Inovasi Teknologi Arisgy (Automatic Ring Irrigation with Solar Energy): Otomatisasi Irigasi Cincin Tenaga Matahari Sebagai Solusi Peningkat Efektivitas Kesuburan Tanaman dalam Menyongsong Pertanian 4.0

Angga Ade Purnawan (0416040031)

 anggaade79@gmail.com

Teknik Kelistrikan Kapal Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

PENDAHULUAN

Indonesia merupakan negara agraris yang memiliki wilayah pertanian mencapai 24,2 juta ha (BPS, 2013). Pertanian merupakan salah satu sektor utama yang berpotensi memiliki banyak peluang menguntungkan dan permasalahan yang merugikan bagi bangsa Indonesia. Pertanian memiliki fungsi dan peran dalam penyediaan pangan, pakan, dan energi bagi penduduk. Infrastruktur irigasi merupakan salah satu faktor penting dalam proses usaha tani yang berdampak langsung terhadap kualitas dan kuantitas tanaman. Air merupakan komponen penentu dalam proses produksi pertanian. Kebutuhan air irigasi secara keseluruhan harus diberikan dalam jumlah, waktu, dan mutu yang tepat, jika tidak maka tanaman akan terganggu pertumbuhannya yang pada gilirannya akan mempengaruhi produksi pertanian (Direktorat Pengelolaan Air, 2010). Namun, kerbatasan air menyebabkan pemanfaatan lahan kering belum maksimal dalam mendukung produksi pertanian di Indonesia. Menurut Badan Pusat Statistik (2005), lahan pertanian Indonesia meliputi 70.20 juta ha, sekitar 61.53 juta ha di antaranya berupa lahan kering. Potensi lahan kering belum sepenuhnya dioptimalkan pengelolaannya. Permasalahan ketersediaan air bagi lahan kering ini tentunya semakin berdampak terhadap produktivitas lahan yang tidak memiliki infrastruktur irigasi dan mengandalkan air hujan. Untuk meningkatkan dan menjaga stabilitas produktivitas lahan, salah satu yang bisa diupayakan adalah menjaga ketersediaan air untuk tanaman pada setiap musim tanam. Berdasarkan permasalahan di atas, inovasi ARISGY (Automatic Ring Irrigation with Solar Energy) rancang bangun infrastruktur sistem irigasi cincin tenaga surya otomatis yang berbasis soilmoisture sensor dapat menjadi solusi infrastruktur irigasi pada daerah kekurangan air dan meningkatkan efektifitas penyiraman tanaman hingga 50%.

DISKUSI

Krisis Air dan Lahan Kering

Semakin bertambahnya jumlah penduduk dan meningkatnya kondisi sosial dan ekonomi masyarakat, maka meningkat pula kebutuhan akan air, sedangkan jumlah air yang tersedia relatif tetap atau bahkan berkurang kualitasnya. Hal ini menyebabkan terjadinya krisis air yang mulai dirasakan oleh masyarakat di berbagai belahan dunia termasuk di Indonesia. Sehingga, dibutuhkan metode untuk dapat menghemat penggunaan air pada daerah-daerah kekurangan air, seperti penghematan pada irigasi pertanian, mengurangi pemborosan air, dan sebagainya. Krisis air ini juga berdampak pada lahan-lahan yang dapat menyebabkan kekeringan. Menurut Badan Pusat Statistik memperkirakan luas lahan kering pada 1991 sekitar 52 juta hektar, naik menjadi 61 juta hektar pada tahun 2000 lalu turun lagi menjadi 36,77 hektar pada tahun 2016 (BPS, 2016). Walaupun mengalami penurunan, tapi lahan kering ini masih tetap menjadi masalah yang sulit diselesaikan.

Gagasan Baru yang Ditawarkan

Untuk mengatasi permasalahan-permasalahan tersebut, terciptalah inovasi teknologi dalam meningkatkan efektifitas penyiraman tanaman yang ramah lingkungan dengan menggunakan suplai energi terbarukan yang bernama ARISGY (Automatic Ring Irrigation with Solar Energy). ARISGY adalah inovasi teknologi irigasi pertanian otomatis yang dapat menambah efektifitas penyiraman tanaman hingga 50 % dengan menggunakan metode irigasi cincin dan sensor kelembaban tanah untuk mendeteksi tingkat kelembabahn tanah yang di suplai dari energi terbarukan menggunakan panel surya. Gambar 1 menunjukkan desain dari ARISGY dan gambar 2 menunjukkan realisasi prototipe yang telah dibuat. ARISGY terdiri dari panel surya, sensor kelembaban tanah, dan irigasi cincin.

Gambar 1. Desain Prototipe ARISGY

Panel surya berfungsi untuk menyuplai energi listrik dari pemanfaatan cahaya matahari yang diubah menjadi listrik. Sehingga nantinya dapat mengurangi biaya pembayaran listrik untuk ARISGY.

Gambar 2. Prototype ARISGY

Sensor kelembaban berfungsi untuk mendeteksi tingkat kelembaban tanah yang dapat di monitoring, dimana jika kelembaban kurang dari 30 % maka pompa hidup dan mengeluarkan air secara otomatis, jika kelembaban lebih dari 80 % maka pompa otomatis akan mati dan berhenti menegluarkan air.

Irigasi cincin berfungsi sebagai alat penghemat penyiraman air pada tanaman, karena terdapat kain katun yang dapat mempertahankan tingkat kelembaban sebesar 50 % dan dapat menambah efektifitas penyiraman karena cincin tersebut nantinya akan diletakkan didalam perakaran dan mengelilingi akar tanaman. Skema kerja ARISGY dapat dilihat pada gambar 3 berikut.

Gambar 3. Skema Kerja ARISGY

Hasil Pengujian ARISGY

1. Hasil Pengujian Standar Kelembaban Tanah

Pengujian tersebut menjelaskan, jika kelembaban kurang dari 30%, maka pompa otomatis akan menyala secara otomatis, jika kelembaban lebih dari 80% maka pompa otomatis akan mati secara otomatis.

2. Hasil Pengujian Pengaruh Diameter Terhadap Waktu Kelembaban Tanah

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh diameter pot bunga terhadap kecepatan kelembaban tanah yang dibutuhkan.

Grafik 2 menunjukkan bahwa semakin besar diameter maka waktu yang dibutuhkan akan semakin lama. Selain diameter, peletakkan sensor pada diameter juga mempengaruhi waktu kelembaban yang dibutuhkan. Sehingga, dalam peletakkan sensor dan penentuan diameter harus sesuai dengan hasil percobaan, hal ini dianjurkan agarsistem dapat digunakan secara maksimal.

3. Hasil Pengujian Panel Surya dalam 1 Hari

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui daya yang dipakai panel surya secara langsung. Pengujian ini dilakukan mulai pukul 09.00-15.00 dan mendapatkan hasil sebagai berikut:

Hasil pengujian panel surya dalam satu hari mencapai 65,3 watt. Sehingga dapat digunakan untuk memberikan suplai daya untuk sistem ARISGY.

4. Hasil Perbandingan Uji Coba Tanaman menggunakan Sistem Irigasi ARISGY dan Sistem Irigasi Manual

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui hasil perbandingan menggunakan metode ARISGY dan manual. Hasil pengujiannya sebagai berikut:

Pada pengujian ini didapatkan hasil perbedaan penyiraman menggunakan metode irigasi ARISGY dan manual. Dengan kondisi awal tanaman sama, yaitu 29 cm dan perlakuan sama, yaitu penyiraman dilakukan ketika tanahmuali kering, atau ph dibawah standart.

Pada sistem irigasi ARISGY penyiraman dilakukan otomatis ketika sensor menangkap kelembaban tanah 30% dan akan melakukan penyiraman otomatis sampai kelembaban tanah mencapai 80%. Dan hasilnya irigasi ARISGY lebih unggul dengan mempertahankan kelembaban, sehingga ARISGY akan melakukan penyiraman hanya sekali dalam 2 hari. Sedangkan pada sistem irigasi manual, tanah akan cepat mengering, sehinga penyiraman dilakukan sehari sekali, untuk menghindari tanaman mati dalam pengujian piranti ARISGY.

PENUTUP DAN KESIMPULAN

  1. Penggunaan sistem irigasi ARISGY terbukti mampu memberikan penekanan pada pengeluaran air, karena sistem ini dapat melihat tingkat kelembaban tanah dan bisa memperkirakan penyiramannya.
  2. Semakin kecil diameter irigasi cincin, maka akan semakin cepat pula kelembaban tanah yang dihasilkan. Hal ini sangat menguntungkan bagi petani, yaitu dapat menurunkan biaya pemakaian listrik.
  3. Panel surya yang digunakan sangat mencukupi untuk irigasi ARISGY. Panel surya dapat menghasilkan 0,6 Kwh daya maksimal.
  4. Dalam penggunaan alat SORI, cukup dilakukan penyiraman sebanyak 2 hari sekali. Tanah yang menggunakan sistem irigasi cincin ARISGY dapat mempertahankan kelembabanya dikarenakan ada bantuan kain yang berporus (tekstil) untuk mempertahankan kelembaban.

REFERENSI

BPS. 2016. Statistik Indonesia. Badan Pusat Statistik. Indonesia.

BPS. 2013. Statistik Indonesia. Badan Pusat Statistik. Indonesia.

Affan & Eko. 2017. Prototype Penyiram Tanaman Otomatis Dengan Sensor Kelembaban Tanah Berbasis Atmega 328. Lamongan:Universitas Islam Lamongan

Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah mada University Press. Yogyakarta.

BPS. 2001. Statistik Indonesia. Badan Pusat Statistik. Indonesia.

BPS. 2005. Statistik Indonesia. Badan Pusat Statistik. Indonesia.

Clemmens, A.J. & D.J. Molden. 2007. Water Uses and Productivity of Irrigation System. Irrigation Science 25:247-261

Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. 2010. StandarPerencanaan Irigasi Kriteria PerencanaanBagian Jaringan Irigasi KP – 01.

*Finalis Lomba Menulis Esai Nasional 2019 “Generasi Millenial & Revolusi Industri 4.0

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.