Optimasi Pola Tanam Lahan Pertanian deng

Optimasi Pola Tanam pada Lahan pertanian dengan Mempertimbangkan
Potensi Erosi, Land Rent, dan Kecukupan Beras di Wilayah Subang, Jawa
Barat
R. Ianatus Sholihah1*, Dyah R. Panuju2, dan Enni D. Wahjunie3
Program Studi Manajemen Sumberdaya Lahan, FAPERTA, IPB, Jl. Meranti Kampus IPB Dramaga- BOGOR
*

E-mail: rizqiianatus_99@yahoo.com

Abstract
Increasing population causes escalation in demand of land for food production, settlements, and public facilities.
Meanwhile, land availability is fixed and limited which encourage marginal or unsuitable land utilization. Land
utilization for food production which not comply its capability would have negative effect both physically and
economically. To avoid those effects, optimal cropping pattern should be determine to support sustainable agricultural development. This research aims to determine optimal land for food production areas by considering the
potential erosion, land rent, and rice sufficiency. Linear goals programming is employed to devise the optimal
choice of land use pattern. The study area includes four sub-districts namely Cipeundeuy, Kalijati, Pabuaran, and
Patokbeusi that is situated in Subang, West Java. Optimum cultivation pattern on the agricultural land was organized to achieve three targets including (1) to minimized erosion for land preservation, (2) to provide the highest
economic benefits for farmers, and (3) to meet rice sufficiency of study area. This study designed twelve scenarios
with different targets combination. It is showed that scenario VI and XII is the best combination comply the expected targets. Both of these scenarios produce optimal cropping patterns with the lowest erosion values of
85.528,10 tons/year, generate the highest economic benefit for farmers at Rp 525.890.970.000,- and yield 46.598
tons rice for scenario VI and 181.730 tons rice for scenario XII. Decision tree analysis shows that spatial distribution pattern of land optimal optimization were strongly influenced by the economic benefits.

Keywords: cropping pattern, erosion, land rent, linear goals programming, rice sufficiency

1.

Pendahuluan

Kabupaten Subang memiliki luas lahan 205.176 ha yang secara garis besar dibedakan menjadi lahan sawah
dan lahan kering, dengan rincian lahan sawah seluas 84.928 ha (41,39%) dan lahan kering seluas 120.247 ha atau
sekitar 58,61% dari luas kabupaten. Hasil inventarisasi lahan menunjukkan luas lahan kritis meningkat dari 7.785
ha pada tahun 2011 menjadi 9.581 ha pada tahun 2012 (Badan Pusat Statistik Kabupaten Subang 2013). Kondisi
ini terjadi karena lahan pertanian diusahakan secara intensif dalam waktu yang relatif lama sehingga mengalami
kerusakan baik secara fisik, kimia maupun biologi yang berdampak pada penurunan produktivitas tanah
(Simbolon, 2012). Seiring perkembangan teknologi dan tingginya tingkat pertumbuhan penduduk, maka
kebutuhan akan lahan untuk mendukung berbagai peningkatan aktivitas juga semakin meningkat. Berbagai
dampak negatif mulai dirasakan diantaranya meningkatnya ketidakteraturan tata kota, kerusakan lingkungan,
meningkatnya kesenjangan sosial dan ekonomi, semakin berkurangnya lahan pertanian dan hutan. Hal ini makin
diperburuk dengan masih minimnya kesadaran masyarakat terutama terkait kerusakan lingkungan seperti
degradasi lahan (Zielinska dkk., 2008). Upaya pengelolaan lahan dibutuhkan untuk menjaga eksistensi
pemanfaatan lahan sesuai peruntukan penggunaan lahan. Partisipasi dan dukungan masyarakat setempat
diperlukan untuk menjaga eksistensi lahan pertanian sehingga produktivitas lahan pertanian terpelihara (Pahlawan

dkk ., 2013).
Pemanfaatan lahan yang intensif umumnya dimaksudkan untuk meningkatkan penerimaan usahatani,
namun dalam jangka panjang berakibat menurunkan daya dukung lahan untuk pertanian. Karena itu, diperlukan
rencana pemanfaatan lahan yang mampu menjamin kelestarian sumberdaya alam dan meningkatkan penerimaan
usahatani. Penelitian tentang perencanaan pengelolaan lahan pertanian yang mampu menyeimbangkan antara
kelestarian lahan dengan kebutuhan sosial ekonomi masyarakat khususnya petani dibutuhkan untuk mengetahui
pola optimal tersebut. Untuk mendapatkan model perencanaan pengelolaan lahan pertanian yang berkelanjutan
diperlukan metode yang mampu memilih kombinasi pemanfaatan yang menghasilkan target yang diharapkan.
Metode linear goals programming (LGP) merupakan alternatif teknik untuk mencapai target pemilihan

296
ISBN 978-602-70361-0-9

pemanfaatan dengan prinsip persamaan linier. Dengan mengadopsi prinsip pembangunan berkelanjutan, beberapa
aspek perlu dipertimbangkan dalam mengoptimasikan pola tanam di lahan pertanian wilayah Subang antara lain
aspek ekologi, ekonomi, dan kondisi sosial masyarakat. Pemilihan kondisi potensi erosi, land rent, dan kecukupan
beras wilayah digunakan untuk mewakili unsur pembangunan berkelanjutan tersebut.
2.

Metode

2.1.

Lokasi dan Data

Penelitian ini dilakukan di empat kecamatan Kabupaten Subang yaitu Kecamatan Cipeundeuy, Kalijati,
Pabuaran, dan Patokbeusi. Penelitian dilakukan di empat kecamatan tersebut dengan pertimbangan bahwa variasi
pola tanam di wilayah tersebut tinggi karena berada di bagian tengah Kabupaten Subang dengan topografi datar
sampai berbukit/bergelombang. Penelitian dikhususkan pada penggunaan lahan berupa sawah, kebun campuran,
dan tegalan seluas 10.694,09 hektar. Perencanaan penggunaan lahan dengan pola tanam yang optimal dalam
penelitian ini lebih diarahkan pada penggunaan lahan sawah, kebun campuran, dan tegalan, karena ketiga
penggunaan lahan tersebut merupakan sumber pendapatan bagi para petani di Kabupaten Subang.
Data yang digunakan dalam penelitian ini dikelompokkan atas data statistik primer dan sekunder serta data
spasial. Data primer diperoleh dari hasil survei lapang melalui pengamatan dan wawancara kepada petani dengan
menggunakan kuesioner. Sejumlah 146 petani berkontribusi menjadi responden dan memberikan informasi terkait
pola tanam dan input-output usahatani. Sedangkan data sekunder di antaranya dokumen perencanaan, curah hujan,
karakteristik lahan, dan Subang dalam angka 2009-2013. Data spasial yang digunakan adalah peta administrasi,
peta tanah, peta lereng, peta curah hujan, peta pola ruang skala 1:100.000 serta peta rupa bumi Indonesia (peta
jalan dan sungai) skala 1:50.000. Disamping itu juga digunakan data penggunaan lahan yang diinterpretasikan
secara visual dari citra ALOS AVNIR-2 tahun 2010.

2.2.

Analisis

Optimasi pola tanam dianalisis dengan menggunakan model tujuan ganda (Multiple Goals ProgrammingMGP) agar diperoleh rekomendasi alternatif pola tanam optimal pada satuan lahan tertentu. Pada penelitian ini
terdapat tiga kendala sasaran yang disusun dalam model optimasi, yaitu manfaat ekonomi, erosi, dan produksi
beras wilayah. Manfaat ekonomi diperoleh berdasarkan nilai land rent suatu sistem usahatani pada satuan lahan
tertentu yang datanya didapat dari hasil wawancara dengan petani. Land rent merupakan nilai ekonomi yang
diperoleh pada suatu bidang lahan, apabila lahan tersebut digunakan untuk kegiatan usahatani. Prediksi erosi
dilakukan dengan menggunakan persamaan Universal Soil Loss Equation (USLE) yang dikembangkan oleh
Wischmeier dan Smith dalam Arsyad (1989). Persamaan USLE ini dihitung dengan memanfaatkan data curah
hujan, karakteristik tanah, tipe lereng, faktor pengelolaan tanaman, dan teknik konservasi tanah. Produksi beras
wilayah didasarkan pada analisis kebutuhan beras wilayah dengan mempertimbangkan jumlah penduduk dan
konsumsi beras setara gabah per kapita. Perumusan model optimasi dilakukan dengan menggunakan software
General Algebraic Modelling System (GAMS) 22.2 dengan struktur data sebagai berikut :
1. Peubah Keputusan (Decision Variable)
Peubah keputusan (Xij) adalah pola tanam ke-i pada satuan lahan ke-j dengan luasan tertentu dalam hektar.
2. Fungsi-fungsi Kendala
a. Kendala Real
Alokasi penggunaan lahan pada setiap satuan lahan optimal (Xij) dibatasi oleh total luas dari setiap satuan

lahan (Aj) dalam meter persegi. Secara matematis fungsi kendala real dirumuskan sebagai berikut :
n

X
j 1

ij

 A j  100000

(1)

b. Kendala Sasaran
Kendala sasaran 1 (Manfaat ekonomi/surplus)
Nilai lahan dapat dilihat dari tiga aspek, yaitu aspek fisik, ekonomi, dan sosial-budaya (Ridwan et al., 2013).
Setiap pola usahatani mempunyai implikasi terhadap besarnya nilai ekonomi lahan (land rent) unit lahan
tersebut sehingga dapat memberikan manfaat ekonomi atau surplus bagi petani yang mengusahakannya.
Secara matematis fungsi kendala manfaat ekonomi ini dirumuskan sebagai berikut :
n

X
j 1

ij

 LRij  Lp j  Ln j  LRij  A j  10000

(2)

dimana :

297
ISBN 978-602-70361-0-9

Xij
LRij
Lpj
Lnj
LRj

: Luas areal optimum pola tanam ke-i pada satuan lahan ke-j
: Land rent pola tanam ke-i pada satuan lahan ke-j
: Simpangan positif sasaran manfaat ekonomi
: Simpangan negatif sasaran manfaat ekonomi
: Land rent pada satuan lahan ke-j

Kendala sasaran 2 (Erosi)
Setiap penggunaan lahan mempunyai pengaruh terhadap besarnya nilai erosi aktual. Tingkat erosi tersebut
harus diminimalisasikan sehingga mendekati nilai erosi yang ditoleransikan (tolerable soil loss-TSL). Nilai
TSL ditetapkan dengan menggunakan persamaan yang dikembangkan oleh Hammer (Arsyad, 1989) yang
dihitung dari data kedalaman ekivalen setiap jenis tanah dibagi dengan umur guna tanah (400 tahun). Fungsi
kendala erosi dirumuskan sebagai berikut :

Et j

n

X
j 1

ij

10000

 Ep j  En j  Aa j

(3)

dimana :
Xij
: Luas areal optimum pola tanam ke-i pada satuan lahan ke-j
Etj
: Erosi yang ditoleransikan pada satuan lahan ke-j
Epj
: Simpangan positif sasaran erosi
Enj
: Simpangan negatif sasaran erosi
Aaj
: Erosi aktual pada sataun lahan ke-j
Kendala sasaran 3 (Produksi Beras)

Total padi yang diproduksi oleh wilayah perencanaan setidaknya dapat memenuhi kebutuhan beras
penduduk di wilayah tersebut. Secara matematis fungsi kendala ini dapat dirumuskan sebagai berikut :
n

m

 X
i 1 j 1

ij

 Yij  Bp  Bn  M  Brs

dimana :
Xij
Yij
Bp
Bn
M

: Luas areal optimum pola tanam ke-i pada satuan lahan ke-j
: Produktivitas padi pola tanam ke-i pada satuan lahan ke-j
: Simpangan positif sasaran produksi padi
: Simpangan negatif sasaran produksi padi
: Jumlah penduduk empat kecamatan

Brs

: Nilai konsumsi beras per kapita per tahun

(4)

Kendala sasaran 4 (Tujuan)
Tujuan dari penyusunan model optimasi ini adalah meminimumkan simpangan-simpangan dari target
optimasi yang disusun agar mendekati nol. Secara matematis fungsi kendala ini dapat dirumuskan dengan
Z=0.
3. Fungsi Tujuan
Agar setiap kendala terpenuhi, maka fungsi tujuan dari model LGP ini adalah meminimalkan total
tertimbang dari simpangan masing-masing fungsi kendala dalam studi kasus ini. Goal programming sangat
cocok digunakan untuk masalah multi tujuan karena melalui variabel deviasinya, pendekatan ini secara

otomatis memberi informasi tentang pencapaian relatif tujuan-tujuan yang ada. Oleh karena itu solusi
optimal yang diberikan dapat dibatasi pada solusi fisibel yang menggabungkan ukuran-ukuran performasi
yang diinginkan (McAllister dkk., 2000). Secara matematis fungsi tujuan ini dirumuskan sebagai berikut :

n

Z   WLn j  Ln j  WLp j  WEn j  WEp j  Ep j  WBn  Bn  WBp  Bp 
 j 1

(6)
dimana :

298
ISBN 978-602-70361-0-9

WLnj.Lnj
WLpj.Lpj
WEnj.Enj
WEpj.Epj
WBnj.Bnj
WBpj.Bpj

: Koefisien pembobot simpangan negatif sasaran manfaat ekonomi
: Koefisien pembobot simpangan positif sasaran manfaat ekonomi
: Koefisien pembobot simpangan negatif sasaran erosi
: Koefisien pembobot simpangan positif sasaran erosi
: Koefisien pembobot simpangan negatif sasaran produksi padi
: Koefisien pembobot simpangan positif sasaran produksi padi

4. Skenario
Penyusunan skenario optimasi pola tanam pada lahan pertanian di wilayah Subang dilakukan dengan
mempertimbangkan aspek lingkungan dan ekonomi. Hal ini ditunjukkan oleh adanya faktor potensi erosi, nilai
land rent, dan kebutuhan beras yang menjadi pertimbangan dalam penyusunan skenario. Penggunaan lahan
yang menjadi masukan model LGP dalam studi kasus ini adalah penggunaan lahan sawah, tegalan, dan kebun
campuran. Pada penelitian ini terdapat 12 skenario yang disusun dengan model MGP dengan target yang
berbeda. Perbedaan skenario dalam penelitian ini disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Skenario-skenario dalam LGP
Target
Skenario
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII

Manfaat
Ekonomi
(% LR)
80
100
120
80
100
120
80
100
120
80
100
120

Erosi
< TSL
< TSL
< TSL