Artificial Intelligence Untuk Pertanian Berkelanjutan: "Sistem Irigasi Cerdas" Solusi Efisiensi Manajemen Sumber Daya Air

Gambar: Agricultural Irrigation System | Source: International Pipe & Supply

Pertanian adalah tulang punggung perekonomian Indonesia, mempekerjakan jutaan petani dan menyumbang sebagian besar pangan yang dikonsumsi di negara ini. Namun, tantangan seperti perubahan iklim, perubahan lingkungan, dan ketidakpastian dalam produksi pangan memerlukan inovasi yang serius untuk mencapai pertanian berkelanjutan. 

Pertanian berkelanjutan semakin menjadi fokus utama di seluruh dunia, dengan tujuan menjaga ketahanan pangan dan lingkungan. Salah satu kunci dalam pertanian berkelanjutan adalah manajemen sumber daya yang efisien, terutama dalam hal penggunaan air. Dalam era teknologi modern, konsep "sistem irigasi cerdas" yang didukung oleh kecerdasan buatan (AI) muncul sebagai solusi yang menjanjikan untuk meningkatkan produktivitas pertanian dan menghemat sumber daya.

Sistem irigasi cerdas yang didukung oleh kecerdasan buatan membantu petani mengelola air dengan lebih cerdas. Dengan menggunakan kemampuan AI untuk memantau cuaca, kondisi tanah, dan kebutuhan tanaman secara real-time, pasokan air dapat diatur secara presisi. Meskipun irigasi konvensional sudah umum digunakan dalam pertanian, kita perlu menyadari bahwa ada kekurangan yang dapat menghambat upaya menuju pertanian yang lebih berkelanjutan dan efisien.

Sistem Irigasi Konvensional Menghambat Pertanian Berkelanjutan?

Luas lahan irigasi di Indonesia saat ini sekitar 7 juta hektar, dengan masalah utama rendahnya efisiensi irigasi dan produktivitas air irigasi. Dua masalah tersebut perlu segera dicarikan solusinya agar pembangunan pengembangan sumber-sumber air yang telah dilakukan oleh pemerintah dapat dimanfaatkan secara optimal.[1] Peningkatan efisiensi irigasi berarti peningkatan efisiensi penyaluran, efisiensi distribusi, dan efisensi pemakaian air irigasi.

Sistem irigasi tradisional sering mengalirkan terlalu banyak air tanpa memperhatikan kebutuhan tanaman, mengakibatkan pemborosan air dan risiko kekurangan air di masa depan, terutama di tengah tantangan kekeringan yang semakin serius akibat perubahan iklim di Indonesia. Tidak hanya itu, masalah infrastruktur irigasi konvensional yang tua dan rentan terhadap kebocoran serta kehilangan air juga menjadi perhatian utama. Air yang harusnya digunakan untuk pertanian seringkali terbuang sia-sia karena kebocoran dalam sistem irigasi, yang berpotensi mengurangi efisiensi dan manfaat dari irigasi. Semua masalah ini semakin penting di era di mana kita sangat memperhatikan keberlanjutan lingkungan dan perlindungan sumber daya air.

Gambar: Kegiatan Pertanian | Source: todamateria

Sistem Irigasi Cerdas untuk Efisiensi Penggunaan Air

Dalam upaya menuju pertanian yang lebih berkelanjutan dan efisien, konsep "Sistem Irigasi Cerdas" telah muncul sebagai solusi yang menjanjikan untuk mengatasi permasalahan penggunaan air yang tidak efisien dalam pertanian. Sistem irigasi cerdas mengintegrasikan teknologi kecerdasan buatan (AI) dan sensor-sensor canggih untuk memantau dan mengatur penggunaan air secara tepat waktu dan berdasarkan kebutuhan tanaman. Sistem ini adalah terobosan penting yang dapat menghasilkan penggunaan air yang lebih bijak, meningkatkan produktivitas pertanian, dan pada saat yang sama, mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan dari pengurangan Emisi.[2] 

Sistem Irigasi Cerdas mengubah cara kita memanfaatkan air dalam pertanian dengan menggunakan teknologi modern. Ini bekerja dengan memantau kondisi lingkungan dan tanaman di lahan pertanian menggunakan sensor cuaca, tanah, dan kelembaban. Data yang dikumpulkan oleh sensor ini diolah oleh perangkat lunak cerdas, termasuk kecerdasan buatan, yang membantu sistem membuat keputusan tentang penggunaan air. Sistem ini secara otomatis mengatur pasokan air ke tanaman berdasarkan informasi yang dianalisis. Dengan memantau kondisi tanah dan cuaca secara terus-menerus, sistem ini membantu petani menghemat air, mengurangi pemborosan, dan meningkatkan hasil pertanian mereka, memberikan dampak positif pada efisiensi dan keberlanjutan pertanian.

Jadi, bagaimana Sistem Irigasi Cerdas ini bisa menjadi solusi cerdas?

Tentunya dengan penggunaan Artificial Intelligence (Ai) memberikan berbagai kemudahan yang efektif, seperti:

• Pemantauan kebutuhan tanaman secara Real-Time; 
• Pengendalian otomatis (pengaturan waktu penyiraman dan seberapa banyak air yang disalurkan ke setiap area pertanian); 
• Zonasi irigasi yang disalurkan secara berbeda ke berbagai area pertanian berdasarkan kebutuhan tanaman; Mengoptimalkan distribusi air; dan
• Memprediksi kebutuhan air tanaman berdasarkan pola cuaca dan fase pertumbuhan tanaman.

Selain itu sistem irigasi cerdas ini juga dapat dikolaborasikan dengan sistem penggunaan air terbarukan seperti rain harvesting system atau air imbahpertanian yang diolah lagi. Dan jangan lupa, penggunaan sistem irigasi cerdas ini dapat ditautkan dalam IoT sehingga diakses dan dikendalikan melalui aplikasi mobile yang memungkinkan petani untuk memantau dan mengatur irigasi dari jarak jauh.

Penerapan Sistem Irigasi Cerdas di Indonesia

Sebagai salah satu ide inovatif, penerapan sistem irigasi cerdas ini sudah cukup banyak dilakukan diberbagai tempat. Bahkan penerapan Sistem Irigasi Cerdas di Indonesia telah menjadi fokus utama dalam upaya meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan pertanian bagi para peneliti. Dari banyaknya contoh yang ada, Berikut ini beberapa terobosan irigasi cerdas di Indonesia yang telah meraih kesuksesannya.

Aplikasi Irigasi Cerdas di P4S Buana Lestari, Kabupaten Nganjuk, Jawa Timur

Aplikasi irigasi cerdas ini diterapkan pada budidaya tanaman melon dengan sistem hidroponik. Proyek berbasis IoT ini diharapkan dapat meningkatnya efisiensi irigasi, produktivitas air irigasi, dan pendapatan usaha tani. Aplikasi yang di implementasikan bersama dengan mitra dari Pusat Pelatihan Pertanian dan Pedesaan Swadaya (P4S) ini sukses meningkatkan efisiensi irigasi tetes pada budidaya melon dengan sistem hidroponik, yaitu penghematan air nutrisi sebesar 6.500 mL per tanaman atau sebesar 7,64%, setara dengan Rp183,00/tanaman melon. Dengan aplikasi irigasi cerdas, produktivitas air irigasi dan nutrisi sebesar 20 g melon per 1 L air irigasi [1].

Gambar: Rancangan Sistem irigasi cerdas dengan Internet of Things untuk irigasi mikro | Source: [1]

Sistem Irigasi Cerdas Berbasis IoT dan Machine Learning pada Pembibitan Pala di Papua Barat

Proyek ini dibentuk dalam menyambut modernisasi pertanian di provinsi papua barat khususnya di Kabupaten Fakfak dengan harapan mampu mengukur intensitas volume air dan kondisi lingkungan tanaman secara akurat yang berakibat pada peningkatan jumlah populasi pala.

Sistem irigasi cerdas yang dirancang ini memiliki basis Internet Of Things (IoT) dengan mengkombinasikan beberapa sensor untuk mengukur suhu tanah dan suhu udara disekitar, dan machine learning yang digunakan untuk memprediksi kebutuhan irigasi pada lahan pertanian menggunakan berbagai parameter penginderaan yang diperoleh dari berbagai sensor.

Hasilnya, sistem ini dapat menekan biaya pembibitan tanaman pala. Selain itu, para petani pala akan lebih muda mengontrol dan memonitoring kondisi tanaman mereka karena sistem yang yang telah dikembangkan bekerja secara otomatis.[3]

Gambar: Penelitian Sistem Irigasi Cerdas Berbasis IoT dan Machine Learning | Source: [3]

Refrensi:

[1] Prastowo, P., Saptomo, S. K., & Istiaji, B. (2023). Aplikasi Irigasi Cerdas di P4S Buana Lestari, Kabupaten Nganjuk, Jawa Timur. Jurnal Pusat Inovasi Masyarakat (PIM), 5(1), 22-33.

[2] Putra, A. G., & 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.

[3] Basri, H. (2022). Implementasi Sistem Irigasi Cerdas Berbasis IoT dan Machine Learning pada Pembibitan Pala di Papua Barat. Jurnal Ilmiah Edutic: Pendidikan dan Informatika, 8(2), 89-96.

Share this post