Pendekatan Precision Farming dalam Pemupukan N, P, dan K pada Budidaya Tebu Studi Kasus di PT Gula Putih Mataram
PENDEKATAN PRECISION FARMING
DALAM PEMUPUKAN N, P, DAN K PADA BUDIDAYA TEBU
Studi Kasus di PT Gula Putih Mataram
SIGIT PRABAWA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang berjudul
PENDEKATAN PRECISION FARMING
DALAM PEMUPUKAN N, P, DAN K PADA BUDIDAYA TEBU
Studi Kasus di PT Gula Putih Mataram
(Precision Farming Approach in N, P, and K Fertilization of Sugar Cane
Cultivation: Case Study in PT Gula Putih Mataram)
adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dengan arahan Komisi
Pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun serta belum pernah dipublikasikan. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian
akhir disertasi ini.
Bogor, Agustus 2006
SIGIT PRABAWA
Nrp. 995102/TEP
ABSTRAK
SIGIT PRABAWA. Pendekatan Precision Farming dalam Pemupukan N, P, dan
K pada Budidaya Tebu: Studi Kasus di PT Gula Putih Mataram. Dibimbing oleh
BAMBANG PRAMUDYA, I WAYAN ASTIKA, RADITE PRAEKO AGUS
SETIAWAN dan ERNAN RUSTIADI.
Pada umumnya kegiatan pemupukan tidak memperhatikan keragaman
spasial kesuburan tanah yang ada. Hal ini dapat menyebabkan pemborosan
pupuk, penurunan produktivitas, peningkatan biaya produksi, penurunan
keuntungan, dan dampak negatif pada lingkungan. Masalah tersebut dapat diatasi
dengan pendekatan precision farming. Penelitian-penelitian tentang precision
farming , termasuk dalam hal pemupukan, sudah banyak dilakukan dengan
menggunakan beberapa tool seperti geostatistika, artificial neural network, sistem
informasi geografis, dan sistem pendukung keputusan.
Namun demikian
penelitian yang ada masing-masing hanya menggunakan satu tool atau gabungan
di antara tool tersebut. Penelitian ini dilakukan dengan menggabungkan keempat
tool tersebut. Penelitian ini mempunyai tujuan: a) menganalisa keragaman spasial
kandungan hara N, P, dan K di dalam petak lahan tebu; b) menganalisa
keragaman spasial produktivitas di dalam petak lahan tebu; c) menentukan
kebutuhan jumlah hara N, P, dan K pada target hasil tebu (yield) dan kadar gula
yang diharapkan; serta d) membuat piranti lunak sistem pendukung keputusan
untuk pendekatan precision farming dalam pemupukan pada budidaya tebu.
Penelitian telah dilaksanakan pada bulan April 2002–Juli 2003 di perkebunan tebu
PT Gula Putih Mataram, Wilayah Mataram Udik, Kecamatan Seputih Mataram,
Kabupaten Lampung Tengah, Propinsi Lampung. Plot-plot percobaan digunakan
untuk tiga jenis pemupukan, yaitu: a) pemupukan dengan dosis berdasarkan
rekomendasi pustaka, b) pemupukan dengan dosis berdasarkan target
produktivitas, dan c) pemupukan dengan dosis seragam. Setiap plot percobaan
dibagi dalam grid-grid. Penentuan dosis pupuk berdasarkan analisa tanah dan
daun. Pengambilan sampel tanah dan daun dilakukan dengan metode grid center.
Aplikasi pupuk dilakukan secara manual. Pemupukan dan pupuk yang digunakan
adalah pemupukan pertama (Urea + TSP) dan pemupukan kedua (Urea + KCl).
Pengamatan pertumbuhan vegetatif dilakukan terhadap jumlah anakan, tinggi
tanaman, diameter batang, jumlah daun, dan persentase gap. Selain itu juga
dilakukan pengamatan terhadap jumlah tebu roboh, kadar air tanah, persentase
penutupan gulma, serta tingkat serangan hama dan penyakit tanaman. Hasil tebu
tidak ditentukan dari pemanenan tetapi berdasarkan taksasi. Perangkat lunak
Backpro2N, GS+ for Windows, Surfer 8, dan ArcView 3.3 digunakan untuk
mendukung perangkat lunak yang dibuat dalam penelitian ini. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa pendekatan precision farming dalam pemupukan N, P, dan K
dapat menurunkan tingkat keragaman spasial kandungan hara N, P, dan K serta
menurunkan tingkat keragaman spasial pr oduktivitas lahan. Hasil penelitian juga
menunjukkan bahwa kandungan hara mempunyai keragaman spasial cukup
rendah–sedang untuk N, serta cukup rendah–cukup tinggi untuk P dan K.
Sedangkan produktivitas lahan mempunyai keragaman spasial rendah–agak
rendah. Sistem pendukung keputusan yang sudah dibangun (STRAFERT-PF)
dapat digunakan untuk: a) menentukan taksasi tebu; b) menentukan kebutuhan
jumlah hara N, P, dan K pada target hasil tebu (yield) dan kadar gula yang
diharapkan; c) menentukan dosis pupuk; d) melakukan analisa keragaman spasial;
e) membuat peta informasi lahan; dan f) melakukan analisa biaya. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa pemupukan dengan pendekatan precision framing
dapat menekan pemborosan penggunaan pupuk 53.47% untuk Urea, minimal
86.96% untuk TSP; meningkatkan produktivitas 7.6–10.7%; dan meningkatkan
keuntungan 1.09%. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa pemupukan
dengan pendekatan precision framing dapat menekan pemborosan penggunaan
pupuk yang berlebihan untuk KCl dan meningkatkan pertumbuhan vegetatif
tanaman.
ABSTRACT
SIGIT PRABAWA. Precision Farming Approach in N, P, and K Fertilization of
Sugar Cane Cultivation: Case Study in PT Gula Putih Mataram. Under the direction
of BAMBANG PRAMUDYA, I WAYAN ASTIKA, RADITE PRAEKO AGUS
SETIAWAN, and ERNAN RUSTIADI.
In general, fertilization practice in sugar cane plantation does not consider spatial
variability of soil fertility. The implications of this practice are wasting of fertilizer,
decreasing productivity, increasing production cost, decreasing profit, and giving
negative impact to the environment. This problem can be solved with application of
precision farming approach. Many researches on precision farming, including
fertilization activity, have been using many tools like geostatistics, artificial neural
network, geographical information system, and decision support system.
Nevertheless, those researches just use one tool or combination of two or three
tools. This research was done by combining all of the fourth tools. The objectives of
this research are: a) analyzing spatial variability of nutrient content of N, P, and K in
sugar cane field; b) analyzing spatial variability of productivity in sugar cane field;
c) determining N, P, and K requirement at a certain target of yield and sugar content;
and d) developing decision support system software to support N, P, and K
fertilization based on precision farming approach. The research was conducted from
April 2002 until July 2003 in PT Gula Putih Mataram sugar cane plantation, Mataram
Udik District, Central Lampung Regency, Lampung Province. The experiment used
three treatments of fertilization namely: a) dosage based on the literature reference, b)
dosage based on productivity target, and c) uniform dosage. Every block of
experimental plot was divided into grids. The determination of fertilization dosage
are based on the soil and leaf analysis. Soil and leaf samples were taken with grid
center method. Applications of fertilizer were done manually. Fertilizers used were
Urea + TSP for basic fertilization and Urea + KCl for second fertilization. The
observation of vegetative growth was done on stem population, height of plant,
diameter of stem, total number of leaf, and gap percentage. Besides, total number of
sugar cane lodge, soil water content, percentage of covering weeds, and level of plant
disease attack were observed. Yield is not determined from actual harvest yield but
was predicted based on plant population and stem height. Backpro2N, GS+ for
Windows, Surfer 8 and ArcView 3.3 were employed for software development. This
research showed that precision farming approach in fertilization of N, P, and K could
push the spatial variability of nutrient content and productivity. It also showed a
moderately low to moderate spatial variability for N and moderately low to
moderately high spatial variability for P and K. Land productivity has low to rather
low spatial variability. Decision support system that has been built (STRAFERT-P F)
can be used to: a) predict yield; b) determine N, P, and K requirement at a certain
target of yield and sugar content; c) determine fertilizer dosage; d) analyze spatial
variability; e) make field information map; and f) perform cost analysis. The result
of this research showed that fertilization with precision farming approach could push
the percentage of wasting fertilizer up to 53.47% for Urea and at least 86.96% for
TSP; increased productivity 7.6 – 10.7%, and increased profit 1.09%. It also showed
that fertilization with precision farming approach could push excessive fertilizer for
KCl and increase the plant vegetative growth.
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2006
Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan atau memperbanyak tanpa izin tertulis dari
Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam
bentuk apa pun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya.
10
PENDEKATAN PRECISION FARMING
DALAM PEMUPUKAN N, P, DAN K PADA BUDIDAYA TEBU
Studi Kasus di PT Gula Putuh Mataram
SIGIT PRABAWA
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Departemen Teknik Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
11
Judul Disertasi
Nama
NRP
: Pendekatan Precision Farming dalam Pemupukan N, P,
dan K pada Budidaya Tebu: Studi Kasus di PT Gula Putih
Mataram
: Sigit Prabawa
: 995102
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof.Dr.Ir. Bambang Pramudya, M.Eng.
Ketua
Dr.Ir. I Wayan Astika, M.Si.
Anggota
Dr.Ir. Ra dite Praeko Agus Setiawan, M.Agr.
Anggota
Dr.Ir. Ernan Rustiadi, M.Agr.
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu Keteknikan Pertanian
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof.Dr.Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr.
Dr.Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S.
Tanggal Ujian: 6 Juli 2006
Tanggal Lulus: ……………………… 2006
12
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian di lapang yang telah dilakukan sejak 22 September 2002 sampai dengan
12 September 2003 di PT Gula Putih Matar am – Lampung Tengah ini ialah
precision farming, dengan judul “Pendekatan Precision Farming dalam
Pemupukan N, P, dan K pada Budidaya Tebu: Studi Kasus di PT Gula Putih
Mataram”.
Terima kasih penulis haturkan kepada Bapak Prof.Dr.Ir. Bambang
Pramudya, M. Eng.; Bapak Dr.Ir. I Wayan Astika, M.Si.; Bapak Dr.Ir. Radite
Praeko Agus Setiawan, M.Agr; dan Bapak Dr.Ir. Ernan Rustiadi, M.Agr. selaku
pembimbing dan penguji yang telah banyak memberikan saran. Ucapan terima
kasih dan penghargaan penulis haturkan kepada Bapak Ir. Atang Sutandi, M.Si.,
Ph.D. (Staf Pengajar pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan,
Fakultas Pertanian IPB) dan Bapak Dr.Ir. Gunawan Sukarso, M.Sc. (Direktur PT
Tjandi Sewu Baru / Mantan Direktur Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia)
selaku Penguji Luar Komisi pada Ujian Terbuka. Ucapan terima kasih dan
penghargaan juga penulis haturkan kepada Bapak Prof.Dr.Ir. Supiandi Sabiham,
M.Agr. (Staf Pengajar pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan,
Fakultas Pertanian IPB / Dekan Fakultas Pertanian IPB) selaku Penguji Luar
Komisi pada Ujian Tertutup.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional
Republik Indonesia, yang telah memberikan beasiswa melalui program BPPS.
Selain itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Pimpinan dan segenap jajaran
PT Gula Putih Mataram yang telah memberikan fasilitas penelitian. Ungkapan
terima kasih juga disampaikan kepada istri, anak-anak, serta seluruh keluarga, atas
segala do’a, pengorbanan, perjuangan, dorongan, dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2006
Sigit Prabawa
13
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Yogyakarta pada tanggal 4 Mei 1964 sebagai anak
ke-4 (bungsu) dari pasangan Hendro Subardjo (almarhum) dan Sardjuni Siti
Ngatidjah (almarhumah). Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Mekanisasi
Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian UGM, lulus pada tahun 1990. Pada
tahun 1995, penulis diterima untuk program magister di Program Studi Ilmu
Keteknikan Pertanian pada Program Pascasarjana IPB dan menamatkannya pada
tahun 1998. Kesempatan untuk melanjutkan ke program doktor pada program
studi dan perguruan tinggi yang sama diperoleh pada tahun 1999. Beasiswa
pendidikan pascasarjana diperoleh dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi,
Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia.
Penulis bekerja sebagai tenaga pengajar di Program Studi Teknik
Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung sejak tahun 1990 sampai
dengan tahun 1999.
Bidang keahlian yang menjadi tanggung jawab penulis
adalah sistem dan manajemen mekanisasi pertanian.
Penulis menikah dengan Sukarni, S.Pt. pada tanggal 11 Februari 1997 dan
telah dikaruniai dua anak perempuan bernama Tresti Wikan Ayu Prabawarni
(Yogyakarta, 26 November 1997) dan Khansa Pinka Daniswara (Yogyakarta, 30
Maret 2004).
Selama mengikuti program S3, penulis menjadi anggota Perhimpunan
Teknik Pertanian.
Karya ilmiah berjudul “Analisis Keragaman Spasial Unsur
Hara Tanah Makro Primer melalui Analisis Semi-variogram” telah disajikan pada
Seminar Nasional Hasil-Hasil Penelitian Teknik Pertanian di Yogyakarta pada
bulan Desember 2005. Sebuah artikel telah diterbitkan dengan judul “Analisis
Keragaman Spasial Unsur Hara Tanah Makro Primer melalui Analisis Semivariogram” pada Prosiding Seminar Nasional Hasil-Hasil Penelitian Teknik
Pertanian Tahun 2005. Karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari program S3
penulis.
14
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL …………………………………………………………
xii
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………...
xiv
DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………...
xx
PENDAHULUAN ………………………………………………………...
Latar Belakang …………………………………………………….
Ruang Lingkup ……………………………………………………
Tujuan ……………………………………………………………..
Manfaat …………………………………………………………...
1
1
8
8
8
TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………………….
Budidaya Tebu ……………………………………………………
Pemupukan ………………………………………………………..
Precision Farming ………………………………………………...
Sistem Informasi Geografis ……………………………………….
Sistem Pendukung Keputusan …………………………………….
Geostatistika ………………………………………………………
Neural Network …………………………………………………...
Penelitian Terdahulu ………………………………………………
9
9
19
35
50
54
64
85
87
METODOLOGI …………………………………………………………..
Analisa Kebutuhan ………………………………………………..
Formulasi Masalah ………………………………………………..
Identifikasi Sistem ………………………………………………...
Pemodelan ………………………………………………………....
Tata Laksana Penelitian …………………………………………...
93
93
94
94
97
111
HASIL DAN PEMBAHASAN …………………………………………..
Keadaan Umum Lokasi Penelitian ………………………………..
Penelitian Pendahuluan …………………………………………....
Keragaman Spasial ………………………………………………..
Peta Informasi Laha n ……………………………………………..
Sistem Pendukung Keputusan …………………………………...
Analisa Pertumbuhan Vegetatif …………………………………..
Analisa Biaya ……………………………………………………...
152
152
159
164
193
221
232
251
SIMPULAN DAN SARAN ………………………………………….........
256
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………..
259
UCAPAN TERIMA KASIH ......................................................................
274
LAMPIRAN ……………………………………………………………….
277
15
DAFTAR TABEL
Halaman
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Pengaruh pemupukan nitrogen terhadap komposisi vegetatif
tanaman tebu ……………………………………………………...
Kandungan hara daun standar …………………………………….
Kandungan hara daun standar ………………….............................
Kandungan hara daun standar …………………………………….
Faktor koreksi hasil analisa daun …………………………………
Teknik dan metodologi kesisteman ……………………………….
Tabulasi nilai estimator dan bobot kriging dari Gambar 45 ………
Harga analisa laboratorium ………………………………………..
Harga pupuk ………………………………………………………
Deskripsi plot percobaan ……………………………………. ……
Standar umum klasifikasi keragaman spasial …………..…………
Standar khusus klasifikasi keragaman spasial untuk 11 kelas …...
Data training untuk program komputer penentuan dosis pupuk
Artificial Neural Network dengan metode back-propagation ……
Hubungan antara tekstur tanah dan berat jenis tanah ……………..
Nilai ttabel untuk uji beda nyata dengan one sample t-test …….......
Tabulasi analisa data ……………………………………………...
Luas areal tanam dan produksi PT Gula Putih Mataram Tahun
1984 – 2002 ……………………………………………………….
Hasil analisis tanah PT Gula Putih Mataram Tahun 1998 – 2001 …
Deskripsi varietas tebu yang ditanam di PT GPM ………………..
Data produksi beberapa petak lahan tebu di PT GPM, PT SIL,
dan PT ILP Tahun 1993 – 2002 ………………................................
Produktivitas lahan tebu Blok TU 1/14 PT GPM Tahun 2001 ……
Standar penggolongan kandungan hara tanah di PT Gula Putih
Mataram ………..............................................................................
Standar hara daun di PT Gula Putih Mataram ………………........
Dosis pupuk yang di terapkan di PT GPM, PT SIL, dan PT ILP
Tahun 1988 – 2002 ……………………………………………….
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial unsur
hara tanah N, P, dan K
……………………………………...
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial unsur
hara daun N, P, dan K ……………………………………...............
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
jumlah anakan tebu ……………………………………...............
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
jumlah anakan daun hijau
……………………………………...
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
jumlah anakan daun kering ……………………………………...
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
tinggi tebu ……………………………………................................
Parameter semi -variogram dan klasifika si keragaman spasial
diameter tebu ……………………………………............................
17
24
24
25
25
61
85
107
108
122
126
127
128
129
140
143
154
155
157
158
159
161
162
163
169
172
174
175
176
177
178
16
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
persentase gap ……………………………………..........................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi kera gaman spasial kadar
air tanah ……………………………………....................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
jumlah tebu roboh
……………………………………................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial bobot
biomassa tebu ……………………………………...........................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
persentase penutupan gulma …………………….............................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial bobot
tebu ……………………………………...........................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial bobot
nira ……………………………………............................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial nilai
Brix ……………………………………..........................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial kadar
gula ……………………………………...........................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial nilai
Purity …………………………………….........................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
rendemen tebu ……………………………………..........................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
taksasi …………………………………….......................................
Perbedaan kebutuhan pupuk dan tingkat inefisiensi pemupukan …
Deskripsi statistik rendemen dan taksasi setiap plot percobaan …..
Analisa biaya ………………………………………………………
179
180
180
181
182
183
183
184
184
185
185
186
210
250
252
17
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
Komposisi vegetatif tanaman tebu umur 12 bulan varietas 37-1933
Kecenderungan komposisi vegetatif tanaman tebu di Jawa .……...
Kecenderungan komposisi vegetatif tanaman tebu ……………….
Pengaruh potensi lahan terhadap hasil tebu dengan cara
pemupukan ………………………………………………………..
Nomograf tanah untuk penentuan dosis pupuk …………………..
SPAD Chlorophyll Meter ………………………………………....
Hubungan dan interaksi antara hara N, P 2 O5, dan K2O dalam
daun ……………………………………………………………….
Respon tanaman gandum beririgasi dan tanpa irigasi terhadap
Aplikasi nitrogen ………………………………………………….
Interaksi dalam Precision Farming …………………………….…
Siklus proses dalam precision farming …………………………...
Transfer data dalam pemantauan hasil dan sistem pemetaan …….
Mesin pemanen pengumpul data hasil untuk pemetaan …………..
Pengambilan sampel tanah berdasarkan grid ……………………..
Pengambilan sampel tanah dengan metode grid center ………….
Pengambilan sampel tanah dengan metode grid cell …………….
Alternatif pola pengambilan sampel tanah pada metode grid cell ...
Pengambilan sampel tanah pada soil type sampling ……………...
Soil Doctor dengan coulter pengindera …………………………..
Sistem VRA pada aplikator pupuk butiran model GS-MPV 8
modifikasi …………………………………………………………
Sensor lengas tanah pada varia ble-depth planter ………………...
Sistem pemantauan hasil panen tanaman butiran ………………...
Konsep Sistem Informasi Geografis …………………………..….
Komponen Sistem Informasi Geografis …………………………..
Komponen utama perangkat keras SIG …………………………..
Tahapan Pendekatan Sistem …………………………………..…..
Alur pikir kesisteman ……………………………………………..
Struktur dasar Sistem Pendukung Keputusan ………………..…...
Semi-variogram grid ……………………………………………...
Ilustrasi semi-variogram ………………………………………….
Ilustrasi plot data, lag distance, dan arah semi-variogram ……….
Bentuk-bentuk semi -variogram …………………………………..
Ilustrasi tingkat struktur spasial …………………………………..
Plot data nilai kalor ………………………………………………..
Ilustrasi kriging dengan 5 sampel untuk estimasi …………………
Ilustrasi kriging dengan 5 sampel untuk estimasi …………………
Ilustrasi dua semi-variogram dengan sill berbeda ………………...
Hasil kriging dari semi -variogram denga n sill 20 (a) dan sill 10 (b)
Ilustrasi dua semi-variogram dengan bentuk berbeda ………… ...
15
16
16
21
27
29
31
35
38
39
39
40
41
41
42
42
43
46
47
47
50
51
51
52
55
60
63
66
68
68
71
72
73
74
76
80
80
80
18
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
Hasil kriging dari semi -variogram dengan bentuk eksponensial (a)
Gaussian (b) ……………………………………………………….
Ilustrasi dua semi-variogram dengan nugget effect berbeda ……...
Hasil kriging dari semi -variogram tanpa nugget effect (a) dan
dengan nugget effect 10 (b) ………………………………………..
Ilustrasi dua semi-variogram dengan range berbeda ……………...
Hasil kriging dari semi -variogram dengan range 10 (a) dan
range 20 (b) ………………………………………………………
Ilustrasi dua semi-variogram dengan arah berbeda …………….....
Hasil kriging dari semi -variogram dengan isotropic (a) dan
isotropic (b) ……………………………………………………….
Ilustrasi kriging blok dan kriging titik …………………………….
Diagram neural network ………………………………………….
Diagram lingkar sebab-akibat pendekatan precision farming dalam
pemupukan N, P, dan K pada budidaya tebu …………………….
Diagram masukan-keluaran pendeka tan precision farming dalam
pemupukan N, P, dan K pada budidaya tebu …………………….
Kerangka sistem pendekatan precision farming dalam pemupukan
N, P, dan K pada budidaya tebu ……………………….…………
Konfigurasi Sistem Pendukung Keputusan untuk pendekatan
precision farming dalam pemupukan N, P, dan K pada budidaya
tebu ………………………………………………………………..
Ilustrasi plot regionalized variable ……………………………….
Arah semi -variogram …………………………………………….
Semi-variogram …………………………………………………..
Hubungan pemberian jumlah hara N dan P dengan hasil tebu dan
kadar gula pada pemupukan pertama …………………………….
Konfigurasi model neural network untuk pemupukan pertama
pada budidaya tebu dengan konsep dosis seragam …………..…….
Hubungan pemberian jumlah hara N dan K dengan hasil tebu dan
kadar gula pada pemupukan kedua dengan konsep dosis seragam .
Konfigurasi model neural network untuk pemupukan kedua pada
budidaya tebu ……………………………………………………....
Diagram alir tata laksana penelitian ……………………………….
Petak-petak lahan untuk Plot Percobaan A-PF, B-PF, dan C-DS ….
Petak lahan untuk Plot Percobaan D-DS dan E-PF …………….....
Pembuatan sel-sel di dalam plot percobaan ……………………….
Pemetaan plot percobaan ………………………………………….
Pembagian sel pada Plot Percobaan A-PF ………………………...
Pembagian sel pada Plot Percobaan B-PF ………………………..
Pembagian sel pada Plot Percobaan C-DS ………………………..
Pembagian sel pada Plot Percobaan D-DS ………………………..
Pembagian sel pada Plot Percobaan E -PF ………………………...
Alur tanam ganda (double row planting) ………………………….
Titik pengambilan sampel tanah pada setiap sel …………………..
Pemupukan dasar manual dengan cara tabur ……………………...
Juringan penga matan pertumbuhan vegetatif pada setiap sel ……..
Pengamatan tinggi tanaman tebu ………………………………….
81
81
81
82
82
82
83
84
86
95
96
97
98
100
100
101
101
102
103
104
112
116
117
118
118
119
120
121
122
123
124
124
129
130
132
19
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
Pengamatan jumlah anakan dan persentase gap tebu ……………..
Tanaman tebu varietas GP 94-2027 umur 1 bulan ………………...
Pengambilan sampel daun …………………………………………
Pengambilan sampel batang untuk analisa kemasakan dan taksasi ..
Pengamatan persentase penutupan gulma …………………………
Pengamatan hama dan penyakit tanaman tebu ……………………
Pengambilan sampel biomassa tanaman tebu ……………………..
Ringkasan diagram alir tata laksana penelitian ……………………
Peta lokasi PT Gula Putih Mataram ……………………………….
Semi-variogram kandungan N top soil tebu umur 1 minggu pada
Plot Percobaan A-PF sebelum pemupukan pertama ………............
Semi-variogram kandungan N top soil tebu umur 3 bulan pada Plot
Percobaan A-PF sebelum pemupukan kedua ……………………...
Semi-variogram kandungan P top soil tebu umur 1 minggu pada
Plot Percobaan A-PF sebelum pemupukan pertama ………............
Semi-variogram kandungan P top soil tebu umur 3 bulan pada Plot
Percobaan A-PF sebelum pemupukan kedua ……………………...
Semi-variogram kandungan N top soil tebu umur 1 minggu pada
Plot Percobaan C-DS sebelum pemupukan pertama ………...........
Semi-variogram kandungan N top soil tebu umur 3 bulan pada Plot
Percobaan C-DS sebelum pemupukan kedua ……………………..
Semi-variogram kandungan P top soil tebu umur 1 minggu pada
Plot Percobaan C-DS sebelum pemupukan pertama ………...........
Semi-variogram kandungan P top soil tebu umur 3 bulan pada Plot
Percobaan C-DS sebelum pemupukan kedua ……………………..
Semi-variogram Taksasi Awal tebu umur 6.5 bulan pada Plot
Percobaan A-PF …………………………………….……………...
Semi-variogram Taksasi Akhir tebu umur 9.5 bulan pada Plot
Percobaan A-PF …………………………………….……………...
Semi-variogram Taksasi Awal tebu umur 6.5 bulan pada Plot
Percobaan C-DS …………………………………….……………...
Semi-variogram Taksasi Akhir tebu umur 9.5 bulan pada Plot
Percobaan C-DS …………………………………….……………...
Perbedaan kebutuhan pupuk Urea pada Plot Percobaan A-PF ……
Perbedaan kebutuhan pupuk Urea pada Plot Percobaan B-PF ……
Perbedaan kebutuhan pupuk Urea pada Plot Percobaan C-DS ……
Perbedaan kebutuhan pupuk Urea pada Plot Percobaan D-DS …...
Perbedaan kebutuhan pupuk Urea pada Plot Percobaan E-PF …….
Perbedaan kebutuhan pupuk TSP pada Plot Percobaan A-PF …….
Perbedaan kebutuhan pupuk TSP pada Plot Percobaan B-PF …….
Perbedaan kebutuhan pupuk TSP pada Plot Percobaan C-DS …….
Perbedaan kebutuhan pupuk TSP pada Plot Percobaan D-DS ……
Perbedaan kebutuhan pupuk TSP pada Plot Percobaan E-PF ….....
Perbedaan kebutuhan pupuk KCl pada Plot Percobaan A-PF …….
Perbedaan kebutuhan pupuk KCl pada Plot Percobaan B-PF …….
Perbedaan kebutuhan pupuk KCl pada Plot Percobaan C-DS ….....
Perbedaan kebutuhan pupuk KCl pada Plot Percobaan D-DS ….....
Perbedaan kebutuhan pupuk KCl pada P lot Percobaan E-PF ……..
133
133
134
136
137
137
138
143
153
187
187
188
188
189
189
190
190
191
191
192
192
195
195
196
196
197
197
198
198
199
199
200
200
201
201
202
20
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
Perbedaan kebutuhan pupuk antara precision farming dan dosis
seragam pada Plot Percobaan A-PF ……………………………….
Perbedaan kebutuhan pupuk antara precision farming dan dosis
seragam pada Plot Percobaan B-PF ……………………………….
Perbedaan kebutuhan pupuk antara precision farming dan dosis
seragam pada Plot Percobaan C-DS ………………………………
Perbedaan kebutuhan pupuk antara precision farming dan dosis
seragam pada Plot Percobaan D-DS ………………………………
Perbedaan kebutuha n pupuk antara precision farming dan dosis
seragam pada Plot Percobaan E-PF ……………………………….
Deviasi pupuk per sel Plot Percobaan A-PF ………………………
Deviasi pupuk Plot Percobaan A-PF ………………………………
Deviasi pupuk per sel Plot Percobaan B-PF ………………………
Deviasi pupuk Plot Percobaan B-PF ………………………………
Deviasi pupuk per sel Plot Percobaan C-DS ………………………
Deviasi pupuk Plot Percobaan C-DS ……………………………...
Deviasi pupuk per sel Plot Percobaan D-DS ……………………...
Deviasi pupuk Plot Percobaan D-DS ……………………………..
Deviasi pupuk per sel Plot Percobaan E-PF ………………………
Deviasi pupuk Plot Percobaan E-PF ………………………………
Tingkat inefisiensi pemupukan setiap plot percobaan …………….
Peta spasial kelebihan pupuk Urea pada pemupukan pertama Plot
Percobaan A-PF …………………………………………………...
Peta spasial kelebihan pupuk TSP pada pemupukan pertama Plot
Percobaan A-PF ……………………………………………………
Peta spasial kekurangan pupuk Urea pada pemupukan kedua Plot
Percobaan A -PF …………………………………………………...
Peta spasial kekurangan pupuk KCl pada pemupukan kedua Plot
Percobaan A-PF …………………………………………………...
Peta spasial kelebihan pupuk Urea pada pemupukan pertama Plot
Percobaan B-PF …………………………………………………...
Peta spasial kelebihan pupuk TSP pada pemupukan kedua Plot
Percobaan B-PF ……………………………………………………
Peta spasial kelebihan/kekurangan pupuk Urea pada pemupukan
kedua Plot Percobaan B-PF ……………………………………….
Peta spasial kelebihan/kekurangan pupuk KCl pada pemupukan
kedua Plot Percobaan B-PF ……………………………………….
Peta spasial kelebihan pupuk Urea pada pemupukan pertama Plot
Percobaan C-DS ……………………………………………………
Peta spasial kelebihan pupuk TSP pada pemupukan pertama Plot
Percobaan C-DS ……………………………………………………
Peta spasial kekurangan pupuk Urea pada pemupukan kedua Plot
Percobaan C-DS …………………………………………………...
Peta spasial kelebihan pupuk KCl pada pemupukan kedua Plot
Percobaan C-DS …………………………………………………..
Peta spasial kelebihan pupuk Urea pada pemupukan pertama Plot
Percobaan D-DS …………………………………………………..
Peta spasial kelebihan/kekurangan pupuk TSP pada pemupukan
202
203
203
204
204
205
205
206
206
207
207
208
208
209
209
210
211
211
212
212
213
213
214
214
215
215
216
216
217
21
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
pertama Plot Percobaan D-DS …………………………………….
Peta spasial kekurangan pupuk Urea pada pemupukan kedua Plot
Percobaan D-DS ……………………………………………...........
Peta spasial kekurangan pupuk KCl pada pemupukan kedua Plot
Percobaan D-DS ……………………………………………...........
Peta spasial kelebihan pupuk Urea pada pemupukan pertama Plot
Percobaan E-PF ……………………………………………………
Peta spasial kelebihan/kekurangan pupuk TSP pada pemupukan
pertama Plot Percobaan E-PF ……………………………………..
Peta spasial kekurangan pupuk Urea pada pemupukan kedua Plot
Plot Percobaan E-PF ………………………………………………
Peta spasial kekurangan pupuk KCl pada pemupukan kedua Plot
Plot Percobaan E-PF ………………………………………………
Tampilan awal SPK Strategi Pemupukan pada Budidaya Tebu
dengan Pendekatan Precision Farming ……………………………
Tampilan menu utama SPK Pendekatan Precision Farming dalam
Pemupukan N, P, dan K pada Budidaya Tebu ………………….....
Tampilan menu Model Hasil Tebu ………………………………..
Tampilan menu program Artificial Neural Network (ANN) ……….
Tampilan menu Model Pemupukan untuk pupuk pertama dengan
target produktivitas melalui ANN ………………………………….
Tampilan menu Model Pemupukan untuk pupuk kedua dengan
target produktivitas melalui ANN ………………………………….
Tampilan menu Model Pemupukan untuk pupuk pertama dengan
rekomendasi pustaka ………………………………………………
Tampilan menu Model Pemupukan untuk pupuk kedua dengan
rekomendasi pustaka ………………………………………………
Tampilan menu Model Geostatistika ……………………………...
Tampilan analisa keragaman spasial dengan GS + for Windows …..
Tampilan contoh keluaran analisa keragaman spasial …………….
Tampilan pembuatan kontur dengan Surfer 8 ……………………..
Tampilan Model Spasial dengan ArcView 3.3 …………………….
Tampilan menu Model Finansial ………………………………….
Tampilan menu Help ………………………………………………
Kecenderungan pertumbuhan hara tanah N ……………………….
Kecenderungan pertumbuhan hara tanah P ………………………..
Kecenderungan pertumbuhan hara tanah K ……………………….
Kecenderungan pertumbuhan hara daun N ……………….………
Kecenderungan pertumbuhan hara daun P ……………….……….
Kecenderungan pertumbuhan hara daun K ……………….……….
Kecenderungan pertumbuhan jumlah anakan tebu ………………..
Kecenderungan pertumbuhan jumlah daun hijau tebu …………….
Kecenderungan pertumbuhan jumlah daun kering tebu …………..
Kecenderungan pertumbuhan diameter tebu ………………….......
Kecenderungan pertumbuhan tinggi tanaman tebu ……………….
Kecenderungan pertumbuhan persentase gap tebu ……………….
Kecenderungan pertumbuhan jumla h tebu roboh …………………
Kecenderungan pertumbuhan penutupan gulma ………………….
217
218
218
219
219
220
220
224
225
225
226
226
227
227
228
228
229
229
229
230
230
231
234
235
236
237
237
237
238
239
240
241
242
243
244
244
22
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
Kecenderungan pertumbuhan bobot tebu …………………………
Kecenderungan pertumbuhan nilai Pol ……………………………
Kecenderungan pertumbuhan nilai rendemen …………………….
Kecenderungan pertumbuhan nilai taksasi ………………………..
Kecenderungan pertumbuhan kadar air tanah …………………….
Perbandingan bobot biomassa akar tebu ……………......................
Perbandingan bobot biomassa tunggul tebu ……………………...
Perbandingan bobot biomassa batang tebu …………......................
Perbandingan bobot biomassa daun ……………………………….
Perbandingan bobot biomassa pucuk ……………………………..
Perbandingan jumlah ruas tebu …………………………………...
Histogram rendemen pada taksasi awal ………………………….
Histogram taksasi awal …………………………………………..
Biaya analisa sampel ……………………………………………...
Biaya pengambilan sampel ………………………………………..
Biaya jumlah pupuk ………………………………………………
245
245
246
246
247
248
248
248
249
249
249
250
251
253
253
254
23
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Akurasi program Artificial Neural Network (ANN) pada penentuan
jumlah hara yang dibutuhkan ……………………………………...
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea pertama Plot
Percobaan A-PF …………………………………………………...
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis TSP Plot Percobaan
A-PF ……………………………………………….………………
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea kedua Plot
Percobaan A-PF …………………………………………………...
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis KCl Plot Percobaan
A-PF ……………………………………………………………….
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea pertama Plot
Percobaan B-PF …………………………………………………...
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis TSP Plot Percobaan
B-PF ……………………………………………………………….
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea kedua Plot
Percobaan B-PF ……………………………………………….......
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis KCl Plot Percobaan
B-PF ……………………………………………………………….
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea pertama Plot
Percobaan C-DS …………………………………………………...
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea kedua Plot
Percobaan C-DS ……………….......................................................
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea pertama Plot
Percobaan D-DS ………………….. ………………………………
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis TSP Plot Percobaan
D-DS ………………………………………………………………
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea kedua Plot
Percobaan D-DS ………………......................................................
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis KCl Plot Percobaan
D-DS ………………………………………………………………
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea pertama Plot
Percobaan E-PF ……………………………………………………
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis TSP Plot Percobaan
E-PF ……………………………………………………………….
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea kedua Plot
Percobaan E-PF ……………….......................................................
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis KCl Plot Percobaan
E-PF ……………………………………………………………….
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan A-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan A-PF ………………………………………..
278
281
281
282
282
283
283
284
284
285
285
286
286
287
287
288
288
289
289
290
290
24
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan B-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan B-PF ………………………………………..
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan C-DS ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan C-DS ………………………………………..
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan D-DS ………………………………………..
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan D-DS ………………………………………..
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan E-PF …………………………………………
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan E-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan A-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada ta ksasi
akhir Plot Percobaan A-PF ……………………………...................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan B-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan B-PF ……………………………...................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan C-DS ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan C-DS ………………………………………..
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan D-DS ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan D-DS ……………………………..................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan E-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan E-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi awal Plot Percobaan
A-PF …………………….................................................................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi akhir Plot Percobaan
A-PF ……………………………………………………………….
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi awal Plot Percobaan
B-PF …………………….................................................................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi akhir Plot Percobaan
B-PF ……………………………………………………………….
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi awal Plot Percobaan
C-DS ……………………................................................................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi akhir Plot Percobaan
C-DS ………………………………………………………………
291
291
292
292
293
293
294
294
295
295
296
296
297
297
298
298
299
299
300
300
301
301
302
302
25
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi awal Plot Percobaan
D-DS ……………………................................................................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi akhir Plot Percobaan
D-DS ………………………………………………………………
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi awal Plot Percobaan
E-PF …………………….................................................................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi akhir Plot Percobaan
E-PF ……………………………………………………………….
Uji beda nyata rata -rata kadar gula setiap plot percobaan terhadap
nilai pembanding dengan metode one-sample t test pada taraf
kepercayaan 95% ……………….………………………………….
Uji beda nyata rata -rata rendemen setiap plot percobaan terhadap
nilai pembanding dengan metode one-sample t test pada taraf
kepercayaan 95% ……………….………………………………….
Uji beda nyata rata -rata taksasi setiap plot percobaan terhadap nilai
pembanding dengan metode one-sample t test pada taraf
kepercayaan 95% ……………….………………………………….
Uji beda nyata antara rata -rata pada taksasi awal dan akhir setiap
plot percobaan dengan metode paired-sample t test pada taraf
kepercayaan 95% …………………………………………………..
Uji beda nyata antara rata -rata taksasi awal dan setiap plot
percobaan dengan metode one -sample t test pada taraf kepercayaan
95% ……………….………………………………………………..
Uji beda nyata antar plot percobaan dengan metode One Way
ANOVA …………………………………………………………….
Pengamatan hama dan penyakit …………………………………...
303
303
304
304
305
306
307
308
308
309
313
26
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Gula merupakan salah satu dari sembilan bahan pokok kebutuhan hidup
sehari-hari yang sangat penting.
Kebutuhan gula nasional tahun 2001 yaitu
3,400,000 ton, sementara produksi dalam negeri hanya 1,700,000 ton, sehingga
diperlukan impor 1,700,000 ton (World Sugar Market and Trade 2001 dalam
GPM, 2002). Kebutuhan gula nasional tersebut meningkat dari tahun ke tahun
dan pada tahun 2005/2006 dilaporkan kebutuhan gula nasional sebesar 3,800,000
ton (USDA, 2005 dalam PSE, 2006). Program yang dicanangkan oleh
Departemen Pertanian sampai dengan tahun 2004 adalah target terjadinya
pengurangan volume impor dari sekitar 1.7 juta ton pada tahun 2001 menjadi satu
juta ton pada tahun 2004. Hal ini dicapai dengan meningkatkan produktivitas dari
4.7 ton hablur per hektar menjadi 8 ton hablur per hektar, dan peningkatan
produksi gula sekitar 200,000 ton per tahun. Satu hal yang penting dan perlu
diketahui bahwa produksi gula dalam negeri ternyata tidak mencukupi untuk
memenuhi kebutuhan nasional setiap
DALAM PEMUPUKAN N, P, DAN K PADA BUDIDAYA TEBU
Studi Kasus di PT Gula Putih Mataram
SIGIT PRABAWA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang berjudul
PENDEKATAN PRECISION FARMING
DALAM PEMUPUKAN N, P, DAN K PADA BUDIDAYA TEBU
Studi Kasus di PT Gula Putih Mataram
(Precision Farming Approach in N, P, and K Fertilization of Sugar Cane
Cultivation: Case Study in PT Gula Putih Mataram)
adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dengan arahan Komisi
Pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun serta belum pernah dipublikasikan. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian
akhir disertasi ini.
Bogor, Agustus 2006
SIGIT PRABAWA
Nrp. 995102/TEP
ABSTRAK
SIGIT PRABAWA. Pendekatan Precision Farming dalam Pemupukan N, P, dan
K pada Budidaya Tebu: Studi Kasus di PT Gula Putih Mataram. Dibimbing oleh
BAMBANG PRAMUDYA, I WAYAN ASTIKA, RADITE PRAEKO AGUS
SETIAWAN dan ERNAN RUSTIADI.
Pada umumnya kegiatan pemupukan tidak memperhatikan keragaman
spasial kesuburan tanah yang ada. Hal ini dapat menyebabkan pemborosan
pupuk, penurunan produktivitas, peningkatan biaya produksi, penurunan
keuntungan, dan dampak negatif pada lingkungan. Masalah tersebut dapat diatasi
dengan pendekatan precision farming. Penelitian-penelitian tentang precision
farming , termasuk dalam hal pemupukan, sudah banyak dilakukan dengan
menggunakan beberapa tool seperti geostatistika, artificial neural network, sistem
informasi geografis, dan sistem pendukung keputusan.
Namun demikian
penelitian yang ada masing-masing hanya menggunakan satu tool atau gabungan
di antara tool tersebut. Penelitian ini dilakukan dengan menggabungkan keempat
tool tersebut. Penelitian ini mempunyai tujuan: a) menganalisa keragaman spasial
kandungan hara N, P, dan K di dalam petak lahan tebu; b) menganalisa
keragaman spasial produktivitas di dalam petak lahan tebu; c) menentukan
kebutuhan jumlah hara N, P, dan K pada target hasil tebu (yield) dan kadar gula
yang diharapkan; serta d) membuat piranti lunak sistem pendukung keputusan
untuk pendekatan precision farming dalam pemupukan pada budidaya tebu.
Penelitian telah dilaksanakan pada bulan April 2002–Juli 2003 di perkebunan tebu
PT Gula Putih Mataram, Wilayah Mataram Udik, Kecamatan Seputih Mataram,
Kabupaten Lampung Tengah, Propinsi Lampung. Plot-plot percobaan digunakan
untuk tiga jenis pemupukan, yaitu: a) pemupukan dengan dosis berdasarkan
rekomendasi pustaka, b) pemupukan dengan dosis berdasarkan target
produktivitas, dan c) pemupukan dengan dosis seragam. Setiap plot percobaan
dibagi dalam grid-grid. Penentuan dosis pupuk berdasarkan analisa tanah dan
daun. Pengambilan sampel tanah dan daun dilakukan dengan metode grid center.
Aplikasi pupuk dilakukan secara manual. Pemupukan dan pupuk yang digunakan
adalah pemupukan pertama (Urea + TSP) dan pemupukan kedua (Urea + KCl).
Pengamatan pertumbuhan vegetatif dilakukan terhadap jumlah anakan, tinggi
tanaman, diameter batang, jumlah daun, dan persentase gap. Selain itu juga
dilakukan pengamatan terhadap jumlah tebu roboh, kadar air tanah, persentase
penutupan gulma, serta tingkat serangan hama dan penyakit tanaman. Hasil tebu
tidak ditentukan dari pemanenan tetapi berdasarkan taksasi. Perangkat lunak
Backpro2N, GS+ for Windows, Surfer 8, dan ArcView 3.3 digunakan untuk
mendukung perangkat lunak yang dibuat dalam penelitian ini. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa pendekatan precision farming dalam pemupukan N, P, dan K
dapat menurunkan tingkat keragaman spasial kandungan hara N, P, dan K serta
menurunkan tingkat keragaman spasial pr oduktivitas lahan. Hasil penelitian juga
menunjukkan bahwa kandungan hara mempunyai keragaman spasial cukup
rendah–sedang untuk N, serta cukup rendah–cukup tinggi untuk P dan K.
Sedangkan produktivitas lahan mempunyai keragaman spasial rendah–agak
rendah. Sistem pendukung keputusan yang sudah dibangun (STRAFERT-PF)
dapat digunakan untuk: a) menentukan taksasi tebu; b) menentukan kebutuhan
jumlah hara N, P, dan K pada target hasil tebu (yield) dan kadar gula yang
diharapkan; c) menentukan dosis pupuk; d) melakukan analisa keragaman spasial;
e) membuat peta informasi lahan; dan f) melakukan analisa biaya. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa pemupukan dengan pendekatan precision framing
dapat menekan pemborosan penggunaan pupuk 53.47% untuk Urea, minimal
86.96% untuk TSP; meningkatkan produktivitas 7.6–10.7%; dan meningkatkan
keuntungan 1.09%. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa pemupukan
dengan pendekatan precision framing dapat menekan pemborosan penggunaan
pupuk yang berlebihan untuk KCl dan meningkatkan pertumbuhan vegetatif
tanaman.
ABSTRACT
SIGIT PRABAWA. Precision Farming Approach in N, P, and K Fertilization of
Sugar Cane Cultivation: Case Study in PT Gula Putih Mataram. Under the direction
of BAMBANG PRAMUDYA, I WAYAN ASTIKA, RADITE PRAEKO AGUS
SETIAWAN, and ERNAN RUSTIADI.
In general, fertilization practice in sugar cane plantation does not consider spatial
variability of soil fertility. The implications of this practice are wasting of fertilizer,
decreasing productivity, increasing production cost, decreasing profit, and giving
negative impact to the environment. This problem can be solved with application of
precision farming approach. Many researches on precision farming, including
fertilization activity, have been using many tools like geostatistics, artificial neural
network, geographical information system, and decision support system.
Nevertheless, those researches just use one tool or combination of two or three
tools. This research was done by combining all of the fourth tools. The objectives of
this research are: a) analyzing spatial variability of nutrient content of N, P, and K in
sugar cane field; b) analyzing spatial variability of productivity in sugar cane field;
c) determining N, P, and K requirement at a certain target of yield and sugar content;
and d) developing decision support system software to support N, P, and K
fertilization based on precision farming approach. The research was conducted from
April 2002 until July 2003 in PT Gula Putih Mataram sugar cane plantation, Mataram
Udik District, Central Lampung Regency, Lampung Province. The experiment used
three treatments of fertilization namely: a) dosage based on the literature reference, b)
dosage based on productivity target, and c) uniform dosage. Every block of
experimental plot was divided into grids. The determination of fertilization dosage
are based on the soil and leaf analysis. Soil and leaf samples were taken with grid
center method. Applications of fertilizer were done manually. Fertilizers used were
Urea + TSP for basic fertilization and Urea + KCl for second fertilization. The
observation of vegetative growth was done on stem population, height of plant,
diameter of stem, total number of leaf, and gap percentage. Besides, total number of
sugar cane lodge, soil water content, percentage of covering weeds, and level of plant
disease attack were observed. Yield is not determined from actual harvest yield but
was predicted based on plant population and stem height. Backpro2N, GS+ for
Windows, Surfer 8 and ArcView 3.3 were employed for software development. This
research showed that precision farming approach in fertilization of N, P, and K could
push the spatial variability of nutrient content and productivity. It also showed a
moderately low to moderate spatial variability for N and moderately low to
moderately high spatial variability for P and K. Land productivity has low to rather
low spatial variability. Decision support system that has been built (STRAFERT-P F)
can be used to: a) predict yield; b) determine N, P, and K requirement at a certain
target of yield and sugar content; c) determine fertilizer dosage; d) analyze spatial
variability; e) make field information map; and f) perform cost analysis. The result
of this research showed that fertilization with precision farming approach could push
the percentage of wasting fertilizer up to 53.47% for Urea and at least 86.96% for
TSP; increased productivity 7.6 – 10.7%, and increased profit 1.09%. It also showed
that fertilization with precision farming approach could push excessive fertilizer for
KCl and increase the plant vegetative growth.
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2006
Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan atau memperbanyak tanpa izin tertulis dari
Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam
bentuk apa pun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya.
10
PENDEKATAN PRECISION FARMING
DALAM PEMUPUKAN N, P, DAN K PADA BUDIDAYA TEBU
Studi Kasus di PT Gula Putuh Mataram
SIGIT PRABAWA
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Departemen Teknik Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
11
Judul Disertasi
Nama
NRP
: Pendekatan Precision Farming dalam Pemupukan N, P,
dan K pada Budidaya Tebu: Studi Kasus di PT Gula Putih
Mataram
: Sigit Prabawa
: 995102
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof.Dr.Ir. Bambang Pramudya, M.Eng.
Ketua
Dr.Ir. I Wayan Astika, M.Si.
Anggota
Dr.Ir. Ra dite Praeko Agus Setiawan, M.Agr.
Anggota
Dr.Ir. Ernan Rustiadi, M.Agr.
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu Keteknikan Pertanian
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof.Dr.Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr.
Dr.Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S.
Tanggal Ujian: 6 Juli 2006
Tanggal Lulus: ……………………… 2006
12
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian di lapang yang telah dilakukan sejak 22 September 2002 sampai dengan
12 September 2003 di PT Gula Putih Matar am – Lampung Tengah ini ialah
precision farming, dengan judul “Pendekatan Precision Farming dalam
Pemupukan N, P, dan K pada Budidaya Tebu: Studi Kasus di PT Gula Putih
Mataram”.
Terima kasih penulis haturkan kepada Bapak Prof.Dr.Ir. Bambang
Pramudya, M. Eng.; Bapak Dr.Ir. I Wayan Astika, M.Si.; Bapak Dr.Ir. Radite
Praeko Agus Setiawan, M.Agr; dan Bapak Dr.Ir. Ernan Rustiadi, M.Agr. selaku
pembimbing dan penguji yang telah banyak memberikan saran. Ucapan terima
kasih dan penghargaan penulis haturkan kepada Bapak Ir. Atang Sutandi, M.Si.,
Ph.D. (Staf Pengajar pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan,
Fakultas Pertanian IPB) dan Bapak Dr.Ir. Gunawan Sukarso, M.Sc. (Direktur PT
Tjandi Sewu Baru / Mantan Direktur Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia)
selaku Penguji Luar Komisi pada Ujian Terbuka. Ucapan terima kasih dan
penghargaan juga penulis haturkan kepada Bapak Prof.Dr.Ir. Supiandi Sabiham,
M.Agr. (Staf Pengajar pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan,
Fakultas Pertanian IPB / Dekan Fakultas Pertanian IPB) selaku Penguji Luar
Komisi pada Ujian Tertutup.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional
Republik Indonesia, yang telah memberikan beasiswa melalui program BPPS.
Selain itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Pimpinan dan segenap jajaran
PT Gula Putih Mataram yang telah memberikan fasilitas penelitian. Ungkapan
terima kasih juga disampaikan kepada istri, anak-anak, serta seluruh keluarga, atas
segala do’a, pengorbanan, perjuangan, dorongan, dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2006
Sigit Prabawa
13
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Yogyakarta pada tanggal 4 Mei 1964 sebagai anak
ke-4 (bungsu) dari pasangan Hendro Subardjo (almarhum) dan Sardjuni Siti
Ngatidjah (almarhumah). Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Mekanisasi
Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian UGM, lulus pada tahun 1990. Pada
tahun 1995, penulis diterima untuk program magister di Program Studi Ilmu
Keteknikan Pertanian pada Program Pascasarjana IPB dan menamatkannya pada
tahun 1998. Kesempatan untuk melanjutkan ke program doktor pada program
studi dan perguruan tinggi yang sama diperoleh pada tahun 1999. Beasiswa
pendidikan pascasarjana diperoleh dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi,
Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia.
Penulis bekerja sebagai tenaga pengajar di Program Studi Teknik
Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung sejak tahun 1990 sampai
dengan tahun 1999.
Bidang keahlian yang menjadi tanggung jawab penulis
adalah sistem dan manajemen mekanisasi pertanian.
Penulis menikah dengan Sukarni, S.Pt. pada tanggal 11 Februari 1997 dan
telah dikaruniai dua anak perempuan bernama Tresti Wikan Ayu Prabawarni
(Yogyakarta, 26 November 1997) dan Khansa Pinka Daniswara (Yogyakarta, 30
Maret 2004).
Selama mengikuti program S3, penulis menjadi anggota Perhimpunan
Teknik Pertanian.
Karya ilmiah berjudul “Analisis Keragaman Spasial Unsur
Hara Tanah Makro Primer melalui Analisis Semi-variogram” telah disajikan pada
Seminar Nasional Hasil-Hasil Penelitian Teknik Pertanian di Yogyakarta pada
bulan Desember 2005. Sebuah artikel telah diterbitkan dengan judul “Analisis
Keragaman Spasial Unsur Hara Tanah Makro Primer melalui Analisis Semivariogram” pada Prosiding Seminar Nasional Hasil-Hasil Penelitian Teknik
Pertanian Tahun 2005. Karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari program S3
penulis.
14
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL …………………………………………………………
xii
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………...
xiv
DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………...
xx
PENDAHULUAN ………………………………………………………...
Latar Belakang …………………………………………………….
Ruang Lingkup ……………………………………………………
Tujuan ……………………………………………………………..
Manfaat …………………………………………………………...
1
1
8
8
8
TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………………….
Budidaya Tebu ……………………………………………………
Pemupukan ………………………………………………………..
Precision Farming ………………………………………………...
Sistem Informasi Geografis ……………………………………….
Sistem Pendukung Keputusan …………………………………….
Geostatistika ………………………………………………………
Neural Network …………………………………………………...
Penelitian Terdahulu ………………………………………………
9
9
19
35
50
54
64
85
87
METODOLOGI …………………………………………………………..
Analisa Kebutuhan ………………………………………………..
Formulasi Masalah ………………………………………………..
Identifikasi Sistem ………………………………………………...
Pemodelan ………………………………………………………....
Tata Laksana Penelitian …………………………………………...
93
93
94
94
97
111
HASIL DAN PEMBAHASAN …………………………………………..
Keadaan Umum Lokasi Penelitian ………………………………..
Penelitian Pendahuluan …………………………………………....
Keragaman Spasial ………………………………………………..
Peta Informasi Laha n ……………………………………………..
Sistem Pendukung Keputusan …………………………………...
Analisa Pertumbuhan Vegetatif …………………………………..
Analisa Biaya ……………………………………………………...
152
152
159
164
193
221
232
251
SIMPULAN DAN SARAN ………………………………………….........
256
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………..
259
UCAPAN TERIMA KASIH ......................................................................
274
LAMPIRAN ……………………………………………………………….
277
15
DAFTAR TABEL
Halaman
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Pengaruh pemupukan nitrogen terhadap komposisi vegetatif
tanaman tebu ……………………………………………………...
Kandungan hara daun standar …………………………………….
Kandungan hara daun standar ………………….............................
Kandungan hara daun standar …………………………………….
Faktor koreksi hasil analisa daun …………………………………
Teknik dan metodologi kesisteman ……………………………….
Tabulasi nilai estimator dan bobot kriging dari Gambar 45 ………
Harga analisa laboratorium ………………………………………..
Harga pupuk ………………………………………………………
Deskripsi plot percobaan ……………………………………. ……
Standar umum klasifikasi keragaman spasial …………..…………
Standar khusus klasifikasi keragaman spasial untuk 11 kelas …...
Data training untuk program komputer penentuan dosis pupuk
Artificial Neural Network dengan metode back-propagation ……
Hubungan antara tekstur tanah dan berat jenis tanah ……………..
Nilai ttabel untuk uji beda nyata dengan one sample t-test …….......
Tabulasi analisa data ……………………………………………...
Luas areal tanam dan produksi PT Gula Putih Mataram Tahun
1984 – 2002 ……………………………………………………….
Hasil analisis tanah PT Gula Putih Mataram Tahun 1998 – 2001 …
Deskripsi varietas tebu yang ditanam di PT GPM ………………..
Data produksi beberapa petak lahan tebu di PT GPM, PT SIL,
dan PT ILP Tahun 1993 – 2002 ………………................................
Produktivitas lahan tebu Blok TU 1/14 PT GPM Tahun 2001 ……
Standar penggolongan kandungan hara tanah di PT Gula Putih
Mataram ………..............................................................................
Standar hara daun di PT Gula Putih Mataram ………………........
Dosis pupuk yang di terapkan di PT GPM, PT SIL, dan PT ILP
Tahun 1988 – 2002 ……………………………………………….
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial unsur
hara tanah N, P, dan K
……………………………………...
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial unsur
hara daun N, P, dan K ……………………………………...............
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
jumlah anakan tebu ……………………………………...............
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
jumlah anakan daun hijau
……………………………………...
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
jumlah anakan daun kering ……………………………………...
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
tinggi tebu ……………………………………................................
Parameter semi -variogram dan klasifika si keragaman spasial
diameter tebu ……………………………………............................
17
24
24
25
25
61
85
107
108
122
126
127
128
129
140
143
154
155
157
158
159
161
162
163
169
172
174
175
176
177
178
16
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
persentase gap ……………………………………..........................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi kera gaman spasial kadar
air tanah ……………………………………....................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
jumlah tebu roboh
……………………………………................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial bobot
biomassa tebu ……………………………………...........................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
persentase penutupan gulma …………………….............................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial bobot
tebu ……………………………………...........................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial bobot
nira ……………………………………............................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial nilai
Brix ……………………………………..........................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial kadar
gula ……………………………………...........................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial nilai
Purity …………………………………….........................................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
rendemen tebu ……………………………………..........................
Parameter semi -variogram dan klasifikasi keragaman spasial
taksasi …………………………………….......................................
Perbedaan kebutuhan pupuk dan tingkat inefisiensi pemupukan …
Deskripsi statistik rendemen dan taksasi setiap plot percobaan …..
Analisa biaya ………………………………………………………
179
180
180
181
182
183
183
184
184
185
185
186
210
250
252
17
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
Komposisi vegetatif tanaman tebu umur 12 bulan varietas 37-1933
Kecenderungan komposisi vegetatif tanaman tebu di Jawa .……...
Kecenderungan komposisi vegetatif tanaman tebu ……………….
Pengaruh potensi lahan terhadap hasil tebu dengan cara
pemupukan ………………………………………………………..
Nomograf tanah untuk penentuan dosis pupuk …………………..
SPAD Chlorophyll Meter ………………………………………....
Hubungan dan interaksi antara hara N, P 2 O5, dan K2O dalam
daun ……………………………………………………………….
Respon tanaman gandum beririgasi dan tanpa irigasi terhadap
Aplikasi nitrogen ………………………………………………….
Interaksi dalam Precision Farming …………………………….…
Siklus proses dalam precision farming …………………………...
Transfer data dalam pemantauan hasil dan sistem pemetaan …….
Mesin pemanen pengumpul data hasil untuk pemetaan …………..
Pengambilan sampel tanah berdasarkan grid ……………………..
Pengambilan sampel tanah dengan metode grid center ………….
Pengambilan sampel tanah dengan metode grid cell …………….
Alternatif pola pengambilan sampel tanah pada metode grid cell ...
Pengambilan sampel tanah pada soil type sampling ……………...
Soil Doctor dengan coulter pengindera …………………………..
Sistem VRA pada aplikator pupuk butiran model GS-MPV 8
modifikasi …………………………………………………………
Sensor lengas tanah pada varia ble-depth planter ………………...
Sistem pemantauan hasil panen tanaman butiran ………………...
Konsep Sistem Informasi Geografis …………………………..….
Komponen Sistem Informasi Geografis …………………………..
Komponen utama perangkat keras SIG …………………………..
Tahapan Pendekatan Sistem …………………………………..…..
Alur pikir kesisteman ……………………………………………..
Struktur dasar Sistem Pendukung Keputusan ………………..…...
Semi-variogram grid ……………………………………………...
Ilustrasi semi-variogram ………………………………………….
Ilustrasi plot data, lag distance, dan arah semi-variogram ……….
Bentuk-bentuk semi -variogram …………………………………..
Ilustrasi tingkat struktur spasial …………………………………..
Plot data nilai kalor ………………………………………………..
Ilustrasi kriging dengan 5 sampel untuk estimasi …………………
Ilustrasi kriging dengan 5 sampel untuk estimasi …………………
Ilustrasi dua semi-variogram dengan sill berbeda ………………...
Hasil kriging dari semi -variogram denga n sill 20 (a) dan sill 10 (b)
Ilustrasi dua semi-variogram dengan bentuk berbeda ………… ...
15
16
16
21
27
29
31
35
38
39
39
40
41
41
42
42
43
46
47
47
50
51
51
52
55
60
63
66
68
68
71
72
73
74
76
80
80
80
18
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
Hasil kriging dari semi -variogram dengan bentuk eksponensial (a)
Gaussian (b) ……………………………………………………….
Ilustrasi dua semi-variogram dengan nugget effect berbeda ……...
Hasil kriging dari semi -variogram tanpa nugget effect (a) dan
dengan nugget effect 10 (b) ………………………………………..
Ilustrasi dua semi-variogram dengan range berbeda ……………...
Hasil kriging dari semi -variogram dengan range 10 (a) dan
range 20 (b) ………………………………………………………
Ilustrasi dua semi-variogram dengan arah berbeda …………….....
Hasil kriging dari semi -variogram dengan isotropic (a) dan
isotropic (b) ……………………………………………………….
Ilustrasi kriging blok dan kriging titik …………………………….
Diagram neural network ………………………………………….
Diagram lingkar sebab-akibat pendekatan precision farming dalam
pemupukan N, P, dan K pada budidaya tebu …………………….
Diagram masukan-keluaran pendeka tan precision farming dalam
pemupukan N, P, dan K pada budidaya tebu …………………….
Kerangka sistem pendekatan precision farming dalam pemupukan
N, P, dan K pada budidaya tebu ……………………….…………
Konfigurasi Sistem Pendukung Keputusan untuk pendekatan
precision farming dalam pemupukan N, P, dan K pada budidaya
tebu ………………………………………………………………..
Ilustrasi plot regionalized variable ……………………………….
Arah semi -variogram …………………………………………….
Semi-variogram …………………………………………………..
Hubungan pemberian jumlah hara N dan P dengan hasil tebu dan
kadar gula pada pemupukan pertama …………………………….
Konfigurasi model neural network untuk pemupukan pertama
pada budidaya tebu dengan konsep dosis seragam …………..…….
Hubungan pemberian jumlah hara N dan K dengan hasil tebu dan
kadar gula pada pemupukan kedua dengan konsep dosis seragam .
Konfigurasi model neural network untuk pemupukan kedua pada
budidaya tebu ……………………………………………………....
Diagram alir tata laksana penelitian ……………………………….
Petak-petak lahan untuk Plot Percobaan A-PF, B-PF, dan C-DS ….
Petak lahan untuk Plot Percobaan D-DS dan E-PF …………….....
Pembuatan sel-sel di dalam plot percobaan ……………………….
Pemetaan plot percobaan ………………………………………….
Pembagian sel pada Plot Percobaan A-PF ………………………...
Pembagian sel pada Plot Percobaan B-PF ………………………..
Pembagian sel pada Plot Percobaan C-DS ………………………..
Pembagian sel pada Plot Percobaan D-DS ………………………..
Pembagian sel pada Plot Percobaan E -PF ………………………...
Alur tanam ganda (double row planting) ………………………….
Titik pengambilan sampel tanah pada setiap sel …………………..
Pemupukan dasar manual dengan cara tabur ……………………...
Juringan penga matan pertumbuhan vegetatif pada setiap sel ……..
Pengamatan tinggi tanaman tebu ………………………………….
81
81
81
82
82
82
83
84
86
95
96
97
98
100
100
101
101
102
103
104
112
116
117
118
118
119
120
121
122
123
124
124
129
130
132
19
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
Pengamatan jumlah anakan dan persentase gap tebu ……………..
Tanaman tebu varietas GP 94-2027 umur 1 bulan ………………...
Pengambilan sampel daun …………………………………………
Pengambilan sampel batang untuk analisa kemasakan dan taksasi ..
Pengamatan persentase penutupan gulma …………………………
Pengamatan hama dan penyakit tanaman tebu ……………………
Pengambilan sampel biomassa tanaman tebu ……………………..
Ringkasan diagram alir tata laksana penelitian ……………………
Peta lokasi PT Gula Putih Mataram ……………………………….
Semi-variogram kandungan N top soil tebu umur 1 minggu pada
Plot Percobaan A-PF sebelum pemupukan pertama ………............
Semi-variogram kandungan N top soil tebu umur 3 bulan pada Plot
Percobaan A-PF sebelum pemupukan kedua ……………………...
Semi-variogram kandungan P top soil tebu umur 1 minggu pada
Plot Percobaan A-PF sebelum pemupukan pertama ………............
Semi-variogram kandungan P top soil tebu umur 3 bulan pada Plot
Percobaan A-PF sebelum pemupukan kedua ……………………...
Semi-variogram kandungan N top soil tebu umur 1 minggu pada
Plot Percobaan C-DS sebelum pemupukan pertama ………...........
Semi-variogram kandungan N top soil tebu umur 3 bulan pada Plot
Percobaan C-DS sebelum pemupukan kedua ……………………..
Semi-variogram kandungan P top soil tebu umur 1 minggu pada
Plot Percobaan C-DS sebelum pemupukan pertama ………...........
Semi-variogram kandungan P top soil tebu umur 3 bulan pada Plot
Percobaan C-DS sebelum pemupukan kedua ……………………..
Semi-variogram Taksasi Awal tebu umur 6.5 bulan pada Plot
Percobaan A-PF …………………………………….……………...
Semi-variogram Taksasi Akhir tebu umur 9.5 bulan pada Plot
Percobaan A-PF …………………………………….……………...
Semi-variogram Taksasi Awal tebu umur 6.5 bulan pada Plot
Percobaan C-DS …………………………………….……………...
Semi-variogram Taksasi Akhir tebu umur 9.5 bulan pada Plot
Percobaan C-DS …………………………………….……………...
Perbedaan kebutuhan pupuk Urea pada Plot Percobaan A-PF ……
Perbedaan kebutuhan pupuk Urea pada Plot Percobaan B-PF ……
Perbedaan kebutuhan pupuk Urea pada Plot Percobaan C-DS ……
Perbedaan kebutuhan pupuk Urea pada Plot Percobaan D-DS …...
Perbedaan kebutuhan pupuk Urea pada Plot Percobaan E-PF …….
Perbedaan kebutuhan pupuk TSP pada Plot Percobaan A-PF …….
Perbedaan kebutuhan pupuk TSP pada Plot Percobaan B-PF …….
Perbedaan kebutuhan pupuk TSP pada Plot Percobaan C-DS …….
Perbedaan kebutuhan pupuk TSP pada Plot Percobaan D-DS ……
Perbedaan kebutuhan pupuk TSP pada Plot Percobaan E-PF ….....
Perbedaan kebutuhan pupuk KCl pada Plot Percobaan A-PF …….
Perbedaan kebutuhan pupuk KCl pada Plot Percobaan B-PF …….
Perbedaan kebutuhan pupuk KCl pada Plot Percobaan C-DS ….....
Perbedaan kebutuhan pupuk KCl pada Plot Percobaan D-DS ….....
Perbedaan kebutuhan pupuk KCl pada P lot Percobaan E-PF ……..
133
133
134
136
137
137
138
143
153
187
187
188
188
189
189
190
190
191
191
192
192
195
195
196
196
197
197
198
198
199
199
200
200
201
201
202
20
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
Perbedaan kebutuhan pupuk antara precision farming dan dosis
seragam pada Plot Percobaan A-PF ……………………………….
Perbedaan kebutuhan pupuk antara precision farming dan dosis
seragam pada Plot Percobaan B-PF ……………………………….
Perbedaan kebutuhan pupuk antara precision farming dan dosis
seragam pada Plot Percobaan C-DS ………………………………
Perbedaan kebutuhan pupuk antara precision farming dan dosis
seragam pada Plot Percobaan D-DS ………………………………
Perbedaan kebutuha n pupuk antara precision farming dan dosis
seragam pada Plot Percobaan E-PF ……………………………….
Deviasi pupuk per sel Plot Percobaan A-PF ………………………
Deviasi pupuk Plot Percobaan A-PF ………………………………
Deviasi pupuk per sel Plot Percobaan B-PF ………………………
Deviasi pupuk Plot Percobaan B-PF ………………………………
Deviasi pupuk per sel Plot Percobaan C-DS ………………………
Deviasi pupuk Plot Percobaan C-DS ……………………………...
Deviasi pupuk per sel Plot Percobaan D-DS ……………………...
Deviasi pupuk Plot Percobaan D-DS ……………………………..
Deviasi pupuk per sel Plot Percobaan E-PF ………………………
Deviasi pupuk Plot Percobaan E-PF ………………………………
Tingkat inefisiensi pemupukan setiap plot percobaan …………….
Peta spasial kelebihan pupuk Urea pada pemupukan pertama Plot
Percobaan A-PF …………………………………………………...
Peta spasial kelebihan pupuk TSP pada pemupukan pertama Plot
Percobaan A-PF ……………………………………………………
Peta spasial kekurangan pupuk Urea pada pemupukan kedua Plot
Percobaan A -PF …………………………………………………...
Peta spasial kekurangan pupuk KCl pada pemupukan kedua Plot
Percobaan A-PF …………………………………………………...
Peta spasial kelebihan pupuk Urea pada pemupukan pertama Plot
Percobaan B-PF …………………………………………………...
Peta spasial kelebihan pupuk TSP pada pemupukan kedua Plot
Percobaan B-PF ……………………………………………………
Peta spasial kelebihan/kekurangan pupuk Urea pada pemupukan
kedua Plot Percobaan B-PF ……………………………………….
Peta spasial kelebihan/kekurangan pupuk KCl pada pemupukan
kedua Plot Percobaan B-PF ……………………………………….
Peta spasial kelebihan pupuk Urea pada pemupukan pertama Plot
Percobaan C-DS ……………………………………………………
Peta spasial kelebihan pupuk TSP pada pemupukan pertama Plot
Percobaan C-DS ……………………………………………………
Peta spasial kekurangan pupuk Urea pada pemupukan kedua Plot
Percobaan C-DS …………………………………………………...
Peta spasial kelebihan pupuk KCl pada pemupukan kedua Plot
Percobaan C-DS …………………………………………………..
Peta spasial kelebihan pupuk Urea pada pemupukan pertama Plot
Percobaan D-DS …………………………………………………..
Peta spasial kelebihan/kekurangan pupuk TSP pada pemupukan
202
203
203
204
204
205
205
206
206
207
207
208
208
209
209
210
211
211
212
212
213
213
214
214
215
215
216
216
217
21
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
pertama Plot Percobaan D-DS …………………………………….
Peta spasial kekurangan pupuk Urea pada pemupukan kedua Plot
Percobaan D-DS ……………………………………………...........
Peta spasial kekurangan pupuk KCl pada pemupukan kedua Plot
Percobaan D-DS ……………………………………………...........
Peta spasial kelebihan pupuk Urea pada pemupukan pertama Plot
Percobaan E-PF ……………………………………………………
Peta spasial kelebihan/kekurangan pupuk TSP pada pemupukan
pertama Plot Percobaan E-PF ……………………………………..
Peta spasial kekurangan pupuk Urea pada pemupukan kedua Plot
Plot Percobaan E-PF ………………………………………………
Peta spasial kekurangan pupuk KCl pada pemupukan kedua Plot
Plot Percobaan E-PF ………………………………………………
Tampilan awal SPK Strategi Pemupukan pada Budidaya Tebu
dengan Pendekatan Precision Farming ……………………………
Tampilan menu utama SPK Pendekatan Precision Farming dalam
Pemupukan N, P, dan K pada Budidaya Tebu ………………….....
Tampilan menu Model Hasil Tebu ………………………………..
Tampilan menu program Artificial Neural Network (ANN) ……….
Tampilan menu Model Pemupukan untuk pupuk pertama dengan
target produktivitas melalui ANN ………………………………….
Tampilan menu Model Pemupukan untuk pupuk kedua dengan
target produktivitas melalui ANN ………………………………….
Tampilan menu Model Pemupukan untuk pupuk pertama dengan
rekomendasi pustaka ………………………………………………
Tampilan menu Model Pemupukan untuk pupuk kedua dengan
rekomendasi pustaka ………………………………………………
Tampilan menu Model Geostatistika ……………………………...
Tampilan analisa keragaman spasial dengan GS + for Windows …..
Tampilan contoh keluaran analisa keragaman spasial …………….
Tampilan pembuatan kontur dengan Surfer 8 ……………………..
Tampilan Model Spasial dengan ArcView 3.3 …………………….
Tampilan menu Model Finansial ………………………………….
Tampilan menu Help ………………………………………………
Kecenderungan pertumbuhan hara tanah N ……………………….
Kecenderungan pertumbuhan hara tanah P ………………………..
Kecenderungan pertumbuhan hara tanah K ……………………….
Kecenderungan pertumbuhan hara daun N ……………….………
Kecenderungan pertumbuhan hara daun P ……………….……….
Kecenderungan pertumbuhan hara daun K ……………….……….
Kecenderungan pertumbuhan jumlah anakan tebu ………………..
Kecenderungan pertumbuhan jumlah daun hijau tebu …………….
Kecenderungan pertumbuhan jumlah daun kering tebu …………..
Kecenderungan pertumbuhan diameter tebu ………………….......
Kecenderungan pertumbuhan tinggi tanaman tebu ……………….
Kecenderungan pertumbuhan persentase gap tebu ……………….
Kecenderungan pertumbuhan jumla h tebu roboh …………………
Kecenderungan pertumbuhan penutupan gulma ………………….
217
218
218
219
219
220
220
224
225
225
226
226
227
227
228
228
229
229
229
230
230
231
234
235
236
237
237
237
238
239
240
241
242
243
244
244
22
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
Kecenderungan pertumbuhan bobot tebu …………………………
Kecenderungan pertumbuhan nilai Pol ……………………………
Kecenderungan pertumbuhan nilai rendemen …………………….
Kecenderungan pertumbuhan nilai taksasi ………………………..
Kecenderungan pertumbuhan kadar air tanah …………………….
Perbandingan bobot biomassa akar tebu ……………......................
Perbandingan bobot biomassa tunggul tebu ……………………...
Perbandingan bobot biomassa batang tebu …………......................
Perbandingan bobot biomassa daun ……………………………….
Perbandingan bobot biomassa pucuk ……………………………..
Perbandingan jumlah ruas tebu …………………………………...
Histogram rendemen pada taksasi awal ………………………….
Histogram taksasi awal …………………………………………..
Biaya analisa sampel ……………………………………………...
Biaya pengambilan sampel ………………………………………..
Biaya jumlah pupuk ………………………………………………
245
245
246
246
247
248
248
248
249
249
249
250
251
253
253
254
23
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Akurasi program Artificial Neural Network (ANN) pada penentuan
jumlah hara yang dibutuhkan ……………………………………...
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea pertama Plot
Percobaan A-PF …………………………………………………...
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis TSP Plot Percobaan
A-PF ……………………………………………….………………
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea kedua Plot
Percobaan A-PF …………………………………………………...
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis KCl Plot Percobaan
A-PF ……………………………………………………………….
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea pertama Plot
Percobaan B-PF …………………………………………………...
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis TSP Plot Percobaan
B-PF ……………………………………………………………….
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea kedua Plot
Percobaan B-PF ……………………………………………….......
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis KCl Plot Percobaan
B-PF ……………………………………………………………….
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea pertama Plot
Percobaan C-DS …………………………………………………...
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea kedua Plot
Percobaan C-DS ……………….......................................................
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea pertama Plot
Percobaan D-DS ………………….. ………………………………
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis TSP Plot Percobaan
D-DS ………………………………………………………………
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea kedua Plot
Percobaan D-DS ………………......................................................
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis KCl Plot Percobaan
D-DS ………………………………………………………………
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea pertama Plot
Percobaan E-PF ……………………………………………………
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis TSP Plot Percobaan
E-PF ……………………………………………………………….
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis Urea kedua Plot
Percobaan E-PF ……………….......................................................
Peta dosis per sel dan kontur teoritis dosis KCl Plot Percobaan
E-PF ……………………………………………………………….
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan A-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan A-PF ………………………………………..
278
281
281
282
282
283
283
284
284
285
285
286
286
287
287
288
288
289
289
290
290
24
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan B-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan B-PF ………………………………………..
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan C-DS ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan C-DS ………………………………………..
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan D-DS ………………………………………..
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan D-DS ………………………………………..
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan E-PF …………………………………………
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis populasi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan E-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan A-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada ta ksasi
akhir Plot Percobaan A-PF ……………………………...................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan B-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan B-PF ……………………………...................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan C-DS ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan C-DS ………………………………………..
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan D-DS ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan D-DS ……………………………..................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
awal Plot Percobaan E-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis tinggi tebu pada taksasi
akhir Plot Percobaan E-PF ………………………………………...
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi awal Plot Percobaan
A-PF …………………….................................................................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi akhir Plot Percobaan
A-PF ……………………………………………………………….
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi awal Plot Percobaan
B-PF …………………….................................................................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi akhir Plot Percobaan
B-PF ……………………………………………………………….
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi awal Plot Percobaan
C-DS ……………………................................................................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi akhir Plot Percobaan
C-DS ………………………………………………………………
291
291
292
292
293
293
294
294
295
295
296
296
297
297
298
298
299
299
300
300
301
301
302
302
25
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi awal Plot Percobaan
D-DS ……………………................................................................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi akhir Plot Percobaan
D-DS ………………………………………………………………
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi awal Plot Percobaan
E-PF …………………….................................................................
Peta sebaran per sel dan kontur teoritis taksasi akhir Plot Percobaan
E-PF ……………………………………………………………….
Uji beda nyata rata -rata kadar gula setiap plot percobaan terhadap
nilai pembanding dengan metode one-sample t test pada taraf
kepercayaan 95% ……………….………………………………….
Uji beda nyata rata -rata rendemen setiap plot percobaan terhadap
nilai pembanding dengan metode one-sample t test pada taraf
kepercayaan 95% ……………….………………………………….
Uji beda nyata rata -rata taksasi setiap plot percobaan terhadap nilai
pembanding dengan metode one-sample t test pada taraf
kepercayaan 95% ……………….………………………………….
Uji beda nyata antara rata -rata pada taksasi awal dan akhir setiap
plot percobaan dengan metode paired-sample t test pada taraf
kepercayaan 95% …………………………………………………..
Uji beda nyata antara rata -rata taksasi awal dan setiap plot
percobaan dengan metode one -sample t test pada taraf kepercayaan
95% ……………….………………………………………………..
Uji beda nyata antar plot percobaan dengan metode One Way
ANOVA …………………………………………………………….
Pengamatan hama dan penyakit …………………………………...
303
303
304
304
305
306
307
308
308
309
313
26
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Gula merupakan salah satu dari sembilan bahan pokok kebutuhan hidup
sehari-hari yang sangat penting.
Kebutuhan gula nasional tahun 2001 yaitu
3,400,000 ton, sementara produksi dalam negeri hanya 1,700,000 ton, sehingga
diperlukan impor 1,700,000 ton (World Sugar Market and Trade 2001 dalam
GPM, 2002). Kebutuhan gula nasional tersebut meningkat dari tahun ke tahun
dan pada tahun 2005/2006 dilaporkan kebutuhan gula nasional sebesar 3,800,000
ton (USDA, 2005 dalam PSE, 2006). Program yang dicanangkan oleh
Departemen Pertanian sampai dengan tahun 2004 adalah target terjadinya
pengurangan volume impor dari sekitar 1.7 juta ton pada tahun 2001 menjadi satu
juta ton pada tahun 2004. Hal ini dicapai dengan meningkatkan produktivitas dari
4.7 ton hablur per hektar menjadi 8 ton hablur per hektar, dan peningkatan
produksi gula sekitar 200,000 ton per tahun. Satu hal yang penting dan perlu
diketahui bahwa produksi gula dalam negeri ternyata tidak mencukupi untuk
memenuhi kebutuhan nasional setiap