Climate risk management based on operating farming systems for rice through the use of dynamic cropping pattern
PENGELOLAAN RI SI KO I KLI M
UNTUK SI STEM USAHA TANI BERBASI S PADI
MELALUI PEMANFAATAN KALENDER TANAM DI NAMI K
SUCIANTINI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERNYATAAN MENGENAI DI SERTASI DAN SUMBER I NFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi saya yang berjudul
“Pengelolaan Risiko Iklim untuk Sistem Usaha Tani Berbasis Padi melalui
Pemanfaatan Kalender Tanam Dinamik” adalah hasil karya sendiri dengan
arahan Komisi Pembimbing. Disertasi ini belum pernah diajukan dalam bentuk
apapun untuk memperoleh gelar program sejenis di perguruan tinggi lain mana
pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Agustus 2012
Suciantini
NRP G261070031
ABSTRACT
SUCI ANTI NI . Climate Risk Management Based on Operating Farming
Systems for Rice through The Use of Dynamic Cropping Pattern.
Supervised by RI ZALDI BOER, I RSAL LAS, and AGUS BUONO.
El-Nino events can lead to decreased production of rice, due to the addition of the
planting area is experiencing drought and loss yield. Early withdrawal of the rainy
season could lead to the resignation of a second crop. This second crop is
susceptible to drought. Therefore, the scheduling of planting taking into account
the possibility of extreme climate events are contained within a planting calendar is
one solution. Research preparation of the planting calendar has been started since
2007 (Las et al, 2007) by the Ministry of Agriculture. Output produced in the early
years, a map of the plant which is divided into four scenarios, using historical data.
On the other hand, Boer et al (2007) also researched the planting calendar with
use decision and bayesian network. However, the resulting decision regarding just
planting time only. Therefore, to develop a planting calendar that has been
generated, the research done by adding the decision issued by measuring the
utility function as an approach, in addition to overcome the problem of drought due
to improper planting time. This study aimed to look for alternative cropping patterns
ideal economically advantageous in terms of a combination of rice cultivation
(planting time, fertilizer, irrigation, varieties) on a farm in a particular season, which
gives the maximum production with minimal loss rate.
Key words : drought, Fuzzy Inference System, risk function
RI NGKASAN
SUCI ANTI NI . Pengelolaan Risiko I klim untuk Sistem Usaha Tani Berbasis
Padi melalui Pemanfaatan Kalender Tanam Dinamik. Dibimbing oleh:
RI ZALDI BOER, I RSAL LAS, dan AGUS BUONO.
Salah satu informasi penting dalam kaitan dengan penjadwalan
penanaman petani adalah kalender tanam. Informasi kalender tanam tanaman
pangan secara nasional sudah mulai disusun oleh Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian, Kementerian Pertanian sejak tahun 2007. Output yang
dihasilkan berupa peta waktu tanam yang terbagi ke dalam empat skenario, yaitu
existing petani, waktu tanam tahun Normal, waktu tanam tahun La-Nina dan tahun
El-Nino. Data yang digunakan merupakan data rata-rata historis jangka panjang.
Kalender tanam ini mulai tahun 2011, diupdate setahun tiga kali, dan pada
perkembangannya menyertakan juga hasil prakiraan musim BMKG.
Sejalan dengan itu, tahun 2007 Boer et al. juga melakukan riset terkait
kalender tanam yang sudah lebih bersifat dinamik, karena sudah memasukkan
hasil prakiraan musim. Kalender tanam yang dihasilkan menggunakan Bayesian
network dan decision network. Namun demikian, decision yang dihasilkan oleh
Boer et al. (2007) baru mencakup waktu tanam. Oleh karena itu, untuk
mengembangkan kalender tanam yang sudah dihasilkan, dilakukan penelitian
dengan menambah decision yang dikeluarkan. Decision network yang dihasilkan
menggunakan suatu pemodelan risiko iklim dengan mengukur fungsi utility
sebagai pendekatannya.
Pemodelan tersebut dikaitkan dengan strategi teknologi budidaya dalam
hubungannya dengan produktivitas padi, yang dikuantifikasi berdasarkan
komponen-komponen sistem informasi dan kalender tanam dalam hubungannya
dengan produktivitas tanaman. Decision yang dihasilkan, tidak saja menyangkut
waktu tanam, tetapi juga sudah memasukkan pilihan pupuk, irigasi dan varietas.
Mengingat pemilihan pupuk, varietas maupun penggunaan irigasi akan
memberikan produksi yang berbeda pada tanaman. Disamping itu, juga dilakukan
analisis keuntungan dan kerugian berdasarkan hasil usaha tani dan output
keluaran simulasi DSSAT (Decision Support System for Agrotechnology Transfer)
(Jones et al. 2003). Decision network dioptimasi dengan penggunaan Sistem
Inferensi Fuzzy, sebagai tool untuk mendukung penyusunan kalender tanam
dinamik.
Berdasarkan pilihan kombinasi pada decision, dapat diketahui
keuntungan atau kerugian akibat pemilihan salah satu jenis teknologi tersebut.
Penelitian ini dimaksudkan untuk mencari pola alternatif tanam ideal yang
menguntungkan secara ekonomi ditinjau dari kombinasi teknologi budidaya padi
(pupuk, irigasi, varietas) pada suatu usaha tani pada suatu musim tertentu yang
memberi produksi maksimal dengan tingkat kerugian yang minimal dengan
menggunakan fungsi utilitas. Kebaruan dari penelitian ini adalah penyusunan
model fungsi utilitas
dengan menggunakan
sistem inferensi fuzzy yang
menghubungkan keragaman iklim dengan alternatif teknologi budidaya tanaman
dengan menggunakan DSSAT sebagai tool, untuk diperoleh pilihan teknologi
dengan tingkat risiko iklim minimum, atau memiliki nilai ekonomis yang terbaik.
Pemilihan teknologi didasarkan kepada hasil terbaik yang diperoleh dengan
biaya yang lebih minimal. Simulasi yang dilakukan menggunakan perbedaan
varietas, irigasi dan pemupukan. Berdasarkan BC Ratio yang diperoleh untuk
setiap perlakuan, umumnya tanggal tanam merupakan peubah yang sangat
menentukan terhadap keberhasilan atau kegagalan panen. Kerentanan terhadap
produksi tanaman tertinggi pada musim tanam kedua (MK1), sehingga penanaman
untuk waktu tanam ini perlu diantisipasi dengan persiapan yang lebih awal. Hal itu
terkait dengan informasi prakiraan iklim yang diberikan, dan pilihan waktu tanam
dan teknologi yang diterapkan. Tanggal tanam merupakan peubah yang paling
menentukan keberhasilan atau kegagalan panen. Persamaan hasil yang diperoleh
untuk pertanaman MT II, memperlihatkan bahwa penanaman bulan Februari yang
paling menguntungkan, hal tersebut diindikasikan oleh error (RMSE) yang
dihasilkan yang paling rendah, dibanding bulan Maret, April atau Mei. Untuk itu,
penanaman pada MH sebaiknya menggunakan varietas genjah, dan menjelang
penanaman MT II, perlu dilakukan sistem culik atau teknologi lain, sehingga waktu
persemaian dapat disegerakan. Selain tanggal tanam, prediktor yang paling
memberikan kontribusi yang signifikan terhadap hasil yang diperoleh adalah irigasi
dan varietas.
Penghitungan BC Ratio pada tahun-tahun Normal, El-Nino dan La-Nina
didasarkan pada nilai curah hujan yang merupakan output hasil simulasi DSSAT
Kecamatan Pacitan.
Dengan menarik garis batas BC Rasio pada nilai 1.5,
penanaman pada tahun-tahun Normal di Pacitan yang perlu mendapat perhatian
lebih baik adalah pada 15 Februari hingga 15 Maret. Penanaman pada tahuntahun El-Nino, perlu mendapatkan penanganan yang baik hampir sepanjang
tahun, terutama dari Januari hingga Agustus, sedangkan pada tahun-tahun LaNina, penanaman 15 Maret hingga 15 April harus direncanakan dengan sebaikbaiknya.
Sistem inferensi fuzzy dapat digunakan sebagai tool untuk prediksi luas
kekeringan yang mungkin terjadi, dengan memasukkan nilai input yang digunakan.
Berdasarkan fungsi keanggotaan dan penetapan rule, akan diperoleh
gambaran/prediksi kekeringan yang mungkin terjadi. Namun demikian penetapan
rule perlu menggunakan logika yang baik, sehingga dapat diperoleh kepekaan
dalam penentuan/prediksi kekeringan yang diperoleh.
Kabupaten Pacitan seperti halnya wilayah lain yang memiliki pola hujan
monsunal sangat terpengaruh oleh dampak keragaman iklim, yang apabila tidak
diantisipasi dengan baik, dapat menyebabkan terjadinya risiko penurunan hasil
tanaman. Risiko tersebut dapat diminimalkan dengan melakukan perencanaan
tanam yang baik. Untuk mendukung perencanaan tanam petani, sudah dilakukan
beberapa hal terkait, diantaranya adalah aplikasi kalender tanam. Kalender tanam
sebagai salah satu informasi yang dibutuhkan petani perlu selalu diupdate. Untuk
mendukung hal tersebut, maka informasi mengenai decision network, yang terkait
dengan bayesian network, sistem inferensi fuzzy dan penilaian fungsi risiko
berdasarkan teknologi yang terkait dengan varietas, pemupukan dan irigasi yang
dilakukan, dapat menjadi tambahan informasi yang diharapkan dapat melengkapi
kalender tanam yang sudah tersedia.
© Hak Cipta milik I PB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi Undang- Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh hasil karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang Wajar I nstitut
Pertanian Bogor
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa ijin I nstitut Pertanian Bogor
PENGELOLAAN RI SI KO I KLI M
UNTUK SI STEM USAHA TANI BERBASI S PADI
MELALUI PEMANFAATAN KALENDER TANAM DI NAMI K
SUCIANTINI
G. 261070031
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Klimatologi Terapan
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Penguji Luar Komisi : Dr. Rini Hidayati
Dr. Eleonora Runtunuwu
Judul Disertasi
Nama
NRP
: Pengelolaan Risiko I klim pada Sistem Usaha Tani Berbasis
Padi melalui Pemanfaatan Kalender Tanam Dinamik
: Suciantini
: G261070031
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof.Dr.I r.Rizaldi Boer, M.Sc.
Ketua
Dr. Agus Buono, M.Si,M.Kom
Anggota
Prof. Dr.I r.I rsal Las. M.S.
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Klimatologi Terapan
Dekan Sekolah Pasca Sarjana
Dr. I r. I mpron, M.Agr.Sc
Dr. I r. Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian :
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil ‘alamin. Segala puji syukur kehadirat Allah SWT,
Berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan
menyusun Disertasi program Doktor pada program studi Klimatologi Terapan
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan penghargaan kepada
semua pihak yang telah mendukung, membantu dan bekerja sama dalam
penyelesaian penelitian. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih yang tidak
terhingga kepada :
1. Bapak Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Ketua Komisi
Pembinaan Tenaga Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian
Kementerian Pertanian, Kepala Balai Besar Sumberdaya Lahan Pertanian dan
Kepala Balai Penelitian Agroklimat dan Hidrologi, atas perkenannya kepada
penulis untuk melanjutkan dan melaksanakan tugas belajar serta mendapatkan
beasiswa.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Rizaldi Boer, M.Sc., atas kesediaannya menjadi ketua
komisi pembimbing. Penulis sampaikan terima kasih atas segala bimbingan,
nasehat, arahan, dukungan dan kerjasamanya dalam melaksanakan penelitian
dan penyusunan disertasi ini.
3. Bapak Prof. Dr. Ir. Irsal Las, M.S., dan Bapak Dr. Agus Buono, M.Si, M.Kom,
atas kesediaannya menjadi anggota komisi pembimbing, Penulis sampaikan
terima kasih atas segala bimbingan, arahan, dan kerjasamanya sehingga
penulis dapat menyelesaikan tugas belajar dan menyusun disertasi ini.
4. Ketua program Studi Klimatologi Terapan IPB (Bapak Prof. Rizaldi Boer,
Bapak Dr. Sobri, Bapak Prof. Handoko, dan Bapak Dr. Impron), atas
bimbingan, kerjasama, dan dorongan semangatnya selama penulis menjadi
petugas belajar.
5. Ibu Dr. Rini Hidayati dan Dr. Eleonora Runtunuwu, atas bimbingan, kerjasama,
dan dorongan semangatnya selama penulis menjadi petugas belajar. Juga
kesediaan untuk menjadi Penguji Luar Komisi.
6. Bapak Prof. Ahmad Bey, Bapak Prof.Hidayat Pawitan, dan Bapak serta Ibu
Dosen Geomet atas bimbingan, nasihat, selama penulis menjalani perkuliahan.
7. Bpk Prof. Istiqlal Amien, Dr. Ir. Haris Syahbuddin, DEA, Dr. Yayan Apriyana,
Dr. Ir. Aris Pramudia, M.Si, Ir. Erni Susanti, Dr. Nani Heryani, Haryono, SP,MM.
Ir. Elza Surmaini, M.Si, Dr. Popi, Dr. Budi Kartiwa, Fadhlullah Ramadhani, ST,
MSc. Slamet Effendi, Drs. Ganjar Jayanto, Pak Suprapto, Wahyu Sukendar,
Pak Sidik Talaohu, dan Gina Maulana, ST, atas dukungan moril, dorongan
semangat, kerjasama, serta masukan pemikirannya selama penulis menjadi
petugas belajar dan menyusun disertasi ini.
8. Rekan rekan peneliti, teknisi, dan staf di Balai Penelitian Agroklimat dan
Hidrologi atas dukungan, kerjasama, dan kemudahan dalam memanfaatkan
fasilitas untuk pengolahan data dan penyusunan disertasi.
9. Kepala Dinas Tanaman Pangan dan Peternakan Kabupaten Pacitan, Kepala
Dinas Bina Marga dan Pengairan Kabupaten Pacitan, Ibu Budi beserta Staf,
Bapak Reno, Bapak KOPT dan Bapak-bapak POPT Kecamatan di Kabupaten
Pacitan dan Bapak/Ibu yang membantu di lapangan, atas dukungan perizinan,
koordinasi lapangan dan bantuan data. Juga untuk Pak Agus driver, yang
selalu setia mengantar ke lapangan.
10. Bapak Koesnomo Tamkani, atas inspirasi dan transfer ilmu Beliau di lapangan.
11. Rekan seperjuangan mahasiswa S3 Program Studi Klimatologi Terapan IPB,
Indah Prasasti atas kekompakan dan kerjasama yang baik selama masa
perkuliahan. Juga untuk Woro Estiningtyas, dan Salwati atas dukungan dan
kerjasamanya.
12. Pak Jun, Bu Indah, Mbak Wanti, Pak Pono, Aziz, Nandang, Pak Udin dan lainlain di Departemen GEOMET atas partisipasinya dan bantuannya dalam
berbagai aktifitas kepengurusan akademik.
13. Adik-adik CCROM (Adi, Kiki, Mbak Pipit, Ani, Sisi, Diva, Doddy, Ihsan, Gito,
dan lain-lain) atas bantuannya selama masa tugas belajar.
14. Adik-adik yang membantu pengumpulan data di lapang (Icha, Rahmi, Galih,
Andrea, Fajar, Fitri, Daniel dan Tamara).
15. Bapak R. Imam Mudrika Sanusi dan Bapak Iyeng Lendrawita beserta keluarga
besar, atas do’a, kasih sayang, bimbingan serta dukungan moril.
16. Ayahanda H.O. Suryana (Alm), Ibunda tercinta Hj. Curasih, adinda Bena, Hadi,
Yanti, Nur, atas do’a, kasih sayang, bimbingan, dukungan moril dan materil
sampai selesainya tugas belajar. Juga untuk April, Rafi, Shaqila dan Afau, atas
hari-hari yang menyenangkan.
17. Bapak dan Ibu Mertua, Bapak Damanhuri (Alm) dan Ibu Eti Suhaeti yang selalu
memberikan do’a selama masa tugas belajar.
18. Kerjasama Kemitraan Penelitian Pertanian dan Perguruan Tinggi (KKP3T)
DIPA TA. 2008-2009, atas dukungan dana selama penelitian berlangsung.
19. Program I-MHERE B2C IPB, atas dukungan penelitian.
20. Mbak Sian dan Teman-teman di Trio, atas bantuannya.
21. Semua pihak yang tidak disebutkan namanya, yang telah turut berpartisipasi
mendukung selama penulis melaksanakan penelitian hingga penulisan.
22. Terakhir, untuk suami tercinta Ade S Daman atas kesabaran dan
ketabahannya dalam mendampingi dan menghadapi masa tugas belajar
penulis yang sangat tidak mudah untuk ditempuh.
Penulis berharap semoga do’a, bimbingan, dukungan, bantuan, dan
kerjasama dari berbagai pihak menjadi amal sholeh dan mendapat ridho dari Allah
SWT. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu
khususnya di bidang pertanian.
Bogor, Agustus 2012
Suciantini
RI WAYAT HI DUP
Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 30 November 1967 sebagai
anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan H.O. Suryana (Alm) dan Hj.
Curasih. Pendidikan dasar dan menengah penulis tempuh di SD Cibeber I Cimahi,
lulus tahun 1980, SMP Negeri Leuwigajah Cimahi lulus tahun 1983, SMA Negeri I
Cimahi lulus tahun 1986. Penulis menyelesaikan pendidikan S1 di PS
Agrometeorologi Jurusan Geofisika IPB dan lulus tahun 1992. Pada tahun 2001,
penulis melanjutkan studi S2 di PS. Agroklimatologi, diselesaikan pada tahun
2004. Selanjutnya pada tahun 2007 penulis diterima sebagai mahasiswa S3 di PS
Klimatologi Terapan Fakultas MIPA IPB
memperoleh beasiswa dari Badan
Litbang Pertanian.
Sejak tahun 1994 hingga 1998 menjadi staf peneliti di Balai Penelitian
Tanaman Hias Jakarta.
Tahun 1998 tercatat sebagai staf peneliti di Pusat
Penelitian Tanah dan Agroklimat, pada kelti Agroklimat dan Hidrologi (sekarang
Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumbedaya Lahan Pertanian).
Sekarang penulis bekerja sebagai Peneliti Muda di Balai Penelitian Agroklimat dan
Hidrologi Bogor. Bidang penelitian yang menjadi tanggung jawab penulis adalah
bidang Agroklimatologi dan Hidrologi. Penulis juga adalah anggota dan pengurus
Pusat Perhimpunan Meteorologi Pertanian Indonesia.
Sepanjang menempuh
pendidikan S3, penulis sudah menghasilkan beberapa tulisan, dan salah satu yang
berkaitan dengan disertasi diterbitkan di Jurnal Tanah dan Iklim yang diberi judul
“Penentuan Fungsi Risiko pada Pengelolaan Risiko Iklim untuk Mendukung
Kalender Tanam Dinamik”.
xv
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI.........................................................................................................xi
DAFTAR GAMBAR....................................................................................... xviiiiii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xviiii
I.
PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
1.1.
Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2.
Perumusan Masalah / Kerangka Pemikiran .................................. 5
1.3.
Tujuan Penelitian .......................................................................... 6
1.4.
Keluaran Penelitian....................................................................... 6
1.5.
Manfaat Penelitian ........................................................................ 7
1.6.
Kebaruan (Novelty) ....................................................................... 7
1.7.
Sistematika Penulisan .................................................................. 7
II.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
III.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
IV.
SINTESIS PERMASALAHAN PENGELOLAAN RISIKO IKLIM
UNTUK SISTEM USAHA TANI BERBASIS PADI MELALUI
PEMANFAATAN KALENDER TANAM DINAMIK ..................................... 11
Kabupaten Pacitan ..................................................................... 11
Roadmap Sektor Pertanian ......................................................... 12
Keragaman dan perubahan iklim dan efeknya terhadap
produksi padi .............................................................................. 14
ENSO dan kaitannya dengan musim hujan dan
kekeringan .................................................................................. 15
Model Simulasi DSSAT............................................................... 17
Sistem Inferensi Fuzzy (Fuzzy Inference System) ...................... 20
Bayesian dan Decision Network ................................................ 24
Kalender Tanam ......................................................................... 25
EVALUASI DAMPAK KERAGAMAN IKLIM TERHADAP
KERAGAMAN
HASIL
TANAMAN
PADA
BERBAGAI
TEKNOLOGI BUDIDAYA SERTA KELAYAKAN EKONOMI ..................... 33
Pendahuluan .............................................................................. 36
Metodologi .................................................................................. 36
3.2.1. Waktu dan Tempat Penelitian .................................................. 36
3.2.2. Bahan, Alat dan Perangkat Lunak ........................................... 36
3.2.3. Metodologi Penelitian .............................................................. 36
Hasil dan Pembahasan ............................................................... 42
3.3.1. Karakteristik sistem usaha tani di Pacitan ................................ 42
3.3.2.Karakteristik ENSO dan hubungannya dengan curah
hujan 50
3.3.3. Dampak ENSO terhadap kekeringan ........................................ 57
3.3.4. Analisis hubungan keragaman Iklim dengan sistem
usaha tani padi ......................................................................... 60
Simpulan .................................................................................... 70
ANALISIS KELAYAKAN EKONOMI TEKNOLOGI BUDIDAYA
UNTUK PENANGGULANGAN RISIKO IKLIM .......................................... 73
4.1.
Pendahuluan .............................................................................. 73
4.2.
Metodologi .................................................................................. 74
xvi
4.3.
4.4.
V.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
VI.
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
VII.
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
4.2.1. Waktu dan Tempat Penelitian ..................................................... 74
4.2.2. Bahan, Alat dan Perangkat Lunak .............................................. 74
4.2.3. Metodologi Penelitian .................................................................. 75
Hasil dan Pembahasan ............................................................... 77
4.2.1. Analisis BC Ratio Responden ..................................................... 77
4.2.2. Analisis kelayakan ekonomi teknologi budidaya ........................ 78
Simpulan.................................................................................. 86
PENGEMBANGAN
KALENDER
TANAM
DINAMIK
DI
INDONESIA UNTUK PENGELOLAAN RISIKO IKLIM ............................. 87
Pendahuluan .............................................................................. 87
Pranata Mangsa, indigenous knowledge cikal bakal
kalender tanam ........................................................................... 90
Pengembangan Model Kalender Tanam di Indonesia ................. 95
5.3.1. Kalender Tanam Kementerian Pertanian ................................... 95
5.3.2. CCROM-IPB dengan BMKG ..................................................... 101
5.3.3. I-MHERE B2C IPB.................................................................. 106
Pengembangan Model Kalender Tanam Dinamik dalam
penelitian ini .............................................................................. 108
Simpulan................................................................................... 110
PENGEMBANGAN DECISION NETWORK YANG DIOPTIMASI
DENGAN
FUZZY
INFERENCE
SYSTEM
UNTUK
PENYUSUNAN KALENDER TANAM DINAMIK ..................................... 113
Pendahuluan ............................................................................ 113
Metodologi ................................................................................ 114
6.2.1. Optimasi fungsi risiko yang diformulasi dengan model
FIS
....................................................................................... 114
6.2.2. Verifikasi fungsi risiko yang diformulasi dengan model
FIS
....................................................................................... 115
Hasil dan Pembahasan ............................................................. 115
6.3.1. Analisis optimasi fungsi risiko yang diformulasi dengan
model FIS .................................................................................. 115
6.3.2. Verifikasi fungsi risiko yang diformulasi dengan model
FIS
....................................................................................... 121
Simpulan................................................................................... 124
PENGEMBANGAN MODEL KALENDER TANAM DINAMIK
SEBAGAI TEKNOLOGI ADAPTASI ....................................................... 125
Pendahuluan ............................................................................ 125
Metodologi ................................................................................ 126
7.2.1. Penyusunan jejaring bayes (Bayesian Network) ...................... 126
7.2.2. Penyusunan jejaring pengambilan keputusan (Decision
Network). ................................................................................... 128
7.2.3. Penyusunan kalender tanam dinamik....................................... 130
Hasil dan Pembahasan ............................................................ 131
7.3.1. Bayesian dan decision network ................................................ 131
7.3.2. Kalender tanam dinamik ........................................................... 133
7.3.3. Rekomendasi Teknologi............................................................ 136
Simpulan................................................................................... 138
xvii
VIII. POTENSI DAN KENDALA PENERAPAN KALENDER TANAM
DALAM MENGANTISIPASI KEJADIAN IKLIM EKSTRIM....................... 141
IX. SIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 149
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 151
LAMPIRAN ...................................................................................................... 157
xviii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1
Gambar 1.2
Gambar 1.3
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 3.9
Gambar 3.10
Gambar 3.11
Gambar 3.12
Gambar 3.13
Rata-rata luas areal tanam musim kemarau yang
dipengaruhi oleh kekeringan pada tahun-tahun El-Nino
(Boer et al. 2011) ........................................................................... 2
Kerangka Penelitian ....................................................................... 9
Keterkaitan antar bab Penelitian .................................................. 10
Peta administrasi Kabupaten Pacitan. ......................................... 12
Kemungkinan pergeseran curah hujan di Jawa dan Bali
(Naylor et al. 2007). ..................................................................... 15
Sekilas komponen dan struktur modular dari DSSATCSM............................................................................................ .19
Diagam blok Sistem Inferensi Fuzzy (Kusumadewi dan
Hartati 2010) ............................................................................... 22
Kalender tanam existing (Lee et al. 2005) .................................... 26
Kalender tanam usulan (Lee et al. 2005) ..................................... 27
Peta kalender tanam level kabupaten untuk skenario
tahun basah Pulau Jawa (Las et al. 2007a) ................................ 28
Peta Kalender Tanam level kabupaten untuk tahun
basah di Pulau Jawa (Las et al. 2007a). ..................................... 29
Distribusi kalender tanam rata-rata propinsi Kalimantan:
(a) Kalimantan Barat, (b) Kalimantan Tengah, (c)
Kalimantan Timur, dan (d) Kalimantan Selatan
(Runtunuwu et al. 2009). ............................................................ 29
Tampilan untuk masuk ke aplikasi web Kalender Tanam
Terpadu ....................................................................................... 31
Tampilan peta tematik kekeringan skala nasional pada
Kalender Tanam Terpadu ............................................................ 31
Diagram database, aplikasi, dan komponen perangkat
lunak pendukung dan penggunaan model tanaman
untuk aplikasi dalam DSSAT v3.5 (Jones et al. 2003).................. 39
Diagram alir evaluasi dampak keragaman iklim terhadap
keragaman hasil tanaman ........................................................... 42
Persentase luas sawah setiap kecamatan di Kabupaten
Pacitan ......................................................................................... 43
Hamparan lahan sawah dan lahan kering di Kabupaten
Pacitan ........................................................................................ 43
Luas lahan yang diusahakan Responden..................................... 44
Waktu tanam pada MT-1, MT-2, MT-3 menurut
Responden .................................................................................. 45
Tanaman yang diusahakan Responden pada setiap
musim tanam ............................................................................... 46
Tren produktivitas ubi kayu di Kabupaten Pacitan ........................ 48
Pemakaian benih Responden pada MT-1 .................................... 49
Jarak tanam yang digunakan ....................................................... 50
Rata-rata CH bulanan setiap kecamatan...................................... 51
Rata-rata CH tahunan setiap kecamatan ..................................... 51
Rata-rata curah hujan bulanan dan simpangan baku
setiap kecamatan ......................................................................... 52
xix
Gambar 3.14
Gambar 3.15
Gambar 3.16
Gambar 3.17
Gambar 3.18
Gambar 3.19
Gambar 3.20
Gambar 3.21
Gambar 3.22
Gambar 3.23
Gambar 3.24
Gambar 3.25
Gambar 3.26
Gambar 3.27
Gambar 3.28
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 5.1
Gambar 5.2
Gambar 5.3
Gambar 5.4
Gambar 5.5
Gambar 5.6
Gambar 5.7
Gambar 5.8
Gambar 5.9
Gambar 6.1
Gambar 6.2
Pola CH Pacitan tahun Normal dan tahun-tahun
terjadinya ENSO .......................................................................... 54
Awal musim hujan vs anomali SST Nino4 bulan Agustus............. 55
Panjang musim hujan vs anomali SST Nino4 bulan
Agustus........................................................................................ 56
Penyebab gagal panen menurut Responden ............................... 58
Tahun terjadinya kekeringan menurut Responden ....................... 58
Luas terkena dan puso areal padi tahun 1995-2010 .................... 59
Luas areal padi yang mengalami puso tahun 2006-2008
di Pacitan ..................................................................................... 59
Luas terkena kekeringan kecamatan pada tahun 1991,
1994, 1997, 2003, 2007 ............................................................... 60
Luas panen padi bulanan dari tahun 2006 hingga 2010 di
Kabupaten Pacitan....................................................................... 61
Luas tambah tanam bulanan (ha) dan curah hujan tahun
2006 hingga 2009 ........................................................................ 62
Luas panen dan produksi ubi kayu di Kabupaten Pacitan
dari tahun 1990 hingga 2010 ....................................................... 63
Anomali luas panen padi per tahun di Kabupaten Pacitan ........... 63
Perbedaan hasil setiap tanggal tanam dengan
menggunakan irigasi dan tanpa irigasi di Kecamatan
Pacitan......................................................................................... 66
Perbedaan hasil setiap tanggal tanam dengan
menggunakan perbedaan pupuk dan perbedaan irigasi di
Kecamatan Pacitan ...................................................................... 66
Plot error pada setiap tanggal tanam ........................................... 70
Diagram alir analisis kelayakan teknologi budidaya ..................... 76
BC Ratio sebagian Responden .................................................... 78
BC Ratio pada tahun-tahun Normal ............................................. 80
BC Ratio pada tahun-tahun El-Nino ............................................. 80
BC Ratio pada tahun-tahun La-Nina ............................................ 81
Ilustrasi salah satu pilar utama dalam sistem pengelolaan
risiko bencana dan adaptasi perubahan iklim di
Indonesia (Lassa et al, 2009) ....................................................... 89
Sistem penanggalan musim bukti kepandaian ilmu
astronomi nenek moyang
(http://forum.vivanews.com/sejarah-dan-budaya/130540teknologi-kuno-bangsa-indonesia-yang-canggih.html) ................. 92
Diagram alir penyusunan peta kalender tanam aktual
dan potensial (Syahbuddin 2007) ................................................. 96
Diagram alir proses pembuatan sistem kalender tanam
terpadu (Ramadhani et al. 2011).................................................. 98
Diagram alir kalender tanam dengan menggunakan
informasi prakiraan iklim BMKG ................................................ 100
Bayesian network dengan tiga peubah ...................................... 104
Bayesian network....................................................................... 104
Decision network....................................................................... 105
Model DN untuk kalender dinamik tanaman (Boer et al.
2010) ......................................................................................... 107
Model FIS untuk pendugaan nilai risiko...................................... 114
Fungsi keanggotaan untuk Anomali SST Nino4 ........................ 118
xx
Gambar 6.3
Gambar 6.4
Gambar 6.5
Gambar 6.6
Gambar 6.7
Gambar 6.8
Gambar 6.9
Gambar 7.1
Gambar 7.2
Gambar 7.3
Gambar 7.4
Gambar 7.5
Gambar 7.6
Gambar 7.7
Gambar 7.8
Gambar 7.9
Fungsi keanggotaan untuk CHMK.............................................. 118
Fungsi keanggotaan untuk PMH ................................................ 119
Fungsi keanggotaan untuk kekeringan....................................... 119
Contoh pilihan skenario di fuzzy rule .......................................... 120
Contoh output di fuzzy rule......................................................... 120
Hasil verifikasi FIS dengan observasi ........................................ 122
Perbandingan nilai kekeringan observasi dengan hasil
keluaran FIS ............................................................................. 123
Bayesian network dengan empat peubah .................................. 127
Decision network........................................................................ 129
Model Kalender tanam dinamik .................................................. 130
Pengkategorian bencana kekeringan (Buono et al. 2011) .......... 131
Peluang kekeringan pada tingkat/kategori kekeringan
(K1 hingga K5) di 10 kecamatan di Pacitan................................ 133
Ilustrasi antara peluang terjadinya kekeringan dengan
kejadian bencana kekeringan antara tahun 1988 hingga
tahun 2007 (Buono et al. 2011) .................................................. 135
Tingkat / kategori kekeringan berdasarkan bayesian.................. 135
Ilustrasi pertanaman berdasarkan tanggal tanam....................... 136
Contoh prediksi kehilangan hasil ................................................ 137
xxi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Tabel 3.2
Tabel 3.3a
Tabel 3.3b
Tabel 3.4
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
3.5
4.1
4.2
4.3
4.4
Tabel 5.1
Tabel 5.2
Tabel 6.1
Tabel 6.2
Tabel 6.3
Tabel 7.1
Prediktor untuk membentuk persamaan hasil tanaman ................... 41
Pola tanam existing petani .............................................................. 47
Pengelompokan tahun-tahun normal, El-Nino dan La-Nina
berdasarkan Indeks ONI ................................................................. 53
Pengelompokan tahun-tahun normal, El-Nino dan La-Nina
berdasarkan Indeks ONI yang diperbaharui tanggal 5 April
2012................................................................................................ 53
Pengurangan hasil antara perlakuan irigasi dengan tanpa
irigasi di Kecamatan Pacitan ........................................................... 65
Persamaan hasil untuk Kecamatan Pacitan ................................... 67
Prediktor untuk mendapatkan persamaan BC Ratio ....................... 77
Ilustrasi penghitungan BC Ratio (Kecamatan Arjosari) ................... 79
Persamaan BC Ratio setiap tanggal tanam .................................... 81
Koefisien persamaan BC Ratio dan kontribusi masingmasing prediktor ............................................................................ 85
Contoh kalender tanam tanaman pangan (padi) pada
tahun normal ................................................................................ 100
Nilai kelima peubah yang digunakan dalam penyusunan
bayesian network (Boer et al. 2007) ............................................. 102
Contoh himpunan fuzzy untuk input (Anomali SST Nino 4,
PMH dan CHMK) ......................................................................... 116
Contoh himpunan fuzzy untuk output (kekeringan) ....................... 117
Contoh himpunan fuzzy untuk kekeringan Kecamatan
Tulakan ......................................................................................... 117
Kategori kekeringan ...................................................................... 128
I.
1.1.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Salah satu sektor yang berperan penting terhadap perekonomian nasional
adalah sektor pertanian. Sektor ini menyerap sekitar 44,47% dari keseluruhan
tenaga kerja Indonesia.
Pada tahun 2006, sektor ini menyumbang 13% PDB
nasional (Daryanto 2007), dan mencapai peningkatan pertumbuhan tertinggi dari
Triwulan II 2009 ke Triwulan III 2009, yaitu sebesar 7,3% (Badan Pusat Statistik
2009). Dari tahun 2004 hingga 2008, sektor pertanian berhasil meningkatkan
produksi padi dari 54,1 juta ton GKG pada tahun 2004 menjadi 60,3 juta ton GKG
pada 2008 atau meningkat rata-rata 2,8% per tahun, bahkan laju peningkatan
produksi padi tahun 2006-2008 mencapai 5,2% per tahun. Kenaikan produksi ini
menjadikan Indonesia kembali berswasembada beras pada tahun 2008. Selain
padi, produksi jagung dan kedelai juga mengalami peningkatan masing-masing
sebesar 9,5% dan 3,14% per tahun (Ditjen Tanaman Pangan 2009; Apryantono
et al. 2009). Namun demikian, sektor pertanian terutama tanaman pangan pada
umumnya paling rentan terhadap keragaman dan perubahan iklim (Stern et al.
2006) sehingga upaya adaptasi sangat diperlukan.
Kerentanan sektor pertanian terhadap perubahan iklim dapat didefinisikan
sebagai tingkat kekurangberdayaan sistem usaha tani dalam mempertahankan
dan menyelamatkan tingkat produktivitasnya secara optimal dalam menghadapi
cekaman iklim (Tim Roadmap Sektor Pertanian 2010). Pada dasarnya kerentanan
bersifat dinamis sejalan dengan kehandalan teknologi, kondisi sosial-ekonomi,
sumberdaya alam dan lingkungan.
Kerentanan dipengaruhi oleh tingkat
keterpaparan (exposure) terhadap bahaya dan tingkat sensitivitas adaptif. Hal lain
yang berkaitan dengan kerentanan adalah dampak yang ditimbulkan yang
mungkin terjadi.
Dampak adalah tingkat kondisi kerugian, baik secara fisik,
produk, maupun secara sosial dan ekonomi yang disebabkan oleh cekaman
perubahan iklim (Tim Roadmap Sektor Pertanian 2010).
Di
Indonesia,
kejadian
akibat
cekaman
perubahan
iklim
yang
mengakibatkan kondisi iklim ekstrim umumnya dipengaruhi oleh kejadian ENSO
(El-Nino Southern Oscillation). Kejadian El-Nino (periode hangat ENSO) secara
signifikan dapat mengurangi curah hujan pada musim kemarau. Selama periode
La-Nina, curah hujan meningkat secara signifikan. Akibatnya, selama periode El-
2
Nino musim kemarau akan terjadi lebih panjang dibandingkan pada tahun-tahun
normal, dan sebaliknya selama La-Nina, musim kemarau akan berakhir lebih
cepat. Keeratan hubungan antara ENSO dan variabilitas iklim di Indonesia terjadi
di sebagian besar wilayah Indonesia, kecuali pada sebagian wilayah Sumatera
(Boer et al.
2011). Pengaruh yang kuat terjadi di sebagian besar wilayah
Kalimantan, Sulawesi dan sebagian Jawa, Nusa Tenggara dan Papua (Gambar
1.1).
Gambar 1.1. Rata-rata luas areal tanam musim kemarau yang dipengaruhi oleh
kekeringan pada tahun-tahun El-Nino (Boer et al. 2011).
Fenomena ENSO memungkinkan terjadinya fluktuasi Produksi padi di
Indonesia (Naylor 2007, Boer et al. 2011). Kejadian El-Nino dapat menjadi pemicu
penurunan produksi padi, akibat penambahan luas areal tanam yang mengalami
kekeringan dan puso.
Mundurnya awal musim hujan dapat menyebabkan
mundurnya pertanaman kedua. Pertanaman kedua inilah yang rentan mengalami
kekeringan.
Pada periode 1989-2010 untuk tingkat nasional, akumulasi luas
tanaman padi yang dilanda kekeringan berkisar antara 117 ribu sampai dengan
1,1 juta ha dan puso 8 ribu sampai dengan 263 ribu ha (Direktorat Perlindungan
Tanaman 2011), terutama pada tahun-tahun El Nino.
Tingkat kerentanan pertanaman padi di suatu wilayah, tergantung pada
tingkat kesiapan wilayah tersebut dalam menghadapi bencana.
Dengan
melakukan antisipasi yang baik dari semua sektor terkait, akan membantu petani
dalam mengeliminir kerugian yang mungkin terjadi, karena sosialisasi yang baik
terhadap petani dalam menyesuaikan kegiatan pertanamannya akan memberikan
dampak yang signifikan, sejauh aplikasi yang dilakukan petani dalam merespon
3
informasi yang disampaikan.
Oleh karena itu, penjadwalan tanam dengan
memperhitungkan kemungkinan kejadian iklim ekstrim yang tertuang dalam suatu
kalender tanam merupakan salah satu solusi. Manfaat dari kalender tanam adalah
untuk memandu petani dalam menyesuaikan waktu dan pola tanam, mengingat
pentingnya jadwal penanaman, mulai dari masa persiapan tanah, penanaman
hingga panen.
Dalam mengintegrasikan dan menganalisis berbagai faktor atau informasi
penting dalam pelaksanaan strategi budidaya tanaman padi dalam kaitannya
dengan perubahan dan keragaman iklim, diperlukan suatu kemasan pemodelan.
Model tersebut merupakan gambaran pada kondisi bagaimana suatu informasi
iklim dan budidaya yang diaplikasikan dapat dikatakan memiliki risiko gangguan
iklim terendah secara sosial ekonomi.
Pemodelan yang dimaksud merupakan
suatu pemodelan risiko iklim dengan mengukur fungsi utilitas yang dikaitkan
dengan strategi teknologi budidaya dalam hubungannya dengan produktivitas
padi, yang dikuantifikasi berdasarkan komponen-komponen sistem informasi dan
kalender tanam serta analisis sosial ekonomi dalam hubungannya dengan
produktivitas tanaman.
Dalam penyusunan model utilitas tersebut digunakan
sistem inferensi fuzzy.
Informasi iklim yang dikeluarkan lembaga-lembaga penelitian dalam
kaitannya untuk peningkatan produktivitas tanaman padi sudah banyak dilakukan.
Salah satu informasi penting dalam kaitan dengan penjadwalan penanaman petani
adalah kalender tanam.
Informasi kalender tanam tanaman pangan secara
nasional sudah mulai disusun oleh Badan Penelitian dan Pengembangan
Pertanian, Kementerian Pertanian sejak tahun 2007. Produk kalender tanam yang
sudah dihasilkan adalah Peta Kalender Tanam Tanaman Pangan 1:1.000.000 dan
Atlas Kalender Tanam Tanaman Pangan 1:250.000 untuk Pulau Jawa (Las et al.
2007), Pulau Sumatera (Las et al. 2008), Pulau Kalimantan (Las et al. 2009a),
Pulau Sulawesi (Las et al. 2009b), dan wilayah Indonesia timur yang meliputi tujuh
provinsi (Bali, Maluku Utara, Maluku, NTB, NTT, Papua dan Papua Barat), (Las et
al. 2010). Adapun manfaat dari kalender tanam adalah untuk memandu petani
dalam menyesuaikan waktu dan pola tanam, mengingat pentingnya jadwal
penanaman, mulai dari masa persiapan tanah, penanaman, dan panen.
Informasi kalender tanam yang dibuat oleh Kementerian Pertanian tersebut
mengembangkan kalender tanam untuk tahun kering, normal dan basah (Las et al.
4
2007). Kalender tanam yang sudah dikembangkan saat ini membagi tiga bentuk
pola tanam rekomendasi pada tahun ENSO dan tahun normal, namun belum
memperhatikan sifat (intensitas dan lama siklus) dari fenomena tersebut. Output
yang dihasilkan berupa Atlas waktu tanam yang terbagi ke dalam empat skenario,
yaitu existing petani, waktu tanam tahun Normal, waktu tanam tahun La-Nina dan
tahun El-Nino. Data yang digunakan merupakan data rata-rata historis jangka
panjang. Kalender tanam ini mulai tahun 2011, diupdate setahun tiga kali, dan
pada perkembangannya menyertakan juga hasil prakiraan musim BMKG. Sejalan
dengan itu, tahun 2007 Boer et al. juga melakukan riset terkait kalender tanam
yang disebut sebagai kalender pertanian. Kalender tanam yang dihasilkan sudah
lebih bersifat dinamik, karena sudah memasukkan hasil prakiraan musim, sebagai
alat bantu pengambilan keputusan. Kalender tanam yang dihasilkan menggunakan
Bayesian network dan decision network.
Dalam Decision Network (DN),
keputusan pemilihan pola ditetapkan berdasarkan informasi iklim dan informasi
lainnya yang diperoleh sebelum keputusan dibuat (Buono et al. 2010). Informasi
dimaksud diantaranya adalah indeks ENSO yang dapat digunakan sebagai
indikator tentang kemungkinan perubahan awal masuk musim hujan, prakiraan
panjang musim hujan atau sifat hujan pada musim tanam. Hal itu sejalan dengan
pendapat Lo et al. (2007) dan Robertson et a.l (2009) yang menyatakan bahwa
awal musim serta kekuatan dan durasi dari musim hujan merupakan karakteristik
kunci dari keragaman hujan dan berkaitan dengan kuat pada keragaman pola
ENSO.
Decision yang dihasilkan oleh Boer et al. (2007) baru mencakup waktu
tanam.
Oleh karena itu, untuk mengembangkan kalender tanam yang sudah
dihasilkan, dilakukan penelitian dengan menambah decision yang dikeluarkan.
Decision network yang dihasilkan menggunakan suatu pemodelan risiko iklim
dengan mengukur fungsi utility sebagai pendekatannya.
Pemodelan tersebut
dikaitkan dengan strategi teknologi budidaya dalam hubungannya dengan
produktivitas padi, yang dikuantifikasi berdasarkan komponen-komponen sistem
informasi dan kalender tanam dalam hubungannya dengan produktivitas tanaman.
Sehingga decision yang dihasilkan, tidak saja menyangkut waktu tanam, tetapi
juga sudah memasukkan pilihan pupuk, irigasi dan varietas. Mengingat pemilihan
pupuk, varietas maupun penggunaan irigasi akan memberikan produksi yang
berbeda pada tanaman. Disamping itu, juga dilakukan analisis keuntungan dan
5
kerugian yang dijabarkan melalui penggunaan Sistem Inferensi Fuzzy yang
digabung
dengan
hasil
simulasi
DSSAT
(Decision
Support
System
for
Agrotechnology Transfer) (Jones et al. 2003), sehingga berdasarkan pilihan
kombinasi pada decision, dapat diketahui keuntungan atau kerugian akibat
pemilihan salah jenis teknologi tersebut.
Adapun tujuan utama penelitian ini adalah untuk mengembangkan kalender
tanam dinamik sebagai alat bantu pengambil keputusan dalam menyusun strategi
pertanaman yang dapat meminimalkan risiko iklim tetapi di sisi lain akan
meningkatkan keuntungan ekonomi. Penelitian ini dimaksudkan untuk mencari
pola alternatif tanam ideal yang menguntungkan secara ekonomi ditinjau dari
kombinasi teknologi budidaya padi (pupuk, irigasi, varietas) pada suatu usaha
tani pada suatu musim tertentu yang memberi produksi maksimal dengan tingkat
kerugian yang minimal dengan menggunakan fungsi utilitas.
1.2.
Perumusan Masalah / Kerangka Pemikiran
Keragaman hasil tanaman semusim di Indonesia sangat berkaitan erat
dengan keragaman curah hujan.
Bahkan pada kondisi iklim ekstrim, produksi
pertanian terutama tanaman pangan sangat terpengaruh.
Sektor
pertanian,
terutama subsektor tanaman pangan, paling rentan terhadap perubahan iklim
terkait tiga faktor utama, yaitu biofisik, genetik, dan manajemen. Hal ini disebabkan
karena tanaman pangan umumnya merupakan tanaman semusim yang relatif
sensitif terhadap cekaman, teutama cekaman (kelebihan dan kekurangan) air.
Secara teknis, kerentanan sangat berhubungan dengan sistem penggunaan lahan
dan sifat tanah, pola tanam, teknologi pengelolaan tanah, air, dan tanaman, serta
varietas tanaman (Las et al. 2008).
Tiga faktor utama yang terkait dengan perubahan iklim global, yang
berdampak terhadap sektor pertanian adalah: (1) perubahan pola hujan dan iklim
ekstrim (banjir dan kekeringan), (2) peningkatan suhu udara, dan (3) peningkatan
muka laut.
Awal masuk, lama dan sifat musim yang merupakan kunci dalam
menentukan keragaman hasil tanaman, sangat dipengaruhi oleh fenomena global
seperti ENSO, IOD dan lainnya (Lo et al.
2007; Robertson et al. 2009).
Mundurnya awal musim hujan akan menggeser pola dan rotasi tanaman yang
menyebabkan risiko tanaman kedua terkena kekeringan meningkat. Sementara
6
peningkatan hujan yang signifikan sampai jauh di atas normal pada musim hujan
juga berpotensi menimbulkan banjir.
Untuk mengantisipasi kondisi tersebut, perlu diupayakan teknologi
budidaya adaptif, sehingga dapat mengurangi dampak dari kejadian iklim ekstrim.
Teknologi budidaya adaptif terhadap iklim ekstrim juga sudah dilakukan oleh
petani. Dalam kaitan ini, teknologi budidaya adaptif tersebut juga dipilah
berdasarkan hasil simulasi DSSAT yang digunakan untuk evaluasi dampak
keragaman iklim dan keragaman hasil tanaman pada berbagai teknologi budidaya.
Selanjutnya teknologi budidaya adaptif tersebut dievaluasi kelayakannya secara
ekonomi,
baik teknologi adaptif yang sudah maupun yang belum digunakan
petani. Dalam menghubungkan keragaman iklim dan teknologi budidaya tanaman,
dilakukan penyusunan model utilitas (fungsi risiko) dengan menggunakan system
inferensi fuzzy (fuzzy inference system).
1.3.
Tujuan Penelitian
1. Melakukan evaluasi dampak keragaman iklim terhadap keragaman
produksi tanaman yang dapat meminimumkan dampak negatif keragaman
iklim.
2. Melakukan evaluasi dampak keragaman iklim terhadap kelayakan ekonomi
teknologi budidaya untuk penanggulangan risiko iklim.
3. Menyusun state of the art pengembangan kalender tanam dinamik di
Indonesia untuk pengelolaan risiko iklim.
4. Menyusun Decision Network
yang dioptimasi dengan sistem inferensi
fuzzy (Fuzzy Inference System) untuk penyusunan kalender tanam
dinamik.
5. Melakukan evaluasi pemanfaatan model kalender tanam dinamik untuk
pengelolaan risiko iklim.
1.4.
Keluaran Penelitian
1. Informasi dampak keragaman iklim terhadap keragaman hasil tanaman
serta teknologi-teknologi budidaya terpilih untuk meminimumkan dampak
negatif keragaman iklim.
2. Informasi teknologi-teknologi budidaya terpilih yang layak secara ekonomi
untuk meminimumkan dampak negatif keragaman iklim.
7
3. State of the art pengembangan kalender tanam dinamik di Indonesia untuk
pengelolaan risiko iklim.
4. Informasi Decision Network yang dioptimasi dengan sistem inferensi fuzzy
(Fuzzy Inference System) untuk penyusunan kalender tanam dinamik.
5. Informasi hasil evaluasi pemanfaatan model kalender tanam dinamik untuk
pengelolaan risiko iklim.
1.5.
Manfaat Penelitian
Kalender
tanam
dinamik
merupakan
pengembangan
al
UNTUK SI STEM USAHA TANI BERBASI S PADI
MELALUI PEMANFAATAN KALENDER TANAM DI NAMI K
SUCIANTINI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERNYATAAN MENGENAI DI SERTASI DAN SUMBER I NFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi saya yang berjudul
“Pengelolaan Risiko Iklim untuk Sistem Usaha Tani Berbasis Padi melalui
Pemanfaatan Kalender Tanam Dinamik” adalah hasil karya sendiri dengan
arahan Komisi Pembimbing. Disertasi ini belum pernah diajukan dalam bentuk
apapun untuk memperoleh gelar program sejenis di perguruan tinggi lain mana
pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Agustus 2012
Suciantini
NRP G261070031
ABSTRACT
SUCI ANTI NI . Climate Risk Management Based on Operating Farming
Systems for Rice through The Use of Dynamic Cropping Pattern.
Supervised by RI ZALDI BOER, I RSAL LAS, and AGUS BUONO.
El-Nino events can lead to decreased production of rice, due to the addition of the
planting area is experiencing drought and loss yield. Early withdrawal of the rainy
season could lead to the resignation of a second crop. This second crop is
susceptible to drought. Therefore, the scheduling of planting taking into account
the possibility of extreme climate events are contained within a planting calendar is
one solution. Research preparation of the planting calendar has been started since
2007 (Las et al, 2007) by the Ministry of Agriculture. Output produced in the early
years, a map of the plant which is divided into four scenarios, using historical data.
On the other hand, Boer et al (2007) also researched the planting calendar with
use decision and bayesian network. However, the resulting decision regarding just
planting time only. Therefore, to develop a planting calendar that has been
generated, the research done by adding the decision issued by measuring the
utility function as an approach, in addition to overcome the problem of drought due
to improper planting time. This study aimed to look for alternative cropping patterns
ideal economically advantageous in terms of a combination of rice cultivation
(planting time, fertilizer, irrigation, varieties) on a farm in a particular season, which
gives the maximum production with minimal loss rate.
Key words : drought, Fuzzy Inference System, risk function
RI NGKASAN
SUCI ANTI NI . Pengelolaan Risiko I klim untuk Sistem Usaha Tani Berbasis
Padi melalui Pemanfaatan Kalender Tanam Dinamik. Dibimbing oleh:
RI ZALDI BOER, I RSAL LAS, dan AGUS BUONO.
Salah satu informasi penting dalam kaitan dengan penjadwalan
penanaman petani adalah kalender tanam. Informasi kalender tanam tanaman
pangan secara nasional sudah mulai disusun oleh Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian, Kementerian Pertanian sejak tahun 2007. Output yang
dihasilkan berupa peta waktu tanam yang terbagi ke dalam empat skenario, yaitu
existing petani, waktu tanam tahun Normal, waktu tanam tahun La-Nina dan tahun
El-Nino. Data yang digunakan merupakan data rata-rata historis jangka panjang.
Kalender tanam ini mulai tahun 2011, diupdate setahun tiga kali, dan pada
perkembangannya menyertakan juga hasil prakiraan musim BMKG.
Sejalan dengan itu, tahun 2007 Boer et al. juga melakukan riset terkait
kalender tanam yang sudah lebih bersifat dinamik, karena sudah memasukkan
hasil prakiraan musim. Kalender tanam yang dihasilkan menggunakan Bayesian
network dan decision network. Namun demikian, decision yang dihasilkan oleh
Boer et al. (2007) baru mencakup waktu tanam. Oleh karena itu, untuk
mengembangkan kalender tanam yang sudah dihasilkan, dilakukan penelitian
dengan menambah decision yang dikeluarkan. Decision network yang dihasilkan
menggunakan suatu pemodelan risiko iklim dengan mengukur fungsi utility
sebagai pendekatannya.
Pemodelan tersebut dikaitkan dengan strategi teknologi budidaya dalam
hubungannya dengan produktivitas padi, yang dikuantifikasi berdasarkan
komponen-komponen sistem informasi dan kalender tanam dalam hubungannya
dengan produktivitas tanaman. Decision yang dihasilkan, tidak saja menyangkut
waktu tanam, tetapi juga sudah memasukkan pilihan pupuk, irigasi dan varietas.
Mengingat pemilihan pupuk, varietas maupun penggunaan irigasi akan
memberikan produksi yang berbeda pada tanaman. Disamping itu, juga dilakukan
analisis keuntungan dan kerugian berdasarkan hasil usaha tani dan output
keluaran simulasi DSSAT (Decision Support System for Agrotechnology Transfer)
(Jones et al. 2003). Decision network dioptimasi dengan penggunaan Sistem
Inferensi Fuzzy, sebagai tool untuk mendukung penyusunan kalender tanam
dinamik.
Berdasarkan pilihan kombinasi pada decision, dapat diketahui
keuntungan atau kerugian akibat pemilihan salah satu jenis teknologi tersebut.
Penelitian ini dimaksudkan untuk mencari pola alternatif tanam ideal yang
menguntungkan secara ekonomi ditinjau dari kombinasi teknologi budidaya padi
(pupuk, irigasi, varietas) pada suatu usaha tani pada suatu musim tertentu yang
memberi produksi maksimal dengan tingkat kerugian yang minimal dengan
menggunakan fungsi utilitas. Kebaruan dari penelitian ini adalah penyusunan
model fungsi utilitas
dengan menggunakan
sistem inferensi fuzzy yang
menghubungkan keragaman iklim dengan alternatif teknologi budidaya tanaman
dengan menggunakan DSSAT sebagai tool, untuk diperoleh pilihan teknologi
dengan tingkat risiko iklim minimum, atau memiliki nilai ekonomis yang terbaik.
Pemilihan teknologi didasarkan kepada hasil terbaik yang diperoleh dengan
biaya yang lebih minimal. Simulasi yang dilakukan menggunakan perbedaan
varietas, irigasi dan pemupukan. Berdasarkan BC Ratio yang diperoleh untuk
setiap perlakuan, umumnya tanggal tanam merupakan peubah yang sangat
menentukan terhadap keberhasilan atau kegagalan panen. Kerentanan terhadap
produksi tanaman tertinggi pada musim tanam kedua (MK1), sehingga penanaman
untuk waktu tanam ini perlu diantisipasi dengan persiapan yang lebih awal. Hal itu
terkait dengan informasi prakiraan iklim yang diberikan, dan pilihan waktu tanam
dan teknologi yang diterapkan. Tanggal tanam merupakan peubah yang paling
menentukan keberhasilan atau kegagalan panen. Persamaan hasil yang diperoleh
untuk pertanaman MT II, memperlihatkan bahwa penanaman bulan Februari yang
paling menguntungkan, hal tersebut diindikasikan oleh error (RMSE) yang
dihasilkan yang paling rendah, dibanding bulan Maret, April atau Mei. Untuk itu,
penanaman pada MH sebaiknya menggunakan varietas genjah, dan menjelang
penanaman MT II, perlu dilakukan sistem culik atau teknologi lain, sehingga waktu
persemaian dapat disegerakan. Selain tanggal tanam, prediktor yang paling
memberikan kontribusi yang signifikan terhadap hasil yang diperoleh adalah irigasi
dan varietas.
Penghitungan BC Ratio pada tahun-tahun Normal, El-Nino dan La-Nina
didasarkan pada nilai curah hujan yang merupakan output hasil simulasi DSSAT
Kecamatan Pacitan.
Dengan menarik garis batas BC Rasio pada nilai 1.5,
penanaman pada tahun-tahun Normal di Pacitan yang perlu mendapat perhatian
lebih baik adalah pada 15 Februari hingga 15 Maret. Penanaman pada tahuntahun El-Nino, perlu mendapatkan penanganan yang baik hampir sepanjang
tahun, terutama dari Januari hingga Agustus, sedangkan pada tahun-tahun LaNina, penanaman 15 Maret hingga 15 April harus direncanakan dengan sebaikbaiknya.
Sistem inferensi fuzzy dapat digunakan sebagai tool untuk prediksi luas
kekeringan yang mungkin terjadi, dengan memasukkan nilai input yang digunakan.
Berdasarkan fungsi keanggotaan dan penetapan rule, akan diperoleh
gambaran/prediksi kekeringan yang mungkin terjadi. Namun demikian penetapan
rule perlu menggunakan logika yang baik, sehingga dapat diperoleh kepekaan
dalam penentuan/prediksi kekeringan yang diperoleh.
Kabupaten Pacitan seperti halnya wilayah lain yang memiliki pola hujan
monsunal sangat terpengaruh oleh dampak keragaman iklim, yang apabila tidak
diantisipasi dengan baik, dapat menyebabkan terjadinya risiko penurunan hasil
tanaman. Risiko tersebut dapat diminimalkan dengan melakukan perencanaan
tanam yang baik. Untuk mendukung perencanaan tanam petani, sudah dilakukan
beberapa hal terkait, diantaranya adalah aplikasi kalender tanam. Kalender tanam
sebagai salah satu informasi yang dibutuhkan petani perlu selalu diupdate. Untuk
mendukung hal tersebut, maka informasi mengenai decision network, yang terkait
dengan bayesian network, sistem inferensi fuzzy dan penilaian fungsi risiko
berdasarkan teknologi yang terkait dengan varietas, pemupukan dan irigasi yang
dilakukan, dapat menjadi tambahan informasi yang diharapkan dapat melengkapi
kalender tanam yang sudah tersedia.
© Hak Cipta milik I PB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi Undang- Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh hasil karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang Wajar I nstitut
Pertanian Bogor
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa ijin I nstitut Pertanian Bogor
PENGELOLAAN RI SI KO I KLI M
UNTUK SI STEM USAHA TANI BERBASI S PADI
MELALUI PEMANFAATAN KALENDER TANAM DI NAMI K
SUCIANTINI
G. 261070031
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Klimatologi Terapan
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Penguji Luar Komisi : Dr. Rini Hidayati
Dr. Eleonora Runtunuwu
Judul Disertasi
Nama
NRP
: Pengelolaan Risiko I klim pada Sistem Usaha Tani Berbasis
Padi melalui Pemanfaatan Kalender Tanam Dinamik
: Suciantini
: G261070031
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof.Dr.I r.Rizaldi Boer, M.Sc.
Ketua
Dr. Agus Buono, M.Si,M.Kom
Anggota
Prof. Dr.I r.I rsal Las. M.S.
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Klimatologi Terapan
Dekan Sekolah Pasca Sarjana
Dr. I r. I mpron, M.Agr.Sc
Dr. I r. Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian :
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil ‘alamin. Segala puji syukur kehadirat Allah SWT,
Berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan
menyusun Disertasi program Doktor pada program studi Klimatologi Terapan
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan penghargaan kepada
semua pihak yang telah mendukung, membantu dan bekerja sama dalam
penyelesaian penelitian. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih yang tidak
terhingga kepada :
1. Bapak Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Ketua Komisi
Pembinaan Tenaga Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian
Kementerian Pertanian, Kepala Balai Besar Sumberdaya Lahan Pertanian dan
Kepala Balai Penelitian Agroklimat dan Hidrologi, atas perkenannya kepada
penulis untuk melanjutkan dan melaksanakan tugas belajar serta mendapatkan
beasiswa.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Rizaldi Boer, M.Sc., atas kesediaannya menjadi ketua
komisi pembimbing. Penulis sampaikan terima kasih atas segala bimbingan,
nasehat, arahan, dukungan dan kerjasamanya dalam melaksanakan penelitian
dan penyusunan disertasi ini.
3. Bapak Prof. Dr. Ir. Irsal Las, M.S., dan Bapak Dr. Agus Buono, M.Si, M.Kom,
atas kesediaannya menjadi anggota komisi pembimbing, Penulis sampaikan
terima kasih atas segala bimbingan, arahan, dan kerjasamanya sehingga
penulis dapat menyelesaikan tugas belajar dan menyusun disertasi ini.
4. Ketua program Studi Klimatologi Terapan IPB (Bapak Prof. Rizaldi Boer,
Bapak Dr. Sobri, Bapak Prof. Handoko, dan Bapak Dr. Impron), atas
bimbingan, kerjasama, dan dorongan semangatnya selama penulis menjadi
petugas belajar.
5. Ibu Dr. Rini Hidayati dan Dr. Eleonora Runtunuwu, atas bimbingan, kerjasama,
dan dorongan semangatnya selama penulis menjadi petugas belajar. Juga
kesediaan untuk menjadi Penguji Luar Komisi.
6. Bapak Prof. Ahmad Bey, Bapak Prof.Hidayat Pawitan, dan Bapak serta Ibu
Dosen Geomet atas bimbingan, nasihat, selama penulis menjalani perkuliahan.
7. Bpk Prof. Istiqlal Amien, Dr. Ir. Haris Syahbuddin, DEA, Dr. Yayan Apriyana,
Dr. Ir. Aris Pramudia, M.Si, Ir. Erni Susanti, Dr. Nani Heryani, Haryono, SP,MM.
Ir. Elza Surmaini, M.Si, Dr. Popi, Dr. Budi Kartiwa, Fadhlullah Ramadhani, ST,
MSc. Slamet Effendi, Drs. Ganjar Jayanto, Pak Suprapto, Wahyu Sukendar,
Pak Sidik Talaohu, dan Gina Maulana, ST, atas dukungan moril, dorongan
semangat, kerjasama, serta masukan pemikirannya selama penulis menjadi
petugas belajar dan menyusun disertasi ini.
8. Rekan rekan peneliti, teknisi, dan staf di Balai Penelitian Agroklimat dan
Hidrologi atas dukungan, kerjasama, dan kemudahan dalam memanfaatkan
fasilitas untuk pengolahan data dan penyusunan disertasi.
9. Kepala Dinas Tanaman Pangan dan Peternakan Kabupaten Pacitan, Kepala
Dinas Bina Marga dan Pengairan Kabupaten Pacitan, Ibu Budi beserta Staf,
Bapak Reno, Bapak KOPT dan Bapak-bapak POPT Kecamatan di Kabupaten
Pacitan dan Bapak/Ibu yang membantu di lapangan, atas dukungan perizinan,
koordinasi lapangan dan bantuan data. Juga untuk Pak Agus driver, yang
selalu setia mengantar ke lapangan.
10. Bapak Koesnomo Tamkani, atas inspirasi dan transfer ilmu Beliau di lapangan.
11. Rekan seperjuangan mahasiswa S3 Program Studi Klimatologi Terapan IPB,
Indah Prasasti atas kekompakan dan kerjasama yang baik selama masa
perkuliahan. Juga untuk Woro Estiningtyas, dan Salwati atas dukungan dan
kerjasamanya.
12. Pak Jun, Bu Indah, Mbak Wanti, Pak Pono, Aziz, Nandang, Pak Udin dan lainlain di Departemen GEOMET atas partisipasinya dan bantuannya dalam
berbagai aktifitas kepengurusan akademik.
13. Adik-adik CCROM (Adi, Kiki, Mbak Pipit, Ani, Sisi, Diva, Doddy, Ihsan, Gito,
dan lain-lain) atas bantuannya selama masa tugas belajar.
14. Adik-adik yang membantu pengumpulan data di lapang (Icha, Rahmi, Galih,
Andrea, Fajar, Fitri, Daniel dan Tamara).
15. Bapak R. Imam Mudrika Sanusi dan Bapak Iyeng Lendrawita beserta keluarga
besar, atas do’a, kasih sayang, bimbingan serta dukungan moril.
16. Ayahanda H.O. Suryana (Alm), Ibunda tercinta Hj. Curasih, adinda Bena, Hadi,
Yanti, Nur, atas do’a, kasih sayang, bimbingan, dukungan moril dan materil
sampai selesainya tugas belajar. Juga untuk April, Rafi, Shaqila dan Afau, atas
hari-hari yang menyenangkan.
17. Bapak dan Ibu Mertua, Bapak Damanhuri (Alm) dan Ibu Eti Suhaeti yang selalu
memberikan do’a selama masa tugas belajar.
18. Kerjasama Kemitraan Penelitian Pertanian dan Perguruan Tinggi (KKP3T)
DIPA TA. 2008-2009, atas dukungan dana selama penelitian berlangsung.
19. Program I-MHERE B2C IPB, atas dukungan penelitian.
20. Mbak Sian dan Teman-teman di Trio, atas bantuannya.
21. Semua pihak yang tidak disebutkan namanya, yang telah turut berpartisipasi
mendukung selama penulis melaksanakan penelitian hingga penulisan.
22. Terakhir, untuk suami tercinta Ade S Daman atas kesabaran dan
ketabahannya dalam mendampingi dan menghadapi masa tugas belajar
penulis yang sangat tidak mudah untuk ditempuh.
Penulis berharap semoga do’a, bimbingan, dukungan, bantuan, dan
kerjasama dari berbagai pihak menjadi amal sholeh dan mendapat ridho dari Allah
SWT. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu
khususnya di bidang pertanian.
Bogor, Agustus 2012
Suciantini
RI WAYAT HI DUP
Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 30 November 1967 sebagai
anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan H.O. Suryana (Alm) dan Hj.
Curasih. Pendidikan dasar dan menengah penulis tempuh di SD Cibeber I Cimahi,
lulus tahun 1980, SMP Negeri Leuwigajah Cimahi lulus tahun 1983, SMA Negeri I
Cimahi lulus tahun 1986. Penulis menyelesaikan pendidikan S1 di PS
Agrometeorologi Jurusan Geofisika IPB dan lulus tahun 1992. Pada tahun 2001,
penulis melanjutkan studi S2 di PS. Agroklimatologi, diselesaikan pada tahun
2004. Selanjutnya pada tahun 2007 penulis diterima sebagai mahasiswa S3 di PS
Klimatologi Terapan Fakultas MIPA IPB
memperoleh beasiswa dari Badan
Litbang Pertanian.
Sejak tahun 1994 hingga 1998 menjadi staf peneliti di Balai Penelitian
Tanaman Hias Jakarta.
Tahun 1998 tercatat sebagai staf peneliti di Pusat
Penelitian Tanah dan Agroklimat, pada kelti Agroklimat dan Hidrologi (sekarang
Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumbedaya Lahan Pertanian).
Sekarang penulis bekerja sebagai Peneliti Muda di Balai Penelitian Agroklimat dan
Hidrologi Bogor. Bidang penelitian yang menjadi tanggung jawab penulis adalah
bidang Agroklimatologi dan Hidrologi. Penulis juga adalah anggota dan pengurus
Pusat Perhimpunan Meteorologi Pertanian Indonesia.
Sepanjang menempuh
pendidikan S3, penulis sudah menghasilkan beberapa tulisan, dan salah satu yang
berkaitan dengan disertasi diterbitkan di Jurnal Tanah dan Iklim yang diberi judul
“Penentuan Fungsi Risiko pada Pengelolaan Risiko Iklim untuk Mendukung
Kalender Tanam Dinamik”.
xv
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI.........................................................................................................xi
DAFTAR GAMBAR....................................................................................... xviiiiii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xviiii
I.
PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
1.1.
Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2.
Perumusan Masalah / Kerangka Pemikiran .................................. 5
1.3.
Tujuan Penelitian .......................................................................... 6
1.4.
Keluaran Penelitian....................................................................... 6
1.5.
Manfaat Penelitian ........................................................................ 7
1.6.
Kebaruan (Novelty) ....................................................................... 7
1.7.
Sistematika Penulisan .................................................................. 7
II.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
III.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
IV.
SINTESIS PERMASALAHAN PENGELOLAAN RISIKO IKLIM
UNTUK SISTEM USAHA TANI BERBASIS PADI MELALUI
PEMANFAATAN KALENDER TANAM DINAMIK ..................................... 11
Kabupaten Pacitan ..................................................................... 11
Roadmap Sektor Pertanian ......................................................... 12
Keragaman dan perubahan iklim dan efeknya terhadap
produksi padi .............................................................................. 14
ENSO dan kaitannya dengan musim hujan dan
kekeringan .................................................................................. 15
Model Simulasi DSSAT............................................................... 17
Sistem Inferensi Fuzzy (Fuzzy Inference System) ...................... 20
Bayesian dan Decision Network ................................................ 24
Kalender Tanam ......................................................................... 25
EVALUASI DAMPAK KERAGAMAN IKLIM TERHADAP
KERAGAMAN
HASIL
TANAMAN
PADA
BERBAGAI
TEKNOLOGI BUDIDAYA SERTA KELAYAKAN EKONOMI ..................... 33
Pendahuluan .............................................................................. 36
Metodologi .................................................................................. 36
3.2.1. Waktu dan Tempat Penelitian .................................................. 36
3.2.2. Bahan, Alat dan Perangkat Lunak ........................................... 36
3.2.3. Metodologi Penelitian .............................................................. 36
Hasil dan Pembahasan ............................................................... 42
3.3.1. Karakteristik sistem usaha tani di Pacitan ................................ 42
3.3.2.Karakteristik ENSO dan hubungannya dengan curah
hujan 50
3.3.3. Dampak ENSO terhadap kekeringan ........................................ 57
3.3.4. Analisis hubungan keragaman Iklim dengan sistem
usaha tani padi ......................................................................... 60
Simpulan .................................................................................... 70
ANALISIS KELAYAKAN EKONOMI TEKNOLOGI BUDIDAYA
UNTUK PENANGGULANGAN RISIKO IKLIM .......................................... 73
4.1.
Pendahuluan .............................................................................. 73
4.2.
Metodologi .................................................................................. 74
xvi
4.3.
4.4.
V.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
VI.
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
VII.
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
4.2.1. Waktu dan Tempat Penelitian ..................................................... 74
4.2.2. Bahan, Alat dan Perangkat Lunak .............................................. 74
4.2.3. Metodologi Penelitian .................................................................. 75
Hasil dan Pembahasan ............................................................... 77
4.2.1. Analisis BC Ratio Responden ..................................................... 77
4.2.2. Analisis kelayakan ekonomi teknologi budidaya ........................ 78
Simpulan.................................................................................. 86
PENGEMBANGAN
KALENDER
TANAM
DINAMIK
DI
INDONESIA UNTUK PENGELOLAAN RISIKO IKLIM ............................. 87
Pendahuluan .............................................................................. 87
Pranata Mangsa, indigenous knowledge cikal bakal
kalender tanam ........................................................................... 90
Pengembangan Model Kalender Tanam di Indonesia ................. 95
5.3.1. Kalender Tanam Kementerian Pertanian ................................... 95
5.3.2. CCROM-IPB dengan BMKG ..................................................... 101
5.3.3. I-MHERE B2C IPB.................................................................. 106
Pengembangan Model Kalender Tanam Dinamik dalam
penelitian ini .............................................................................. 108
Simpulan................................................................................... 110
PENGEMBANGAN DECISION NETWORK YANG DIOPTIMASI
DENGAN
FUZZY
INFERENCE
SYSTEM
UNTUK
PENYUSUNAN KALENDER TANAM DINAMIK ..................................... 113
Pendahuluan ............................................................................ 113
Metodologi ................................................................................ 114
6.2.1. Optimasi fungsi risiko yang diformulasi dengan model
FIS
....................................................................................... 114
6.2.2. Verifikasi fungsi risiko yang diformulasi dengan model
FIS
....................................................................................... 115
Hasil dan Pembahasan ............................................................. 115
6.3.1. Analisis optimasi fungsi risiko yang diformulasi dengan
model FIS .................................................................................. 115
6.3.2. Verifikasi fungsi risiko yang diformulasi dengan model
FIS
....................................................................................... 121
Simpulan................................................................................... 124
PENGEMBANGAN MODEL KALENDER TANAM DINAMIK
SEBAGAI TEKNOLOGI ADAPTASI ....................................................... 125
Pendahuluan ............................................................................ 125
Metodologi ................................................................................ 126
7.2.1. Penyusunan jejaring bayes (Bayesian Network) ...................... 126
7.2.2. Penyusunan jejaring pengambilan keputusan (Decision
Network). ................................................................................... 128
7.2.3. Penyusunan kalender tanam dinamik....................................... 130
Hasil dan Pembahasan ............................................................ 131
7.3.1. Bayesian dan decision network ................................................ 131
7.3.2. Kalender tanam dinamik ........................................................... 133
7.3.3. Rekomendasi Teknologi............................................................ 136
Simpulan................................................................................... 138
xvii
VIII. POTENSI DAN KENDALA PENERAPAN KALENDER TANAM
DALAM MENGANTISIPASI KEJADIAN IKLIM EKSTRIM....................... 141
IX. SIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 149
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 151
LAMPIRAN ...................................................................................................... 157
xviii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1
Gambar 1.2
Gambar 1.3
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 3.9
Gambar 3.10
Gambar 3.11
Gambar 3.12
Gambar 3.13
Rata-rata luas areal tanam musim kemarau yang
dipengaruhi oleh kekeringan pada tahun-tahun El-Nino
(Boer et al. 2011) ........................................................................... 2
Kerangka Penelitian ....................................................................... 9
Keterkaitan antar bab Penelitian .................................................. 10
Peta administrasi Kabupaten Pacitan. ......................................... 12
Kemungkinan pergeseran curah hujan di Jawa dan Bali
(Naylor et al. 2007). ..................................................................... 15
Sekilas komponen dan struktur modular dari DSSATCSM............................................................................................ .19
Diagam blok Sistem Inferensi Fuzzy (Kusumadewi dan
Hartati 2010) ............................................................................... 22
Kalender tanam existing (Lee et al. 2005) .................................... 26
Kalender tanam usulan (Lee et al. 2005) ..................................... 27
Peta kalender tanam level kabupaten untuk skenario
tahun basah Pulau Jawa (Las et al. 2007a) ................................ 28
Peta Kalender Tanam level kabupaten untuk tahun
basah di Pulau Jawa (Las et al. 2007a). ..................................... 29
Distribusi kalender tanam rata-rata propinsi Kalimantan:
(a) Kalimantan Barat, (b) Kalimantan Tengah, (c)
Kalimantan Timur, dan (d) Kalimantan Selatan
(Runtunuwu et al. 2009). ............................................................ 29
Tampilan untuk masuk ke aplikasi web Kalender Tanam
Terpadu ....................................................................................... 31
Tampilan peta tematik kekeringan skala nasional pada
Kalender Tanam Terpadu ............................................................ 31
Diagram database, aplikasi, dan komponen perangkat
lunak pendukung dan penggunaan model tanaman
untuk aplikasi dalam DSSAT v3.5 (Jones et al. 2003).................. 39
Diagram alir evaluasi dampak keragaman iklim terhadap
keragaman hasil tanaman ........................................................... 42
Persentase luas sawah setiap kecamatan di Kabupaten
Pacitan ......................................................................................... 43
Hamparan lahan sawah dan lahan kering di Kabupaten
Pacitan ........................................................................................ 43
Luas lahan yang diusahakan Responden..................................... 44
Waktu tanam pada MT-1, MT-2, MT-3 menurut
Responden .................................................................................. 45
Tanaman yang diusahakan Responden pada setiap
musim tanam ............................................................................... 46
Tren produktivitas ubi kayu di Kabupaten Pacitan ........................ 48
Pemakaian benih Responden pada MT-1 .................................... 49
Jarak tanam yang digunakan ....................................................... 50
Rata-rata CH bulanan setiap kecamatan...................................... 51
Rata-rata CH tahunan setiap kecamatan ..................................... 51
Rata-rata curah hujan bulanan dan simpangan baku
setiap kecamatan ......................................................................... 52
xix
Gambar 3.14
Gambar 3.15
Gambar 3.16
Gambar 3.17
Gambar 3.18
Gambar 3.19
Gambar 3.20
Gambar 3.21
Gambar 3.22
Gambar 3.23
Gambar 3.24
Gambar 3.25
Gambar 3.26
Gambar 3.27
Gambar 3.28
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 5.1
Gambar 5.2
Gambar 5.3
Gambar 5.4
Gambar 5.5
Gambar 5.6
Gambar 5.7
Gambar 5.8
Gambar 5.9
Gambar 6.1
Gambar 6.2
Pola CH Pacitan tahun Normal dan tahun-tahun
terjadinya ENSO .......................................................................... 54
Awal musim hujan vs anomali SST Nino4 bulan Agustus............. 55
Panjang musim hujan vs anomali SST Nino4 bulan
Agustus........................................................................................ 56
Penyebab gagal panen menurut Responden ............................... 58
Tahun terjadinya kekeringan menurut Responden ....................... 58
Luas terkena dan puso areal padi tahun 1995-2010 .................... 59
Luas areal padi yang mengalami puso tahun 2006-2008
di Pacitan ..................................................................................... 59
Luas terkena kekeringan kecamatan pada tahun 1991,
1994, 1997, 2003, 2007 ............................................................... 60
Luas panen padi bulanan dari tahun 2006 hingga 2010 di
Kabupaten Pacitan....................................................................... 61
Luas tambah tanam bulanan (ha) dan curah hujan tahun
2006 hingga 2009 ........................................................................ 62
Luas panen dan produksi ubi kayu di Kabupaten Pacitan
dari tahun 1990 hingga 2010 ....................................................... 63
Anomali luas panen padi per tahun di Kabupaten Pacitan ........... 63
Perbedaan hasil setiap tanggal tanam dengan
menggunakan irigasi dan tanpa irigasi di Kecamatan
Pacitan......................................................................................... 66
Perbedaan hasil setiap tanggal tanam dengan
menggunakan perbedaan pupuk dan perbedaan irigasi di
Kecamatan Pacitan ...................................................................... 66
Plot error pada setiap tanggal tanam ........................................... 70
Diagram alir analisis kelayakan teknologi budidaya ..................... 76
BC Ratio sebagian Responden .................................................... 78
BC Ratio pada tahun-tahun Normal ............................................. 80
BC Ratio pada tahun-tahun El-Nino ............................................. 80
BC Ratio pada tahun-tahun La-Nina ............................................ 81
Ilustrasi salah satu pilar utama dalam sistem pengelolaan
risiko bencana dan adaptasi perubahan iklim di
Indonesia (Lassa et al, 2009) ....................................................... 89
Sistem penanggalan musim bukti kepandaian ilmu
astronomi nenek moyang
(http://forum.vivanews.com/sejarah-dan-budaya/130540teknologi-kuno-bangsa-indonesia-yang-canggih.html) ................. 92
Diagram alir penyusunan peta kalender tanam aktual
dan potensial (Syahbuddin 2007) ................................................. 96
Diagram alir proses pembuatan sistem kalender tanam
terpadu (Ramadhani et al. 2011).................................................. 98
Diagram alir kalender tanam dengan menggunakan
informasi prakiraan iklim BMKG ................................................ 100
Bayesian network dengan tiga peubah ...................................... 104
Bayesian network....................................................................... 104
Decision network....................................................................... 105
Model DN untuk kalender dinamik tanaman (Boer et al.
2010) ......................................................................................... 107
Model FIS untuk pendugaan nilai risiko...................................... 114
Fungsi keanggotaan untuk Anomali SST Nino4 ........................ 118
xx
Gambar 6.3
Gambar 6.4
Gambar 6.5
Gambar 6.6
Gambar 6.7
Gambar 6.8
Gambar 6.9
Gambar 7.1
Gambar 7.2
Gambar 7.3
Gambar 7.4
Gambar 7.5
Gambar 7.6
Gambar 7.7
Gambar 7.8
Gambar 7.9
Fungsi keanggotaan untuk CHMK.............................................. 118
Fungsi keanggotaan untuk PMH ................................................ 119
Fungsi keanggotaan untuk kekeringan....................................... 119
Contoh pilihan skenario di fuzzy rule .......................................... 120
Contoh output di fuzzy rule......................................................... 120
Hasil verifikasi FIS dengan observasi ........................................ 122
Perbandingan nilai kekeringan observasi dengan hasil
keluaran FIS ............................................................................. 123
Bayesian network dengan empat peubah .................................. 127
Decision network........................................................................ 129
Model Kalender tanam dinamik .................................................. 130
Pengkategorian bencana kekeringan (Buono et al. 2011) .......... 131
Peluang kekeringan pada tingkat/kategori kekeringan
(K1 hingga K5) di 10 kecamatan di Pacitan................................ 133
Ilustrasi antara peluang terjadinya kekeringan dengan
kejadian bencana kekeringan antara tahun 1988 hingga
tahun 2007 (Buono et al. 2011) .................................................. 135
Tingkat / kategori kekeringan berdasarkan bayesian.................. 135
Ilustrasi pertanaman berdasarkan tanggal tanam....................... 136
Contoh prediksi kehilangan hasil ................................................ 137
xxi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Tabel 3.2
Tabel 3.3a
Tabel 3.3b
Tabel 3.4
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
3.5
4.1
4.2
4.3
4.4
Tabel 5.1
Tabel 5.2
Tabel 6.1
Tabel 6.2
Tabel 6.3
Tabel 7.1
Prediktor untuk membentuk persamaan hasil tanaman ................... 41
Pola tanam existing petani .............................................................. 47
Pengelompokan tahun-tahun normal, El-Nino dan La-Nina
berdasarkan Indeks ONI ................................................................. 53
Pengelompokan tahun-tahun normal, El-Nino dan La-Nina
berdasarkan Indeks ONI yang diperbaharui tanggal 5 April
2012................................................................................................ 53
Pengurangan hasil antara perlakuan irigasi dengan tanpa
irigasi di Kecamatan Pacitan ........................................................... 65
Persamaan hasil untuk Kecamatan Pacitan ................................... 67
Prediktor untuk mendapatkan persamaan BC Ratio ....................... 77
Ilustrasi penghitungan BC Ratio (Kecamatan Arjosari) ................... 79
Persamaan BC Ratio setiap tanggal tanam .................................... 81
Koefisien persamaan BC Ratio dan kontribusi masingmasing prediktor ............................................................................ 85
Contoh kalender tanam tanaman pangan (padi) pada
tahun normal ................................................................................ 100
Nilai kelima peubah yang digunakan dalam penyusunan
bayesian network (Boer et al. 2007) ............................................. 102
Contoh himpunan fuzzy untuk input (Anomali SST Nino 4,
PMH dan CHMK) ......................................................................... 116
Contoh himpunan fuzzy untuk output (kekeringan) ....................... 117
Contoh himpunan fuzzy untuk kekeringan Kecamatan
Tulakan ......................................................................................... 117
Kategori kekeringan ...................................................................... 128
I.
1.1.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Salah satu sektor yang berperan penting terhadap perekonomian nasional
adalah sektor pertanian. Sektor ini menyerap sekitar 44,47% dari keseluruhan
tenaga kerja Indonesia.
Pada tahun 2006, sektor ini menyumbang 13% PDB
nasional (Daryanto 2007), dan mencapai peningkatan pertumbuhan tertinggi dari
Triwulan II 2009 ke Triwulan III 2009, yaitu sebesar 7,3% (Badan Pusat Statistik
2009). Dari tahun 2004 hingga 2008, sektor pertanian berhasil meningkatkan
produksi padi dari 54,1 juta ton GKG pada tahun 2004 menjadi 60,3 juta ton GKG
pada 2008 atau meningkat rata-rata 2,8% per tahun, bahkan laju peningkatan
produksi padi tahun 2006-2008 mencapai 5,2% per tahun. Kenaikan produksi ini
menjadikan Indonesia kembali berswasembada beras pada tahun 2008. Selain
padi, produksi jagung dan kedelai juga mengalami peningkatan masing-masing
sebesar 9,5% dan 3,14% per tahun (Ditjen Tanaman Pangan 2009; Apryantono
et al. 2009). Namun demikian, sektor pertanian terutama tanaman pangan pada
umumnya paling rentan terhadap keragaman dan perubahan iklim (Stern et al.
2006) sehingga upaya adaptasi sangat diperlukan.
Kerentanan sektor pertanian terhadap perubahan iklim dapat didefinisikan
sebagai tingkat kekurangberdayaan sistem usaha tani dalam mempertahankan
dan menyelamatkan tingkat produktivitasnya secara optimal dalam menghadapi
cekaman iklim (Tim Roadmap Sektor Pertanian 2010). Pada dasarnya kerentanan
bersifat dinamis sejalan dengan kehandalan teknologi, kondisi sosial-ekonomi,
sumberdaya alam dan lingkungan.
Kerentanan dipengaruhi oleh tingkat
keterpaparan (exposure) terhadap bahaya dan tingkat sensitivitas adaptif. Hal lain
yang berkaitan dengan kerentanan adalah dampak yang ditimbulkan yang
mungkin terjadi.
Dampak adalah tingkat kondisi kerugian, baik secara fisik,
produk, maupun secara sosial dan ekonomi yang disebabkan oleh cekaman
perubahan iklim (Tim Roadmap Sektor Pertanian 2010).
Di
Indonesia,
kejadian
akibat
cekaman
perubahan
iklim
yang
mengakibatkan kondisi iklim ekstrim umumnya dipengaruhi oleh kejadian ENSO
(El-Nino Southern Oscillation). Kejadian El-Nino (periode hangat ENSO) secara
signifikan dapat mengurangi curah hujan pada musim kemarau. Selama periode
La-Nina, curah hujan meningkat secara signifikan. Akibatnya, selama periode El-
2
Nino musim kemarau akan terjadi lebih panjang dibandingkan pada tahun-tahun
normal, dan sebaliknya selama La-Nina, musim kemarau akan berakhir lebih
cepat. Keeratan hubungan antara ENSO dan variabilitas iklim di Indonesia terjadi
di sebagian besar wilayah Indonesia, kecuali pada sebagian wilayah Sumatera
(Boer et al.
2011). Pengaruh yang kuat terjadi di sebagian besar wilayah
Kalimantan, Sulawesi dan sebagian Jawa, Nusa Tenggara dan Papua (Gambar
1.1).
Gambar 1.1. Rata-rata luas areal tanam musim kemarau yang dipengaruhi oleh
kekeringan pada tahun-tahun El-Nino (Boer et al. 2011).
Fenomena ENSO memungkinkan terjadinya fluktuasi Produksi padi di
Indonesia (Naylor 2007, Boer et al. 2011). Kejadian El-Nino dapat menjadi pemicu
penurunan produksi padi, akibat penambahan luas areal tanam yang mengalami
kekeringan dan puso.
Mundurnya awal musim hujan dapat menyebabkan
mundurnya pertanaman kedua. Pertanaman kedua inilah yang rentan mengalami
kekeringan.
Pada periode 1989-2010 untuk tingkat nasional, akumulasi luas
tanaman padi yang dilanda kekeringan berkisar antara 117 ribu sampai dengan
1,1 juta ha dan puso 8 ribu sampai dengan 263 ribu ha (Direktorat Perlindungan
Tanaman 2011), terutama pada tahun-tahun El Nino.
Tingkat kerentanan pertanaman padi di suatu wilayah, tergantung pada
tingkat kesiapan wilayah tersebut dalam menghadapi bencana.
Dengan
melakukan antisipasi yang baik dari semua sektor terkait, akan membantu petani
dalam mengeliminir kerugian yang mungkin terjadi, karena sosialisasi yang baik
terhadap petani dalam menyesuaikan kegiatan pertanamannya akan memberikan
dampak yang signifikan, sejauh aplikasi yang dilakukan petani dalam merespon
3
informasi yang disampaikan.
Oleh karena itu, penjadwalan tanam dengan
memperhitungkan kemungkinan kejadian iklim ekstrim yang tertuang dalam suatu
kalender tanam merupakan salah satu solusi. Manfaat dari kalender tanam adalah
untuk memandu petani dalam menyesuaikan waktu dan pola tanam, mengingat
pentingnya jadwal penanaman, mulai dari masa persiapan tanah, penanaman
hingga panen.
Dalam mengintegrasikan dan menganalisis berbagai faktor atau informasi
penting dalam pelaksanaan strategi budidaya tanaman padi dalam kaitannya
dengan perubahan dan keragaman iklim, diperlukan suatu kemasan pemodelan.
Model tersebut merupakan gambaran pada kondisi bagaimana suatu informasi
iklim dan budidaya yang diaplikasikan dapat dikatakan memiliki risiko gangguan
iklim terendah secara sosial ekonomi.
Pemodelan yang dimaksud merupakan
suatu pemodelan risiko iklim dengan mengukur fungsi utilitas yang dikaitkan
dengan strategi teknologi budidaya dalam hubungannya dengan produktivitas
padi, yang dikuantifikasi berdasarkan komponen-komponen sistem informasi dan
kalender tanam serta analisis sosial ekonomi dalam hubungannya dengan
produktivitas tanaman.
Dalam penyusunan model utilitas tersebut digunakan
sistem inferensi fuzzy.
Informasi iklim yang dikeluarkan lembaga-lembaga penelitian dalam
kaitannya untuk peningkatan produktivitas tanaman padi sudah banyak dilakukan.
Salah satu informasi penting dalam kaitan dengan penjadwalan penanaman petani
adalah kalender tanam.
Informasi kalender tanam tanaman pangan secara
nasional sudah mulai disusun oleh Badan Penelitian dan Pengembangan
Pertanian, Kementerian Pertanian sejak tahun 2007. Produk kalender tanam yang
sudah dihasilkan adalah Peta Kalender Tanam Tanaman Pangan 1:1.000.000 dan
Atlas Kalender Tanam Tanaman Pangan 1:250.000 untuk Pulau Jawa (Las et al.
2007), Pulau Sumatera (Las et al. 2008), Pulau Kalimantan (Las et al. 2009a),
Pulau Sulawesi (Las et al. 2009b), dan wilayah Indonesia timur yang meliputi tujuh
provinsi (Bali, Maluku Utara, Maluku, NTB, NTT, Papua dan Papua Barat), (Las et
al. 2010). Adapun manfaat dari kalender tanam adalah untuk memandu petani
dalam menyesuaikan waktu dan pola tanam, mengingat pentingnya jadwal
penanaman, mulai dari masa persiapan tanah, penanaman, dan panen.
Informasi kalender tanam yang dibuat oleh Kementerian Pertanian tersebut
mengembangkan kalender tanam untuk tahun kering, normal dan basah (Las et al.
4
2007). Kalender tanam yang sudah dikembangkan saat ini membagi tiga bentuk
pola tanam rekomendasi pada tahun ENSO dan tahun normal, namun belum
memperhatikan sifat (intensitas dan lama siklus) dari fenomena tersebut. Output
yang dihasilkan berupa Atlas waktu tanam yang terbagi ke dalam empat skenario,
yaitu existing petani, waktu tanam tahun Normal, waktu tanam tahun La-Nina dan
tahun El-Nino. Data yang digunakan merupakan data rata-rata historis jangka
panjang. Kalender tanam ini mulai tahun 2011, diupdate setahun tiga kali, dan
pada perkembangannya menyertakan juga hasil prakiraan musim BMKG. Sejalan
dengan itu, tahun 2007 Boer et al. juga melakukan riset terkait kalender tanam
yang disebut sebagai kalender pertanian. Kalender tanam yang dihasilkan sudah
lebih bersifat dinamik, karena sudah memasukkan hasil prakiraan musim, sebagai
alat bantu pengambilan keputusan. Kalender tanam yang dihasilkan menggunakan
Bayesian network dan decision network.
Dalam Decision Network (DN),
keputusan pemilihan pola ditetapkan berdasarkan informasi iklim dan informasi
lainnya yang diperoleh sebelum keputusan dibuat (Buono et al. 2010). Informasi
dimaksud diantaranya adalah indeks ENSO yang dapat digunakan sebagai
indikator tentang kemungkinan perubahan awal masuk musim hujan, prakiraan
panjang musim hujan atau sifat hujan pada musim tanam. Hal itu sejalan dengan
pendapat Lo et al. (2007) dan Robertson et a.l (2009) yang menyatakan bahwa
awal musim serta kekuatan dan durasi dari musim hujan merupakan karakteristik
kunci dari keragaman hujan dan berkaitan dengan kuat pada keragaman pola
ENSO.
Decision yang dihasilkan oleh Boer et al. (2007) baru mencakup waktu
tanam.
Oleh karena itu, untuk mengembangkan kalender tanam yang sudah
dihasilkan, dilakukan penelitian dengan menambah decision yang dikeluarkan.
Decision network yang dihasilkan menggunakan suatu pemodelan risiko iklim
dengan mengukur fungsi utility sebagai pendekatannya.
Pemodelan tersebut
dikaitkan dengan strategi teknologi budidaya dalam hubungannya dengan
produktivitas padi, yang dikuantifikasi berdasarkan komponen-komponen sistem
informasi dan kalender tanam dalam hubungannya dengan produktivitas tanaman.
Sehingga decision yang dihasilkan, tidak saja menyangkut waktu tanam, tetapi
juga sudah memasukkan pilihan pupuk, irigasi dan varietas. Mengingat pemilihan
pupuk, varietas maupun penggunaan irigasi akan memberikan produksi yang
berbeda pada tanaman. Disamping itu, juga dilakukan analisis keuntungan dan
5
kerugian yang dijabarkan melalui penggunaan Sistem Inferensi Fuzzy yang
digabung
dengan
hasil
simulasi
DSSAT
(Decision
Support
System
for
Agrotechnology Transfer) (Jones et al. 2003), sehingga berdasarkan pilihan
kombinasi pada decision, dapat diketahui keuntungan atau kerugian akibat
pemilihan salah jenis teknologi tersebut.
Adapun tujuan utama penelitian ini adalah untuk mengembangkan kalender
tanam dinamik sebagai alat bantu pengambil keputusan dalam menyusun strategi
pertanaman yang dapat meminimalkan risiko iklim tetapi di sisi lain akan
meningkatkan keuntungan ekonomi. Penelitian ini dimaksudkan untuk mencari
pola alternatif tanam ideal yang menguntungkan secara ekonomi ditinjau dari
kombinasi teknologi budidaya padi (pupuk, irigasi, varietas) pada suatu usaha
tani pada suatu musim tertentu yang memberi produksi maksimal dengan tingkat
kerugian yang minimal dengan menggunakan fungsi utilitas.
1.2.
Perumusan Masalah / Kerangka Pemikiran
Keragaman hasil tanaman semusim di Indonesia sangat berkaitan erat
dengan keragaman curah hujan.
Bahkan pada kondisi iklim ekstrim, produksi
pertanian terutama tanaman pangan sangat terpengaruh.
Sektor
pertanian,
terutama subsektor tanaman pangan, paling rentan terhadap perubahan iklim
terkait tiga faktor utama, yaitu biofisik, genetik, dan manajemen. Hal ini disebabkan
karena tanaman pangan umumnya merupakan tanaman semusim yang relatif
sensitif terhadap cekaman, teutama cekaman (kelebihan dan kekurangan) air.
Secara teknis, kerentanan sangat berhubungan dengan sistem penggunaan lahan
dan sifat tanah, pola tanam, teknologi pengelolaan tanah, air, dan tanaman, serta
varietas tanaman (Las et al. 2008).
Tiga faktor utama yang terkait dengan perubahan iklim global, yang
berdampak terhadap sektor pertanian adalah: (1) perubahan pola hujan dan iklim
ekstrim (banjir dan kekeringan), (2) peningkatan suhu udara, dan (3) peningkatan
muka laut.
Awal masuk, lama dan sifat musim yang merupakan kunci dalam
menentukan keragaman hasil tanaman, sangat dipengaruhi oleh fenomena global
seperti ENSO, IOD dan lainnya (Lo et al.
2007; Robertson et al. 2009).
Mundurnya awal musim hujan akan menggeser pola dan rotasi tanaman yang
menyebabkan risiko tanaman kedua terkena kekeringan meningkat. Sementara
6
peningkatan hujan yang signifikan sampai jauh di atas normal pada musim hujan
juga berpotensi menimbulkan banjir.
Untuk mengantisipasi kondisi tersebut, perlu diupayakan teknologi
budidaya adaptif, sehingga dapat mengurangi dampak dari kejadian iklim ekstrim.
Teknologi budidaya adaptif terhadap iklim ekstrim juga sudah dilakukan oleh
petani. Dalam kaitan ini, teknologi budidaya adaptif tersebut juga dipilah
berdasarkan hasil simulasi DSSAT yang digunakan untuk evaluasi dampak
keragaman iklim dan keragaman hasil tanaman pada berbagai teknologi budidaya.
Selanjutnya teknologi budidaya adaptif tersebut dievaluasi kelayakannya secara
ekonomi,
baik teknologi adaptif yang sudah maupun yang belum digunakan
petani. Dalam menghubungkan keragaman iklim dan teknologi budidaya tanaman,
dilakukan penyusunan model utilitas (fungsi risiko) dengan menggunakan system
inferensi fuzzy (fuzzy inference system).
1.3.
Tujuan Penelitian
1. Melakukan evaluasi dampak keragaman iklim terhadap keragaman
produksi tanaman yang dapat meminimumkan dampak negatif keragaman
iklim.
2. Melakukan evaluasi dampak keragaman iklim terhadap kelayakan ekonomi
teknologi budidaya untuk penanggulangan risiko iklim.
3. Menyusun state of the art pengembangan kalender tanam dinamik di
Indonesia untuk pengelolaan risiko iklim.
4. Menyusun Decision Network
yang dioptimasi dengan sistem inferensi
fuzzy (Fuzzy Inference System) untuk penyusunan kalender tanam
dinamik.
5. Melakukan evaluasi pemanfaatan model kalender tanam dinamik untuk
pengelolaan risiko iklim.
1.4.
Keluaran Penelitian
1. Informasi dampak keragaman iklim terhadap keragaman hasil tanaman
serta teknologi-teknologi budidaya terpilih untuk meminimumkan dampak
negatif keragaman iklim.
2. Informasi teknologi-teknologi budidaya terpilih yang layak secara ekonomi
untuk meminimumkan dampak negatif keragaman iklim.
7
3. State of the art pengembangan kalender tanam dinamik di Indonesia untuk
pengelolaan risiko iklim.
4. Informasi Decision Network yang dioptimasi dengan sistem inferensi fuzzy
(Fuzzy Inference System) untuk penyusunan kalender tanam dinamik.
5. Informasi hasil evaluasi pemanfaatan model kalender tanam dinamik untuk
pengelolaan risiko iklim.
1.5.
Manfaat Penelitian
Kalender
tanam
dinamik
merupakan
pengembangan
al