kegiatan penyiraman. Penyiraman dapat dilakukan satu atau dua kali sehari. Apabila menggunakan tenaga manusia tidak efektif, maka dikembangkan penyiraman yang otomatis atau penyiraman secara irigasi tetes dan curah. Dalam skala yang luas dapat dilakukan melalui Teknologi Modifikasi Cuaca (TMC). 

Menurut Seto et al., 2014, TMC dilakukan dengan meniru proses di dalam awan melalui penyemaian awan (cloud seeding). Sejumlah partikel higroskopik dari dalam pesawat sengaja ditambahkan langsung ke dalam awan agar proses pengumpulan butiran tetes air awan berjalan. Pelepasannya bisa dilakukan di bawah dasar awan atau langsung ke dalam awan, dilakukan pada daerah up draft. Penyemaian inti kondensasi agar pembesaran tetes secara lebih awal menyebabkan hujan turun lebih cepat dari awan dan proses lebih efektif. Awan yang dijadikan obyek penyemaian adalah jenis awan Cumulus (Cu) yang berpotensi menjadi hujan. 


Gambar 5. Teknologi Modifikasi Cuaca (TMC)


5. Modifikasi angin

Angin merupakan besaran dengan arah dan kecepatan yang dapat membantu dalam berbagai proses tanaman, misalnya : penyerbukan, pertukaran CO₂ dan O₂ serta pemindahan udara yang jenuh. Modifikasi angin sekitar tanaman dapat mempengaruhi iklim mikro, pertumbuhan dan hasil tanaman. Angin dapat mempengaruhi temperatur, kelembaban udara, dan evaporasi di sekitar tanaman. Cara paling efektif untuk mengurangi kecepatan angin melalui pematah angin (windbreak). Pematah angin adalah teknologi membarier tanaman dengan jenis tanaman yang kuat, digunakan untuk mereduksi dan mendorong angin. Windbreak umumnya terbuat dari pohon dan tumbuhan, namun bisa juga berupa parit, batu bata atau material lainnya. 


Gambar 6. Ilustrasi pematah angin (windbreak)


Sumber :

Web :

https://agri-route.com/blogs/news/micro-irrigation-vs-drip-irrigation-understanding-the-differences

Jurnal :

Saleh TW,  Sumarno J, Rouf AA. 2020. Land Optimization through Intercropping of Rice and Maize: Effect of Varietal Combinations on Productivity. Jurnal Penelitian Tanaman Pangan. 20(2):105-111.

Seto TH, Harsoyo B, Widodo FH. 2014. Teknologi Modifikasi Cuaca untuk Mendukung Ketahanan Pangan di Indonesia -Sebuah Usulan-. Jurnal Sains & Teknologi Modifikasi Cuaca 15(1): 23-31.

Buku :

Natsir AA. 1998. Klimatologi Pertanian. dalam Kapita Selekta Agroklimatologi. Jurusan Geofisika dan Meteorologi. Fakultas MIPA. Institut Pertanian Bogor.

Rusmayadi G. 2019. Mikroklimatologi di Era Perubahan Iklim Global. IRDH Center. Malang.

Suharsono H. 1998. Modifikasi Cuaca dan Iklim dalam Menanggulangi Masalah dalam Pertanian. dalam Kapita Selekta Agroklimatologi. Jurusan Geofisika dan Meteorologi. Fakultas MIPA. Institut Pertanian Bogor.

Wisnubroto S. 1998. Meteorologi Pertanian Indonesia. Mitra Gama Widya. Yogyakarta.