Pertanian Presisi 27/11/2013

Transkripsi

1 Cloud Computing for Precision Agriculture (Komputasi Awan untuk Pertanian Presisi) Kudang B. Seminar Head of Informatics Engineering Lab. FATETA IPB Honorary Member of AFITA Honorary Member HIPI Member of PERTETA Pertanian Presisi Sistem industri pertanian yang memberikan perlakuan presisi pada semua mata rantai agribisnis dari hulu (onfarm) ke hilir (off farm). Ladang (hulu) Rantai agribisnis Meja Makan 2 (hilir) Rantai Agribisnis Dari Hulu ke Hilir Sumber: Dari Hulu: Memilih Lahan, Mengolah Lahan, Menanaman, Merawat, Panen Company Name Pemanenan tomat: manual, mekanikal, robotikal Pencucian & Pemutuan Tomat manual mekanikal robotikal 1

2 Berbagai Variasi Kemasan Tomat Pemilihan Teknologi Kemasan Analisa Kesesuaian Lahan Untuk Jagung & Padi Sistem Estimasi Produksi & Ketersediaan Pangan Spatial Database of Land Suitability 1. Satellite Images (downloaded freely): Landsat 7 ETM & Digital Elevation Model 2. Digital Maps: RBI Map (from Bakosurtanal),Soil Map (from Puslitbangtanak), Forest Map Crop Productivity FOOD PRODUCTION ESTIMATION Scenario of harvest time POPULATION Crop Production Database FOOD AVAILABILITY ESTIMATION 5 6 FOOD AVAILABILITY FOR CONSUMPTION FORMULASI KALKULASI KESEUAIAN LAHAN FORMULASI KALKULASI KESEUAIAN LAHAN SOIL CROP REQ. SLOPE FOREST LANDUSE SOIL CROP REQ. SLOPE FOREST LANDUSE 1 MF ( xi ) 2 [1 {( x b)/ d} ] i BOOLEAN METHOD 1 MF ( xi ) 2 [1 {( x b)/ d} ] i BOOLEAN METHOD MF SOIL MF SLOPE MF FOREST MF LANDUSE MF SOIL MF SLOPE MF FOREST MF LANDUSE n ( ) i i 1 JMF S MF i JMF FOREST JMF LANDUSE n ( ) i i 1 JMF S MF i JMF FOREST JMF LANDUSE JMF SOIL JMF SLOPE JMF SOIL JMF SLOPE 1 LSI JMF SOIL JMF SLOPE JMF FOREST JMF LANDUSE 1 LSI JMF SOIL JMF SLOPE JMF FOREST JMF LANDUSE 2

3 x 1000 ( ton/years) 27/11/2013 LAHAN POTENSIAL UNTUK PADI Lahan Potensial Untuk Jagung HASIL KALKULASI LUASAN LAHAN POTENSIAL Luasan Lahan Padi: S1 (ha) S2 (ha) S3 (ha) N1 (ha) N2 (ha) TOTAL 9.355, , , , , ,34 S1 (ha) S2 (ha) S3 (ha) N1 (ha) Luasan Lahan Jagung: N2 (ha) TOTAL , , , , , ,34 HASIL KALKULASI ESTIMASI PRODUKSI 350,00 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 154,42 308,83 188,07 188,07 Paddy Maize 0,00 Scenario1 Scenario2 Skenario 1: Padi dan jagung dipanen 1x dalam setahun. Skenario 2: Padi panen 2x dan jagung 1x dalam setahun HASIL KALKULASI KETERSEDIAAN PANGAN HASIL KALKULASI KETERSEDIAAN PANGAN Sub district Population in 2007 Scenario 1 Scenario 2 Rice Maize Rice Maize (kcal/day) (kcal/day) kcal/day) kcal/day) Batudaa , , , ,84 Bongomeme , , , ,60 Tibawa , , , , kcal/day Kecukupan Energi Widya Karya Pangan & Gizi VIII 2004 Pulubala , , , ,36 Limboto , , , ,85 Limboto Barat , , , ,25 Kecukupan Energi Widya Karya Pangan & Gizi VIII kcal/day 3

4 PENJADWALAN PENYEMPROTAN GULMA SECARA REAL-TIME Rizky Mulya Sampurno, Kudang Boro Seminar, Yuli Suharnoto, Mohamad Solahudin, Tofael Ahamed, Ryozo Noguchi Collaborative Research Bogor Agric. Univ (IPB) & Tsukuba University 2013 Indeks Vegetasi Tanaman Padi Menunjukkan Fase Tumbuh Arsitektur Sistem Pendukung Keputusan Jadwal Penyemprotan Gulma 1. Indeks vegetasi digunakan untuk mengidentifikasi waktu tanam padi. Hal ini menjadi acuan untuk penyemprotan. gulma 2. Pengendalian gulma dilakukan dua kali, yaitu pra-tanam dan pascamunculnya, maka waktu penyemprotan adalah sekitar Desember-Februari dan Mei-Juli. Percikan Semprot & Pola Cuaca Spray drift (a); Environment pollution by unsuitable weather (b); Spray application using boom sprayer (c); Boom sprayer configuration (d) Pattern of temperature and humidity during last 10 years 1. Karakteristik cuaca yang diperoleh dari analisis pola temporal jangka panjang faktor cuaca (angin, suhu, kelembaban dan curah hujan). 2. Lintasan terjadi ketika kecepatan tinggi angin, suhu tinggi (> 25 C), dan kelembaban rendah. Aplikasi untuk Meminimalkan Penyimpangan Semprot 1. Aplikasi ini dibangun untuk meningkatkan efektivitas, efisiensi dan keamanan bagi herbisida semprot yang meminimalkan percikan (penyimpangan). 2. Aturan dasar untuk menentukan ukuran tetesan diperoleh dari penelitian sebelumnya yang ditafsirkan pertama ke pohon keputusan. 4

5 Apa yang dimaksud dengan PHSL? Pengembangan dan Implementasi Sistem Cerdas untuk Nutrient Manager pada Tanaman Padi Sawah berbasis Precision Farming Zulkifli Zaini IRRI Representative for Indonesia PHSL memungkinkan petani memupuk tanaman padi sesuai kebutuhan tanaman dan kondisi setempat untuk meningkatkan hasil gabah dan pendapatan petani Teknik Petak Omisi untuk menduga kebutuhan tanaman akan pupuk P atau K +NPK +PK +NK +NP Pupuk Lengkap -N -P -K Mengapa PHSL diperlukan? Petani kita seringkali memberikan pupuk: Salah waktu Salah dosis Salah jenis Bagaimana PHSL bisa memberikan keuntungan bagi petani padi? 1. Mengatur waktu pemberian pupuk sesuai dengan stadia pertumbuhan kritis dari suatu varietas padi Bagaimana PHSL bisa memberikan keuntungan bagi petani padi? 2. Mengatur takaran pemberian pupuk sesuai dengan target hasil terbaik yang pernah dicapai di lokasi tersebut. Gabah = = Gabah = Gabah Pupuk Pupuk Pupuk Varietas umur genjah Pertumbuhan Awal Anakan Aktif Inisiasi Malai Berbu-nga Panen 3. Mengatur takaran pupuk P dan K berdasarkan informasi sisa tanaman dan pupuk organik yang diberikan HST Varietas umur sedang HST 5

6 Pertanyaan dan Penjelasan PHSL aplikasi HAPE, Web, Smartphone Pilihan Bahasa Tersedia dalam 5 (lima) pilihan Bahasa : Indonesia, Jawa, Sunda, Bugis, dan Bali 1. Tunjukkan ukuran/luas lahan sawah anda 2. Pilih musim tanam yang akan memerlukan rekomendasi pupuk Jumlah pupuk yang diperlukan didasarkan atas luas sawah yang ditunjukkan oleh pengguna/petani. Petani diberi pilihan untuk menyatakan luas sawahnya dalam bata, tumbak, ru, are, hektar, rante, atau bahu. Rekomendasi pupuk akan disesuaikan dengan musim yang dipilih oleh petani. Hasil padi yang dapat dicapai didasarkan atas musim tanam, umur varietas padi, dan ketersediaan air. 3. Apa cara tanam yang digunakan? 4. Jika cara tanam pindah, berapa umur bibit yang ditanam? Petani diminta menyebutkan cara tanam, apakah tanam pindah atau sebar langsung (tabela). Umur tanaman (dari benih-ke-benih) dengan cara tabela sekitar 10 hari lebih pendek daripada cara tanam pindah. Umur tanaman dengan cara tanam pindah dipengaruhi oleh umur bibit yang ditanam. Petani diminta menyebutkan umur bibit, apakah kurang dari 21 hari atau lebih dari 22 hari. Jika umur bibit tua (lebih dari 22 hari), waktu anakan aktif dan primordia disesuaikan, berturut-turut diperkirakan 5 dan 10 hari lebih awal setelah tanam pindah. 5. Pilih umur padi varietas yang akan anda tanam. Varietas umur genjah Varietas umur sedang Pertumbuhan Awal Informasi ini memungkinkan PHSL mengakses database umur tanaman (benih-ke-benih) untuk varietas yang dipilih. Informasi ini disertai oleh cara tanam dan umur bibit, digunakan untuk menghitung umur tanaman saat anakan aktif dan primordia, yaitu fase pertumbuhan kritis untuk pemberian pupuk N. Database dan PHSL perlu diupdate secara reguler bila ada varietas baru yang dilepas. Anakan Aktif Inisiasi Malai Berbu-nga Panen HST HST 6. Untuk MH (atau MK), ketik berapa kg biasanya hasil GKP, sebelum dipotong bawon, kemudian tekan tanda # Jawaban dari pertanyaan ini digunakan untuk memperkirakan target hasil yang dapat dicapai, yang dipakai sebagai dasar penyusunan pedoman pemupukan. PHSL memperkirakan target hasil yang dapat dicapai lebih tinggi daripada angka hasil yang diberikan oleh petani dengan mempertimbangkan musim, varietas, dan ketersediaan air. Hasil yang diminta adalah dalam GKP (gabah kering panen), tapi semua perhitungan dosis pupuk dalam PHSL didasarkan atas dasar hasil GKG (gabah kering giling) setelah kadar air dikonversi menjadi 14%. PHSL memperhitungkan rekomendasi pupuk berdasarkan angka hasil panen yang diberikan petani. Kalau petani mengatakan hasil 5 t/ha, PHSL memperhitungkan rekomendasi pupuk yang kira-kira memberi hasil 5,5-6,0 t/ha 7. Pada musim sebelumnya, ketik berapa kg biasanya hasil GKP, sebelum dipotong bawon, kemudian tekan tanda # 8. Bagaimana gambaran ketersediaan air pada musim yang dipilih (MH/MK) di tahun-tahun sebelumnya? Informasi hasil gabah sebelumnya dan informasi cara perontokan (diperoleh dari jawaban pertanyaan berikutnya) digunakan untuk memperkirakan jumlah biomas tanaman padi yang dikembalikan dari tanaman padi sebelumnya ke pertanaman padi berikutnya yang akan ditentukan kebutuhan pupuknya. Informasi ini dipakai untuk memperkirakan hasil yang dapat dicapai pada musim yang dipilih. 6

7 10. Pada musim yang dipilih, apakah anda akan memberikan pupuk kandang atau pupuk organik buatan sendiri ke sawah anda? Rekomendasi pemupukan padi akan segera anda terima dalam bentuk SMS Jika petani akan memberikan pupuk kandang atau pupuk organik buatan sendiri pada musim yang dipilih, dia diminta untuk menyebutkan jumlahnya. PHSL akan mengurangi dosis pupuk NPK atas dasar jumah NPK yang terkandung dalam pupuk organik yang ditambahkan. SMS tersebut menunjukkan jumlah dan waktu pemberian pupuk yang diperlukan untuk musim tanam yang akan datang. Diseminasi PHSL dilakukan melalui : 1. Aplikasi Web (Petani mendatangi penyuluh yang memiliki akses internet atau PPL mendatangi petani menggunakan kuesioner) Isi SMS: Untuk mendapatkan kg GKP pada luas lahan 350 bata di musim kemarau, berikan 1½ karung phonska pada umur 0-14 hari setelah tanam (HST), 1 karung urea pada umur HST, dan 1 karung urea pada umur HST. Anjuran pemupukan dapat segera diterima dalam bentuk tercetak 2. Aplikasi Android (melalui Smartphone) Cara ini cocok untuk penyuluh yang mewawancarai petani padi tanpa akses ke internet. Setelah wawancara, informasi dari petani tersimpan dalam Smartphone. Setelah ada akses ke internet, anjuran pemupukan dapat langsung dikirim melalui SMS ke HP petani. 3. Aplikasi HAPE (melalui SMS) Tersedia dalam 5 (lima) pilihan Bahasa : Indonesia, Jawa, Sunda, Bugis, dan Bali Tidak perlu internet!! Kontak nomor bebas pulsa (perlu segera tersedia) dan ikuti petunjuk yang terdengar di HAPE. Isi SMS: Untuk mendapatkan kg GKP pada luas lahan 350 bata di musim kemarau, berikan 1½ karung phonska pada umur 0-14 hari setelah tanam (HST), 1 karung urea pada umur HST, dan 1 karung urea pada umur HST. Anjuran pemupukan dapat segera diterima dalam bentuk SMS Sepenuhnya otomatis: tidak memerlukan operator telpon PHSL bertujuan untuk meningkatkan keuntungan petani padi sekitar USD 100 per hektar per MT Senjang hasil Hasil yang dapat dicapai dengan pemupukan optimal dan teknik budidaya yang baik Tingkat hasil petani saat ini Target hasil dengan menggunakan PHSL Target hasil dengan PHSL The Supervised Multi-Agent Systems for Greenhouse- Based Crop Industry Kudang B. Seminar Herry Suhardiyanto UIJI Seminar, July 2011, Ehime University Dept. of Mechanical & Biosystem Eng. Bogor Agricultural University 7

8 Problems with Greenhouse Control Kompleksitas industri tanaman berbasis greenhouse: skala besar: tersebar di >1 lokasi, jumlah greenhouse, jenis tanaman, faktor lingkungan, kontrol Kudang B. Seminar & Herry Suhardiyanto 43 Industri Tanaman Skala Menengah ke Atas Arsitektur Sistem Multi-Agen Industri Tanaman Berbasis Greenhouse Greenhouse s USER SUPERVISORY AGENT U S E R I N T E R F A C E Tanaman Mentimun Mini di Greenhouse Supervised Agents Array of Controller Greenhouse s Controllers Greenhouse Controllers Greenhouse Controllers USER S PREFERENCE SELECTION MODULE Parameters of control Modes of control Control Knowledg e I/O Knowledg e Optimality Criteria Supervisory Control Engine Climatic Knowledge Crop Knowledg e Kudang B. Seminar kseminar@bima.ipb.ac.id 46 Identification of Crop Canopy Area Identification of relation between environmental factors and crops growth Kudang B. Seminar kseminar@bima.ipb.ac.id 47 Kudang B. Seminar kseminar@bima.ipb.ac.id 48 8

9 Temp ( o C), Humidity (%) Predicted diametercanopy ratio (cm 2 /cm) Irradiation (w/m 2 ) Added nutrient volume (ml) Ratio canopy-stem diameter(cm 2 /cm) 27/11/2013 Comparative graph between predicted and actual canopy-diameter ratio EI = 95% APD = 1.3% Selection control mode before optimal reference setting Actual diameter-canopy ratio (cm 2 /cm) Kudang B. Seminar kseminar@bima.ipb.ac.id 49 Kudang B. Seminar kseminar@bima.ipb.ac.id 50 Optimization of controlled variables Added nutrient volumes with 9 treatments during 15 days 1200 Treatment Treatment 2 Treatment Treatment Treatment Treatment 6 Treatment Treatment 8 0 Treatment Days Kudang B. Seminar kseminar@bima.ipb.ac.id 51 Kudang B. Seminar kseminar@bima.ipb.ac.id 52 Temperature, humidity and irradiation observation within greenhouse for 15 days The observed values of ration canopy-stem diameter with 9 treatments for 15 days Temperature Humidity Irradiation Days Kudang B. Seminar kseminar@bima.ipb.ac.id Days Treat 1 Treat 2 Treat 3 Treat 4 Treat 5 Treat 6 Treat 7 Treat 8 Treat 9 Kudang B. Seminar kseminar@bima.ipb.ac.id 54 9

10 Gap 11.00% 27/11/2013 Strategi Kebijakan Terkait Pengembangan Informatika Pertanian di Indonesia: e-petani dan Cyber Extension, Mendekatkan Teknologi dan Informasi Pertanian Kepada Petani Kesenjangan Digital (The Digital Divide) The Digital Divide Ironinya: kemajuan teknologi yg digunakan untuk memfasilitasi pembangunan justru semakin memperlebar gap Menjadi ancaman terhadap daya saing nasional Ir. M. Tassim Billah, M.Sc./Ir. Bayu Mulyana, MM. Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian Kementerian Pertanian Disampaikan pada Seminar Nasional Informatika Pertanian Bandung, Oktober Dari Seminar APO, Yogyakarta, 2003 Time Gap yg paling besar justru ada pada sektor pertanian 56 TIK Meter TIK Meter TELEDENSITAS DI INDONESIA (2009) (per 100 penduduk) 84,02 75,19 69,25 61,83 50,26 41,57 Telepon Tetap Selular 13,36 14,77 Total Telepon 8, Keberadaan Warnet di Desa/Kelurahan (2008) SULAWESI 3.00% 100,00% 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% PRESENTASE DESA DENGAN FASILITAS TIK DI INDONESIA (2008) 32,76% 31,18% Ada Telepon Kabel Ada Telepon Umum 87,14% Ada Sinyal Selular 5,70% Ada Warnet 61,31% Ada Sinyal TV 93,62% Ada Listrik [per 100 DENSITAS PENGGUNA INTERNET INDONESIA [% Pertumbuhan] 16 penduduk] 300% 14, ,97 244% 250% 12 10,94 200% % 92% 6 118% 4,76 5,76 92% 100% 3,61 90% 4 2,02 2,14 2,39 2,6 31% 0,06 0,19 0,25 0,48 0,93 50% 2 39% 32% 21% 6% 12% 9% 19% 0 0% KALIMANTAN 3.00% SUMATERA 4.00% Dengan Warnet Tanpa Warnet MALUKU PAPUA 1.00% Indonesia 6.00% BALI NUSRA 4.00% JAWA Sumber: Indikator TIK edisi 2010, Pusat TIK, BBPT 57 Sumber: Indikator TIK edisi 2010, Pusat TIK, BBPT 58 TIK Meter JARINGAN PELAYANAN INFORMASI DAN PENGETAHUAN KEMENTERIAN PERTANIAN INTERNET DALAM RUMAH TANGGA DI INDONESIA (2009) JAWA KALIMANTAN SUMATERA SULAWESI BALI NUSRA MALUKU PAPUA 1,23% 3,56% 3,22% 0,57% 1,72% 5,56% 2,97% 0,39% 2,06% 5,35% 1,87% 0,61% 1,61% 5,30% 2,06% 0,33% 1,55% 4,18% 1,82% 0,91% 1,58% 3,02% 1,35% 0% 2% 4% 6% 8% Sumber: Indikator TIK edisi 2010, Pusat TIK, BBPT 7,75% Lainnya Sekolah Kantor Warnet Rumah 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% 0,94% 2,30% 3,41% PRESENTASE RUMAH TANGGA DENGAN FASILITAS TIK DI INDONESIA (2009) 10,36% Ada telepon Kabel INDONESIA 2,74% 6,69% 61,84% Ada Telepon Selular 0% 5% 10% 8,40% Ada Komputer 11,59% Ada Akses Internet 59 Manajemen Data/Informasi Manajemen Pengetahuan Manajemen Jaringan Manajemen Sistem Informasi Pusat: - Akses Data/Info - Update data/info Propinsi: Entri Data Akses Data/Informasi Update data/info PETANI/MASYARAKAT/LSM akses info komplain Forum Sharing Basisdata Pertanian (sharable) - INFORMASI & - PENGETAHUAN Intranet/ Internet Desa (Pos Penyuluhan): -Pengisian formulir -Akses Info Petani/Masyarakat SMS Gateway - akses info - komplain - kirim data Kantor Menteri: Akses Data/Informasi Kabupaten: -Estimasi -Rekapitulasi -Tabulasi -Entri data -Akses Info Kecamatan (Balai): -Pengisian formulir -Akses Info 60 10

11 Pengembangan Sistem Informasi Pemanfaatan Internet dan Website Kementerian Pertanian: Agribisnis, Ketahanan Pangan, Statistik, Peraturan, Forum Diskusi, Formulir Elektronik, Teknologi Pertanian, Webmail, SMS CENTER, Download Software, Berita, Portal Multimedia, dsb. Basisdata Statistik Pertanian. BDSP, Ekspor-Impor, Indikator Pembangunan Pertanian, Informasi Eksekutif, dsb. Sistem Informasi Manajemen: Simpeg, Simonev, SAK, SABMN, dsb. Sistem Informasi Pertanian. e-form Subsektor, PUAP, SIM OPT, dsb. e-petani: Mendekatkan Teknologi dan Informasi Pertanian Kepada Petani e-petani Bisnis IT industries Kementan sebagai regulator dan operator E-Petani Government Program/Data/ informasi/ content yang valid dari deptan. Fungsi Regulasi E-Petani Program/ Data/ Informasi/ content valid dari pemerintah Bank pasar Produsen Saprodi Comm industries Provide VOIP Iklan Belanja -Online Aplikasi Baru SIM DEPTAN Content: Materi penyuluhan dan hasil penelitian Tenaga ahli E-Petani Komunikasi On-line Program/ Data/ informasi/ content valid dari pemerintah Materi Penyuluhan SIM Penyuluh Public Training, kebutuhan SDM Group discussion Media On line Info Kebutuhan Petani Informasi lewat GPRS Belanja on-line Content lokal Penyuluh Mass Media Sekolah Pertanian NGO petani E-Petani sebagai penghubung (Electronic Hub (e- Hub)) dalam mendistribusikan pendapatan pada rantai supply pertanian Tembok Rintangan antara Petani dan e-petani E-Petani Petani e-petani Produser x x Distributor x Pengecer Pembeli 65 Mayoritas petani kecil ASEAN efarmers 2003 Kurangnya akses ke Telekomunikasi Rendahnya tingkat pendidikan 66 11

12 Untuk memecahkan tembok penghalang tsb, perlu inisiatif yg harus dilakukan secara parallel Petani e-petani Inisiatif Terkait Lainnya Cyber Extension Bertujuan untuk mendukung efektifitas penyelenggaraan penyuluhan pertanian lanjutan Memfasilitasi penyuluh dengan 1 komputer dan akses internet ASEAN efarmers 2003 Perlu adanya konsolidasi komunitas farming Pembangunan infrastruktur telekomunikasi bagi rural areas Membangun kesadaran teknologi dan pendidikan bagi kelompok besar komunitas farming Inisiatif Terkait Lainnya Pengembangan Portal-portal lainnya yang terkait Pertanian Portal Berita Portal Agribisnis Portal Multimedia lanjutan KESIMPULAN (1) 69 Kompleksitas pertanian presisi dalam agribisnis dari hulu ke hilir mutlak memerlukan inovasi dan dukungan TIK bahkan dengan Sistem Komputer Berkinerja Tinggi (High Performance Computing) dan Sistem cerdas (Intelligent System) Data, informasi, Pengetahuan dan Pakar yang diperlukan untuk untuk mendukung Sisten Informasi Pertanian Presisi tersebar di berbagai lokasi geografis sehingga Teknologi Komputasi Awan mutlak diperlukan KESIMPULAN (2) Interaksi dan kolaborasi lintas keilmuan dan kepakaran sangat diperlukan untuk mendukung aplikasi pertanian presisi berbasis TIK Kondisi petani yang marjinal dari segi pendidikan, kesempatan akses ekonomi, keterisolasian geografis sangat mengharapkan solusi berbasis TIK meningkatkan kapasitas mereka dalam bertani yang baik dan kompetitif