Inovasi Alat dari Gelombang Ultrasonik dan Sinar Laser sebagai Pengusir Hama Tikus pada Tanaman Padi
Latar Belakang
Indonesia merupakan negara agraris yang sebagian penduduknya bermata pencaharian sebagai petani. Pada negara agraris, sektor pertanian berperan penting dalam pembangunan nasional terutama di bidang perekonomian dan sumber pangan. Tanaman pangan yang sering dibudidayakan di Indonesia salah satunya tanaman padi. Namun demikian, dalam proses budidaya dan pertumbuhan tanaman padi, terdapat beberapa hal yang mempengaruhi produksi padi, yaitu varietas padi sebagai faktor internal dan Organisme Pengganggu Tanaman (OPT) sebagai faktor eksternal (Sumastuti & Pradono 2016 dalam Noviantoro dkk. 2021). Adanya OPT sebagai pengganggu atau hama bagi tanaman padi mampu merugikan petani.
Serangan hama terhadap tanaman padi pada lahan budidaya dapat menyebabkan tanaman padi mengalami kerusakan hingga mati dan gagal panen. Serangga yang biasanya ada pada lahan tanaman padi adalah belalang, wereng, kutu putih, hingga kumbang. Namun, ada pula hama lain yaitu tikus yang menurut beberapa petani adalah hewan paling sering ditemukan pada lahan budidaya tanaman padi. Sehingga, petani-petani selalu berupaya mencari solusi untuk menjaga lahannya dan mengusir tikus dari lahan budidaya tersebut.
Perkembangan teknologi pada masa kini terus meningkat dan mampu menghasilkan suatu inovasi terbarukan yang mampu memperbaiki dan meningkatkan kualitas dan kuantitas pada segala bidang, salah satunya pada bidang pertanian. Adanya perkembangan teknologi pada bidang pertanian diharapkan mampu meningkatkan efektivitas kegiatan pertanian dan hasil produksi. Salah satu manfaat perkembangan teknologi pada bidang pertanian yaitu dalam bentuk alat yang mampu membantu petani dalam melakukan kegiatan budidayanya, seperti penggunaan alat yang dapat membasmi serangga dan hama pada lahan budidaya. Berdasarkan hal tersebut, kami mengusulkan gagasan untuk menciptakan alat pengusir hama tikus pada lahan budidaya tanaman padi dengan menggunakan gelombang ultrasonik yang dipadukan dengan sinar laser sebagai pengusir hama tikus. Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan frekuensi tinggi yang menghasilkan suara yang tidak disukai oleh tikus, sehingga dengan adanya alat ini diharapkan mampu membantu petani menangani permasalahan mengenai adanya serangan hama tikus pada lahan budidaya tanaman padi.
Identifikasi Gagasan
Indonesia merupakan negara agraris yang sebagian besar mata pencahariannya mengandalkan sektor pertanian. Sektor pertanian sangat penting dalam proses pembangunan nasional karena sebagian besar penduduk indonesia terutama yang berada di pedesaan memiliki mata pencaharian sebagai petani. Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik (BPS), jumlah penduduk yang bekerja sebanyak 128,45 juta orang per Agustus 2020. Dari jumlah tersebut paling banyak bekerja pada sektor pertanian sebanyak 38,23 juta orang atau 29,76% dari total keseluruhan (Annur, 2020). Di samping itu, sebagian dari ekspor Indonesia berasal dari sektor pertanian, sehingga sektor pertanian memiliki peran penting dalam penyerapan tenaga kerja dan penyediaan kebutuhan terutama sandang dan pangan bagi penduduk, oleh karena itu sektor pertanian memberikan kontribusi lebih dalam pembangunan nasional (Wibowo, 2012:1). Â Tanaman pangan yang sering dibudidayakan di Indonesia salah satunya tanaman padi. Namun seringkali dijumpai hasil panen yang kurang maksimal hingga gagal panen yang disebabkan oleh hama dan keadaan cuaca yang berubah-ubah. Hama dan penyakit yang menyerang pada tanaman padi terdiri dari beragam jenis mulai dari serangga hingga tikus, akibatnya terjadi penurunan hasil panen (Telaumbanua dkk., 2018).
Tikus sawah (Rattus argentiventer) merupakan salah satu hama utama tanaman padi yang hampir setiap musim tanam mulai dari fase persemaian hingga fase generatif selalu menyebabkan kerusakan dan kehilangan hasil panen. Pusdatin Pertanian (2018) menyatakan bahwa tikus sawah termasuk hama utama tanaman padi dengan tingkat serangan puso tertinggi.Â
Selain menyebabkan kerusakan dan penurunan produktivitas tanaman padi, hama tikus juga dapat menjadi agen penularan beberapa penyakit ke manusia seperti penyakit pes, hantaan virus, leptospirosis, scrubtypus, murine thypus, dan salmonellosis (Isnani, 2016). Hama tikus selalu menimbulkan masalah yang disebabkan oleh pengendalian yang terlambat. Biasanya petani mulai mengendalikan atau membasmi hama tersebut ketika sudah terjadi serangan. Di samping itu, karena monitoring yang lemah mengakibatkan terjadinya ledakan populasi yang tidak dapat diantisipasi sebelumnya. Adanya ledakan populasi tersebut menyebabkan kerugian yang besar. Tidak jarang petani melakukan pengendalian secara terbatas, tidak berkelanjutan, dan kadang terjadi ketidaksesuaian antar petani serta masih melekatnya mitos kedaerahan.Â
Sudarmaji dan Herawati (2017) menyatakan bahwa populasi tikus sawah pada tanaman padi yang ditanam pada indeks pertanaman 3 kali dalam waktu setahun cenderung akan mengalami peningkatan di setiap musim tanamnya. Hal itu disebabkan oleh peningkatan indeks pertanaman padi secara tidak langsung mengakibatkan terbentuknya kondisi lingkungan yang menguntungkan bagi tikus, yaitu tersedianya sumber makanan yang melimpah akan mendukung tikus dalam berkembangbiak.
Beberapa tindakan untuk pengendalian hama tikus telah banyak dilakukan oleh para petani, di antaranya yaitu dengan melakukan gropyokan, pengemposan (fumigasi), penggunaan rodentisida, penggunaan predator alami seperti burung hantu (Tyto alba), pemerangkapan, dan bahkan dengan melakukan pemasangan pagar listrik. Meskipun demikian, pada faktanya hingga saat ini keberhasilan pengendalian yang dilakukan petani masih belum dilakukan secara konsisten dan belum ada cara pengendalian tunggal yang dapat mengatasi masalah hama tikus pada semua kondisi ekosistem (Baco, 2011).
Saat ini kemajuan dibidang teknologi berkembang sangat pesat. Di dunia pertanian, banyak diinovasikan berbagai teknologi yang mendukung proses budidaya tanaman. Untuk itu, inovasi dan solusi yang diberikan dalam gagasan ini adalah menciptakan sensor dengan memadukan teknologi antara gelombang ultrasonik dan sinar laser yang bertujuan untuk mengusir hama tikus pada tanaman padi di sawah. Mekanismenya yaitu pada saat tikus berada didekat alat dengan jarak tertentu maka akan terdeteksi oleh sensor, kemudian sensor memberi sinyal pada alat gelombang ultrasonik dan sinar laser. Sensor digunakan untuk mendeteksi keberadaan hama tikus hingga jarak tertentu. Adapun sensor seperti sensor PIR (Passive Infrared Receiver), yaitu sensor yang dapat mendeteksi adanya gerakan dengan memanfaatkan perubahan suhu suatu benda (Latuconsina, 2017). Menurut Ningsih (2021), sensor PIR dapat mendeteksi adanya pergerakan dengan jarak terjauh 5 m dalam waktu yang cukup singkat yaitu 0,1 detik. Sensor PIR akan mendeteksi tikus dengan memancarkan sinar inframerah. Ada juga sensor lain seperti sensor RCWL 0516 Microwave radar modul motion gerak sensor, yaitu sensor yang memanfaatkan gelombang suara dalam membaca pergerakan (Aini dkk, 2018). Menurut Hikmah (2020), sensor ini memiliki tingkat keakuratan deteksi yang tinggi.
Menurut Suwandi dkk (2015), gelombang ultrasonik adalah gelombang yang tidak terdengar oleh manusia disebabkan karena memiliki frekuensi yang tinggi dan termasuk dalam gelombang mekanik longitudinal. Selain itu, gelombang ini memiliki kemampuan dapat merambat melalui medium padat, cair, dan gas. Diduga, frekuensi tertentu pada gelombang ultrasonik dapat mengganggu hama tikus. Seperti yang diungkapkan oleh Mujab dkk (2020), bahwa berdasarkan penelitiannya tikus akan terganggu dengan gelombang ultrasonik pada frekuensi antara 40 KHz hingga 50 KHz. Sementara menurut Wijanarko dkk (2017), gelombang ultrasonik akan mengganggu tikus pada frekuensi 50 KHz yang ditandai dengan perilaku tikus yang kebingunan dan tidak makan. Alat yang dapat digunakan untuk memancarkan gelombang ultrasonik yaitu IC NE555, yang nantinya akan memancarkan frekuensi 20-60 KHz. Dengan hal itu, gelombang ultrasonik dapat membuat hama tikus menjadi terganggu dan pergi dari area yang terpasang alat tersebut.
Adapun laser digunakan untuk menyorot keberadaan hama tikus di lahan sawah. Contoh laser yang dapat digunakan menurut Hikmah (2020) adalah modul laser. Warna cahaya dari laser harus dapat terlihat baik siang, sore, maupun malam hari. Perpaduan antara laser dan gelombang ultrasonik akan membantu petani dalam mengatasi hama tikus yang menyerang lahan persawahan. Melihat hama tikus sulit dikendalikan, maka diharapkan adanya alat sensor ini dapat menjadi solusi yang efektif dan efisien dalam menekankan hama tikus yang menyerang padi.
Tingkat keberhasilan pengimplementasian alat pengusir hama tikus ditentukan oleh beberapa faktor, baik internal maupun eksternal. Salah satunya adalah sistem penggabungan antara suara dari gelombang ultrasonik dengan sinar laser yang digunakan. Hal tersebut sedikit kurang kokoh dan kemungkinan adanya error pada sistem, sehingga kami mengatur sistem tersebut menjadi sederhana dengan menggunakan teknologi infra-merah sebagai sensor adanya pergerakan tikus pada lahan. Penggunaan sensor dengan teknologi infra-merah dapat menunjukkan suhu tikus yang berbeda dengan suhu manusia. Petani sebagai pemilik lahan perlu memberitahu teknisi dan mahasiswa pertanian titik-titik adanya tikus pada lahan. Sehingga, alat dapat bekerja secara optimal dan memudahkan sensor mendeteksi pergerakan tikus. Hal tersebut sudah diatur dalam sistem yang teknisi dan mahasiswa pertanian lakukan. Alat ini diletakkan di atas lahan, sehingga tidak terkena air irigasi lahan. Kerja sama yang dilakukan bersama pihak-pihak terkait dan ahli ini diharapkan mampu meningkatkan efektivitas alat untuk mengusir hama tikus pada lahan budidaya tanaman padi.
Kesimpulan
Penggabungan teknologi antara gelombang ultrasonik dan sinar laser yang bertujuan untuk mengusir hama tikus pada tanaman padi di persawahan. Mekanisme kerja alat tersebut yaitu pada saat tikus berada di dekat alat dengan jarak tertentu maka akan terdeteksi oleh sensor, kemudian sensor memberi sinyal pada alat gelombang ultrasonik dan sinar laser. Sensor yang digunakan berupa sensor PIR (Passive Infrared Receiver), RCWL 0516 Microwave radar modul motion gerak sensor, serta laser yang menyorot tikus. Sumber energi bagi alat ini adalah cahaya matahari pada panel surya yang dirancang untuk mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik guna mengaktifkan alat-alat tersebut.
Adanya alat tersebut di lahan sawah, diharapkan dapat mengusir keberadaan hama tikus yang menyerang tanaman padi. Sehingga, petani tidak kesulitan dalam mengatasi hama tikus yang selama ini seringkali menjadi permasalahan dalam kegiatan pertaniannya. Maka, produksi padi yang dihasilkan secara kuantitas dapat meningkat dan mampu memenuhi kebutuhan pangan negara. Alat dalam gagasan ini dirasa mampu menciptakan peluang baru bagi petani untuk meningkatkan kualitas, kuantitas, dan mutu dari tanaman padi yang dihasilkan.
Penyusun:
Silvi Fatika Wulandari, Audya Tiharso Putri, Nurlita Maghfiroh, Wahyudi, dan Maulana Aziz Hidayanto
Referensi:
Aini, Q., Rahardja, U., Madiistriyatno, H., & Fuad, A. 2018. Rancang Bangun Alat Monitoring Pergerakan Objek pada Ruangan Menggunakan Modul RCWL 0516. Jurnal Teknik Elektri, 10(1): 41-46
Hikmah, N. 2020. Bangun Prototipe Pengusir Hama Burung Menggunakan Sensor Gerak RCWL Microwave Berbasis Internet of Things. Jurnal SIMETRIS, 11(2): 560-567.
Latuconsina, R., Laisina, L. H., dan Permana, A. 2017. Pemanfaatan Sensor PIR (Passive Infrared Receiver) dan Mikrokontroler Atemga 16 untuk Efisiensi Pemakaian Air Wudhu. Jurnal Informatika: Jurnal Pengembangan IT (JPIT), 2(2): 18-22.
Mujab, A. A., Rosmiati, M., & Sari, M. I. 2020. Rancang Bangun Alat Pengusir Hama Menggunakan Gelombang Ultrasonik. E-Proceeding of Applied Science, 6(1):340-348.
Ningsih, S. W. S. 2021. Studi Literatur: Pemanfaatan Gelombang Ultrasonik Sebagai Perangkat Pengusir Tikus. Jurnal Teknik Elektro, 10(2):325-331.
Noviantoro, W, et al. (2021). Membangun Sinergi antar Perguruan Tinggi dan Industri Pertanian dalam Rangka Implementasi Merdeka Belajar Kampus Merdeka. Seminar Nasional UNS, Vol. 5, No. 1.
Sudarmaji dan Herawati, N. 2011. Mengenal Tikus Sawah. (3419).
Suwandi, R., Jacoeb, A. M., & Sofia, M. 2015. Aplikasi Gelombang Ultrasonik Sebagai Alternatif Untuk Mempertahankan Kesegaran Fillet Ikan Nila. JPHPI, 18(1):50-60.
Telaumbanua, M., Anggraeni, R., Sasongko, F. I., Fitri, A., Sari, R. F. M., dan Waluyo, S. 2018. Control System Design for Rat Pest Repellent in the Rice Field Using a Modified ATMega328 Microcontroller Modified with Ultrasonik Sound Wave. International Journal of Engineering Inventions. 7(8). hal. 22–28.
Wijanarko, D., Widiastuti, I., & Widya., A. 2017. Gelombang ultrasonik sebagai alat pengusir tikus menggunakan mikrokontroler atmega 8. Jurnal Teknologi Informatika dan Terapan, 4(1):65-70.
