Hemat Air dengan Sistem Irigasi AWD & IOT

Di Indonesia tanaman padi merupakan tanaman terpenting dimana menghasilkan beras yang menjadi makanan pokok masyarakat Indonesia. Menurut Marwanti (2022) produktivitas padi nasional rata-rata mencapai 54,42 ton/hektar pada tahun 2021. Produktivitas padi menurut Maman (2021) didominasi oleh padi sawah yang luasnya 95% dan padi ladang atau padi lahan kering 5%. Hal tersebut menjadi salah satu faktor yang menyebabkan permasalahan terkait sumber daya air dimana kebutuhan air terus meningkat dan petani sebagian besar masih menggunakan sistem irigasi konvensional atau penggenangan terus-menerus yang boros air. 

Selain itu petani juga masih memberikan air secara berlebihan pada lahan mereka. Hal tersebut menyebabkan sawah yang berada di hilir kekurangan air bahkan berpotensi meracuni tanaman padi karena terakumulasinya besi (Fe) dalam tanah. Salah satu cara agar padi tetap subur dan air dapat dihemat yaitu dengan menggunakan sistem irigasi alternate wetting and drying (AWD) atau dikenal dengan pengairan basah kering.

AWD merupakan teknologi irigasi hemat air dimana pengairan dilakukan dengan penggenangan air terputus. Menurut Budianto (2020) dalam sistem AWD lahan digenangi air 2-5 cm, lalu pemberian air dihentikan dan dibiarkan sehingga elevasi muka air akan turun secara alami. 

Saat elevasi muka air yang turun telah mencapai kedalaman 10-15 cm dari muka tanah pemberian air dilanjutkan. Untuk memonitor elevasi muka air pada lahan sawah dapat menggunakan peralon yang panjangnya 35 cm yang telah diberi lubang. Peralon tersebut dibenamkan ke tanah sekitar 20 cm lalu tanah didalamnya dikeluarkan sehingga akan tampak elevasi muka air. Elevasi muka air dalam peralon diukur kedalamannya dengan penggaris atau meteran.  

Sumber: tracextech.com

Seiring dengan kemajuan teknologi sistem AWD dapat berkolaborasi dengan teknologi IOT (Internet Of Things). IOT merupakan suatu konsep yang tujuannya memperluas manfaat konektivitas internet yang tersambung (Husna 2018). Secara rinci IOT berasal dari kata "internet" yang artinya jaringan komputer yang menggunakan jaringan protokol dan "things" yang diartikan sebagai objek fisik. Objek-objek tersebut akan dikirim melalui internet.

Dalam penelitian Husna (2018) komponen yang dibutuhkan untuk membuat sistem AWD berbasis IOT yaitu sensor ultrasonik HC-SR04, motor servo DS04 NFC, android, arduino uno yang menggunakan mikrokontroler Atmega328, modul wifi ESP8266, dan real-time clock (RTC) DS1307. Fungsi dari komponen-komponen tersebut yaitu:

• Modul ESP8266, berfungsi untuk menghubungkan sistem tertanam arduino dengan internet.
• Sensor ultrasonik, berfungsi mengukur tinggi air.
• RTC DS1307, berfungsi membaca waktu secara real time.
• Arduino uno, berfungsi mengontrol kerja sistem.
• Jumper, berfungsi untuk menghubungkan motor servo pada pintu air dengan arduino uno.

Motor servo DS04 NFC, berfungsi untuk menggerakkan pintu air masuk dan keluar.

Sumber: Husna, 2018

Mekanisme dari sistem yang telah dirangkai yaitu pertama-tama data usia tanaman padi di input pada aplikasi mobile. Pada pemograman arduino uno dilakukan pendeklarasian variabel sensor ultrasonik, motor servo, dan usia tanaman (1-119 HST). Arduino menjalankan sistem berdasarkan usia tanaman yang dihitung dengan data waktu menggunakan RTC dan tinggi air menggunakan sensor ultrasonik. Berdasarkan usia dan tinggi air tersebut motor servo akan berotasi untuk membuka dan menutup pintu air kaitannya dengan pemberian dan pengeluaran air. 

Saat tinggi air yang dibaca sensor ultrasonik berada dalam batas minimal maka motor servo akan berotasi untuk membuka pintu air masuk hingga tinggi air mencapai batas maksimal. Apabila tinggi air yang dideteksi sensor melebihi batas maksimal maka motor servo akan berotasi untuk membuka pintu air keluar. Sistem tersebut akan selesai saat tanaman padi berusia 120 HST dan selama itu user atau pengguna dapat mengirim perintah nonaktif sistem lewat aplikasi mobile.

Penerapan sistem AWD memiliki banyak keuntungan contohnya menghemat air dan  produktivitas padi meningkat. Hal tersebut didukung oleh pernyataan Azizah (2022), menurutnya sistem AWD dapat mengurangi penggunaan air hingga 39% dan meningkatkan produktivitas padi. Dari segi finansial sistem AWD juga lebih menguntungkan dibanding metode konvensional. Hal tersebut didukung oleh pernyataan Taufik (2014), menurutnya keuntungan yang didapat dari penerapan AWD yaitu Rp 16.1 juta/ha, lebih tinggi dibanding metode konvensional yang hanya Rp 13.4 juta/ha. Keuntungan AWD menurut kementerian pertanian 2020 sendiri yaitu:

Menghemat air 15% -  40%

Angka produktivitas air bertambah

Dapat mencegah hama seperti nematode pada perakaran

Kualitas gabah dapat ditingkatkan

Terakumulasinya  besi  (Fe)  yang  meracuni tanaman dapat berkurang

Sistem perakaran lebih dalam sehingga batang lebih kuat dan tidak mudah roboh.

Daftar Pustaka

Azizah, N., & Suprapto, H. 2022. Pengaruh Kebutuhan Air Irigasi Terhadap Penurunan Muka Air Tanah Menggunakan Modflow-Usg Di Sragen, Jawa Tengah. Jurnal Sumber Daya Air. 18(1): 27-39.

Budianto, M. B., dkk. 2020. Model Irigasi Hemat Air Perpaduan System of Rice Intensification (SRI) dengan Alternate Wetting and Drying (AWD) pada Padi Sawah. Jurnal Teknik Pengairan: Journal of Water Resources Engineering. 11(2): 128-136.

Husna, T., dkk. 2018. Sistem Pengatur Irigasi Sawah Menggunakan Metode Irigasi Alternate Wetting and Drying Berbasis Teknologi Internet of Things. JITCE (Journal of Information Technology and Computer Engineering). 2(02): 92-100.

Kementerian Pertanian. 2020. Pengelolaan Air Sistem Basah Kering (AWD). http://sulsel.litbang.pertanian.go.id  [17 Juni, 2023]

Maman, U., dkk. 2021. Efektifitas Pupuk Bersubsidi Terhadap Peningkatan Produktivitas Padi Sawah. Jurnal Agribisnis Terpadu. 14(2): 176-196.

Marwanti. 2022. Mengapa Disparitas Produksi Padi Nasional Sangat Tinggi?. https://tanamanpangan.pertanian.go.id [24 Juni, 2023]

Taufik, M., dkk. 2014. Analisis Pengelolaan Air Dalam Usaha Tani Padi Pada Lahan Sawah Irigasi Di Sulawesi Selatan. Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian (JPPTP). 17(1): 61-68.