Penerapan Sistem Mina Padi dengan Sistem Smart Irrigation Control dan Drainase berbasis IoT sebagai penunjang Kesuksesan Pertanian Era 4.0

ABSTRAK

Sektor pertanian memiliki peranan penting dalam membangun perekonomian nasional termasuk perekonomian daerah karena berfungsi sebagai penyedia bahan pangan masyarakat. Salah satu upaya yang dapat dikembangkan untuk memaksimalkan fungsi lahan adalah melalui sistem mina padi. Mina padi dilakukan dengan pemeliharaan ikan pada sela-sela tanaman padi yang pada umumnya memerlukan banyak air dalam pertumbuhannya. Pengaplikasian sistem mina padi memerlukan pemantauan debit air untuk menjaga ketersediaan air yang cukup demi keberlangsungan kehidupan ikan dan pertumbuhan padi. Pengaliran air irigasi menggunakan metode konvensional dinilai kurang mampu mengalirkan air secara cepat dan efisien. Untuk mengatasi hal tersebut guna mengoptimalkan pertanian era digital 4.0 dengan teknologi sebagai penunjang utama, diperlukan smart irrigation control dan drainase yang cerdas berbasis Internet of Things (IoT) dengan sistem monitoring melalui teknologi komputer dan jaringan. Dalam pengumpulan data mengenai kajian terkait menggunakan data kualitatif dengan metode studi kepustakaan yang berasal dari jurnal dan sumber-sumber terpercaya dari internet. Diharapkan kajian ini menjadi suatu tulisan yang bermanfaat untuk perkembangan pertanian era digital 4.0.

Kata kunci: mina padi, smart irrigation, drainase cerdas.

ABSTRACT

The agricultural sector has an important role in building the national economy, including the regional economy because it functions as a provider of community food. One of the efforts that can be developed to maximize the function of the land is through the Mina Padi system. Mina padi is carried out by raising fish on the sidelines of rice plants which generally require a lot of water for growth. The application of the Mina Padi system requires monitoring of water discharge to maintain sufficient water availability for the sustainability of fish life and rice growth. Irrigation water drainage using conventional methods is considered less able to drain water quickly and efficiently. To overcome this, in order to optimize agriculture in the digital era 4.0 with technology as the main support, smart irrigation control and intelligent drainage based on the Internet of Things (IoT) are needed with a monitoring system through computer and network technology. In collecting data on related studies using qualitative data with library research methods derived from journals and trusted sources from the internet. It is hoped that this study will become a useful article for the development of agriculture in the digital era 4.0.

Keywords: mina padi, smart irrigation, smart drainage.

PENDAHULUAN

Pertanian merupakan salah satu sektor penunjang pertumbuhan ekonomi di Indonesia. Sektor pertanian memiliki peranan penting dalam membangun perekonomian nasional termasuk perekonomian daerah karena berfungsi sebagai penyedia bahan pangan untuk memenuhi kebutuhan pangan masyarakat. Akan tetapi, melihat keadaan lahan padi sawah di Indonesia, biasanya hanya dapat digarap satu hingga dua kali dalam setahun. Dalam kurun waktu tersebut, dibutuhkan persemaian benih hingga panen dalam kisaran 4 sampai 5 bulan, kemudian lahan dibiarkan tidak aktif untuk mengembalikan masa penyuburan tanah secara alami pasca panen. Kondisi tersebut membuat petani berada di ujung tombak karena keuntungan hasil lahan sebagian besar habis untuk kepentingan lain seperti teknologi persiapan lahan, biaya produksi yang membengkak tidak diikuti dengan ketersediaan modal, risiko gagal panen, dan ketidakpastian harga hasil panen yang mengakibatkan kerugian. Berhubungan dengan hal tersebut, perekonomian di era modern semakin kompetitif seiring dengan perkembangan teknologi dan zaman. Pengolahan lahan secara cerdas dan efektif sangat diperlukan untuk mengoptimalkan hasil yang akan diperoleh. Salah satu upaya yang dapat dikembangkan untuk memaksimalkan fungsi lahan adalah melalui sistem mina padi. Mina padi dilakukan dengan pemeliharaan ikan diantara sela-sela tanaman padi yang pada umumnya memerlukan banyak air dalam pertumbuhannya. Diperlukan sistem irigasi dan drainase yang baik guna menyukseskan penerapan mina padi agar memperoleh output yang optimal dalam perolehan hasil panen padi dan ikan dikemudian hari.

Langkah awal untuk mempersiapkan lahan yang akan digunakan dalam mina padi meliputi drainase dan pembuatan jalur irigasi yang masuk ke wilayah lahan dengan memerlukan pengontrolan di setiap waktu. Pengaplikasian sistem mina padi pada dasarnya memerlukan pemantauan debit air untuk menjaga ketersediaan air yang cukup demi keberlangsungan kehidupan ikan dan pertumbuhan padi. Pengaliran air irigasi menggunakan metode konvensional dinilai kurang mampu mengalirkan air secara cepat dan efisien. Petani diharuskan selalu memantau kondisi sawahnya setiap saat untuk memperhatikan pemasukan dan pembuangan (drainase) debit air sehingga menimbulkan sistem pertanian yang kurang efisien. Untuk mengatasi hal tersebut guna mengoptimalkan pertanian era digital 4.0 dengan teknologi sebagai penunjang utama, diperlukan smart irrigation control dan drainase yang cerdas berbasis Internet of Things (IoT) dengan sistem monitoring untuk mengontrol pengendalian drainase dan irigasi melalui teknologi komputer dan jaringan secara tepat waktu sehingga cocok untuk diterapkan pada sistem pertanian mina padi yang efektif dan efisien.

TINJAUAN PUSTAKA

• Mina Padi

Mina padi merupakan suatu usaha sistem pertanian dengan menggabungkan lahan sawah bersama dengan pembudidayaan ikan konsumsi karena melihat adanya peluang ketersediaan genangan air yang mengairi padi. Usaha seperti ini dapat juga dikenal dengan sebutan "Inmindi" atau Intensifikasi Mina Padi. Pada sistem pemeliharaan mina padi, ikan dipelihara bersama dengan pertumbuhan padi selama 60 hari dan ukuran benih mencapai ukuran 30-40 ekor per kg dari saat penanaman hingga penyiangan pertama atau kedua. Mina padi adalah salah satu upaya guna meningkatkan pendapatan petani dan mengoptimalkan potensi fungsi lahan sawah irigasi dengan mengolah lahan menggunakan teknik rekayasa budidaya ikan konsumsi yang tepat. Jenis ikan yang digunakan untuk menjalankan sistem mina padi dapat diterapkan pada budidaya ikan mas, gurame, nila, koi, lele dan udang galah atau jenis karper lainnya sebagai jenis ikan yang paling baik dipelihara di sawah karena ikan tersebut dapat tumbuh dengan baik meskipun di air yang dangkal, serta lebih tahan terhadap panas matahari (Suharti, 2013).

Usaha dari sistem mina padi memiliki banyak keuntungan yang akan didapatkan oleh petani diantaranya adalah sebagai berikut:

• Meningkatkan pendapatan petani karena memperoleh hasil panen ganda berupa padi dan ikan hasil budidaya di sawah.
• Adanya ikan di sawah akan membasmi serangga perusak tanaman secara alami karena akan jatuh akibat gerakan ikan.
• Sistem penerapan mina padi akan membantu mempercepat perbaikan lingkukan karena dapat mengurangi gas metana yang dibuang akibat dari sisa pemupukan.
• Menghemat penggunaan pupuk karena kotoran ikan yang ada akan menjadi pupuk alami bagi pertumbuhan padi.
• Dapat meningkatkan konsumsi ikan sebagai perbaikan gizi di kalangan keluarga petani dan masyarakat sekitar karena tersedianya sumber protein ikan yang mudah dijangkau.
• Dapat memperbaiki struktur tanah secara alami karena pada dasarnya ikan mencari makan dengan memposisikan badannya seperti menyelundupkan badan dan membolak balik tanah.
• Memaksimalkan potensi fungsi lahan sawah agar digunakan secara optimal.
• Mengurangi biaya tenaga kerja untuk melakukan penyiangan rumput.
• Dapat digunakan sebagai tempat rekreasi dan pariwisata.
• Bagi lingkungan, sistem mina padi akan mengurangi penggunaan insekta berbahan kimia.

• Smart Irrigation

Smart irrigation atau irigasi cerdas merupakan suatu sistem pengairan menggunakan teknologi otomatisasi yang menggabungkan antara jaringan dan komputer sehingga tercipta suatu sistem yang dapat menjadwalkan dengan tepat dan akurat kapan tanaman memerlukan penyiraman berupa takaran air yang dibutuhkan. Apabila terjadi pembagian air yang kurang merata pada sistem irigasi sehingga mengakibatkan pengelolaan air yang kurang baik maka akan berpengaruh pada tingkat keberhasilan produksi pertanian terutama pada musim kemarau. Semakin menurunnya ketersediaan air pada saat musim kemarau merupakan suatu ancaman serius dalam sistem pertanian. Dibutuhkan suatu upaya pengelolaan air yang tepat dalam sistem irigasi khusus karena jika menggunakan cara konvensional akan menyebabkan irigasi yang tidak efektif dan dapat melebihi debit air yang dibutuhkan mengingat kebutuhan air pada masing-masing lahan persawahan memiliki porsi yang berbeda bergantung pada jenis keadaan tanah.Tanaman yang banyak memerlukan air seperti padi, harus mendapatkan suplai air yang cukup dan teratur agar tanaman dapat tumbuh secara optimal sehingga meningkatkan jumlah pendapatan petani.

Irigasi cerdas ini menjadi suatu teknologi yang cocok untuk diterapkan pada pertanian era digital 4.0. Smart irrigation akan menjadi solusi petani dalam mengairi sawahnya secara real time dan berjalan secara otomatis sehingga petani tidak perlu merisaukan keadaan sawahnya secara terus-menerus. Irigasi cerdas akan menjadi teknologi otomatis untuk melakukan pengairan yag efektif dengan menjangkau kapasitas lahan yang luas sehingga pengairan dapat berjalan secara efektif dan cepat. Sistem ini dapat dikontrol dengan menggunakan smartphone yang terhubung dengan sensor beserta jaringan internet sebagai pengendali otomatis. Suatu pengairan yang cerdas juga merupakan suatu teknologi terapan digital yang perlu dikembangkan pada era pertanian 4.0 dimana di zaman ini teknologi digital telah menjadi separuh jiwa masyarakat.

• Drainase Cerdas

Drainase merupakan suatu sarana yang diterapkan sebagai alat pembuangan sisa air yang berlebih pada suatu debit pengairan. Sistem ini berguna juga untuk membuang air pada saat kondisi banjir. Dengan ini, suatu pertanian memerlukan drainase untuk membuang kelebihan airnya pada suatu tempat penampungan air yang tepat sehingga tidak menimbulkan banyak genangan pada tempat yang tidak diinginkan. Jika irigasi berperan sebagai penyuplai air, maka drainase berfungsi sebaliknya. Drainase diperlukan untuk memproses pembuangan sisa air agar tidak terjadi genangan air di sekitar pekarangan lahan sawah. Namun, keduanya harus bekerja dengan baik. Jika drainase tidak berfungsi dengan baik, ketinggian air pada lahan akan meningkat. Oleh karena itu sangat dibutuhkan sistem drainase yang bekerja secara optimal agar pengurangan genangan air berjalan dengan cepat dan akurat. Diperlukan sistem drainase cerdas berbasis IoT yang menggabungkan otomatisasi komputer dan jaringan. Sistem drainase cerdas ini berjalan secara otomatis dengan menganalisa debit air yang dibutuhkan keadaan sawah. Untuk mendukung keadaan ini diperlukan sensor yang tepat dan akurat sehingga otomatisasi dapat dijalankan dari jarak jauh.

DATA DAN METODOLOGI

Data dan metodologi yang digunakan dalam tulisan ini menggunakan data kualitatif sekunder dengan mengumpulkan studi kepustakaan yang membahas terkait topik yang menjadi bahasan utama yaitu mina tadi dengan sistem irigasi dan drainase cerdas. Penulis menggunakan metode literatur kepustakaan yang berasal dari jurnal dan sumber-sumber yang relevan dari internet.

HASIL

Penerapan sistem pertanian mina padi dengan menggunakan irigasi dan drainase cerdas berbasis IoT harus dicanangkan. Mengingat banyaknya manfaat dari sistem mina padi yang telah diterapkan di beberapa daerah, sistem mina padi bukanlah suatu sistem pertanian yang sulit untuk digalakkan. Adanya mina padi justru memberikan banyak manfaat dan keuntungan ganda bagi para petani yang memiliki penghasilan cukup minim. Selain menghasilkan sumber pangan nabati, mina padi juga menghasilkan sumber protein hewani berupa ikan yang dipelihara di sawah bersamaan dengan pertumbuhan padi yang memerlukan banyak air. Dengan diperlukannya banyak air tersebut, sistem mina padi juga harus ditunjang dengan sistem irigasi dan drainase yang cerdas sehingga pengairan dan drainase dapat berjalan dengan lancar. Otomatisasi dari sistem ini yang menjaadi tujuan utama dari pengaplikasian IoT dalam sistem drainase dan irigasi cerdas. Irigasi dan drainase akan berjalan sesuai prosedur sehingga akan terjadi sikronisasi yang baik dalam pengaplikasiannya.

Jika diterapkan dengan baik, irigasi dan drainase otomatisasi cerdas berbasis IoT akan sangat membantu petani dalam mengairi dan membuang debit air untuk keperluan lahan sawah daripada menggunakan cara konvensional. Irigasi dan drainase konvensional akan menghabiskan banyak waktu untuk pengairan sawah sehingga terkesan tidak efektif jika diterapkan pada lahan yang luas dan besar. Jika dimisalkan, petani perlu menunggu, mematikan pompa air dalam irigasi, dan membuka tutup saluran drainase yang disebar di setiap sudut lahan satu persatu. Cara ini sangat menghabiskan waktu dan tenaga dengan hasil yang kurang maksimal karena tidak memperhitungkan debit air secara akurat dan hanya mengira-ngira. Dengan demikian, diperlukan suatu teknologi otomatis dengan  memperhatikan  ketepatan  waktu, jumlah,  sasaran  dan  menjangkau  area  yang luas  dalam  upaya  peningkatan  produktivitas maupun perluasan areal tanaman (Syamsiar et al. 2016).

Smart irrigation control dan drainase cerdas berbasis IoT ini memerlukan smartphone sebagai sarana penunjang utama sensor kontrol jarak jauh. Diperlukan juga jaringan-jaringan sensor yang diterapkan di sekitar lahan untuk menggabungkan teknologi yang akan dipakai dalam sistem kontrol. Sistem irigasi cerdas dikembangkan sebagai bentuk respons setelah menerima  data dari  lahan yaitu  tindakan penyiraman  otomatis apabila ada data di atas nilai  ambang batas  pembacaan  sensor  kadar lengas  tanah.  Dalam sistem  irigasi  cerdas terdapat  fitur  penyiraman  jarak  jauh  secara otomatis  yang  dapat  dikendalikan  meski pengguna  sedang berada  di  lokasi  yang berbeda.  Selain  itu,  sistem  irigasi  ini  dapat digunakan  untuk  memberikan  unsur  hara  dan sebagai pendeteksi kesuburan tanah yang juga terhubung  secara  langsung  dengan  unsur pertumbuhan  tanaman  lainnya.  Teknologi  ini memiliki  sensor  pembacaan  kondisi  lahan berupa kondisi kadar air tanah dan lingkungan sekitar, serta  sistem  kontrol  untuk menyalakan/mematikan  katup  irigasi  dengan menggunakan  microcontroller  yang  dapat terhubung  dengan jaringan web.  Dengan sistem tersebut, diharapkan kelembaban tanah dan kondisi debit air dalam sawah tetap stabil sehingga tumbuhan padi dan ikan senantiasa tumbuh bersama secara sehat dan terjaga.

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Pengaplikasian IoT sebagai sarana digitalisasi era pertanian 4.0 sangat bermanfaat bagi para petani. Irigasi dan drainase yang baik merupakan suatu kunci keberhasilan pertanian mina padi. Mina padi yang memiliki banyak keunggulan daripada sistem pertanian monokultur harus diimbangi dengan teknologi yang menunjang keberhasilannya. Dengan adanya otomatisasi irigasi dan drainase yang cerdas akan memudahkan petani untuk mengelola lahan pertanian mereka karena mereka tidak perlu risau akan debit air yang digunakan. Selain itu, dibutuhkan kerjasama keterbukaan petani dalam menerima teknologi baru yang akan membantu mereka. Keterbukaan ini sangat penting dalam menyesuaikan pola pikir modern sehingga akan tercipta suatu pertanian yang cerdas.

 

DAFTAR PUSTAKA

Akbar, A. (2017). Peran Intensifikasi Mina Padi dalam Menambah Pendapatan Petani Padi Sawah Digampong Gegarang Kecamatan Jagong Jeget Kabupaten Aceh Tengah. Jurnal Sains Pertanian, 1(2), 28--38.

Candra dan Maulana, A. (2019). Smart Irrigation System Berbasis Arduino. ELKHA : Jurnal Teknik Elektro, 11(2), 115--121.

Gustya Putra, A dan Saptomo, S.K. (2022). Water dan Carbon Footprint pada Budidaya Tanaman Padi dengan Sistem Otomatisasi Model Irigasi Bawah Permukaan. Jurnal Teknik Sipil dan Lingkungan, 7(1), 33--48.

Lestari, S dan Rifai, M. (2017). Pemeliharaan Ikan Lele Bersama Padi (Mina Padi) sebagai Potensi Keuntungan Berlipat Untuk Petani. Jurnal Terapan Abdimas, 2(0), 27--32.

MSMB Indonesia - Farming More Precisely. (2020). Waspada! Ini yang Terjadi Jika Sistem Irigasi dan Drainase Rusak - MSMB Indonesia. https://msmbindonesia.com/waspada-ini-yang-terjadi-jika-sistem-irigasi-dan-drainase-rusak/ [Diakses pada 5 Agustus 2022].

Rika Reviza Rachmawati. (2021). Smart Farming 4.0 untuk Mewujudkan Pertanian Indonesia Maju, Mandiri, dan Modern. Forum Pertanian Agro Ekonomi, 38(2), 137--154.

Sularno dan Jauhari, S. (2014). Peluang Usaha Melalui Agribisnis Mina Padi untuk Meningkatkan Pendapatan Petani. SEPA: Jurnal Sosial Ekonomi Pertanian dan Agribisnis, 10(2), 268--274.