PENGEMBANGAN SISTEM PAKAR UNTUK FORMULASI TAKARAN PUPUK BERIMBANG (N, P, K) UNTUK TANAMAN PADI SAWAH. Oleh : NOVI ANDARYANI F

Transkripsi

1 PENGEMBANGAN SISTEM PAKAR UNTUK FORMULASI TAKARAN PUPUK BERIMBANG (N, P, K) UNTUK TANAMAN PADI SAWAH Oleh : NOVI ANDARYANI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2 PENGEMBANGAN SISTEM PAKAR UNTUK FORMULASI TAKARAN PUPUK BERIMBANG (N, P, K) UNTUK TANAMAN PADI SAWAH SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : NOVI ANDARYANI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

3 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN PENGEMBANGAN SISTEM PAKAR UNTUK FORMULASI TAKARAN PUPUK BERIMBANG (N, P, K) UNTUK TANAMAN PADI SAWAH SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh: NOVI ANDARYANI F Dilahirkan di Jakarta, 7 November 1982 Tanggal lulus : 26 Januari 2006 Menyetujui, Bogor, Februari 2006 Dr. Ir. I Wayan Astika, M.Si Pembimbing I Dr. Ir. Abdul Karim Makarim, M.Sc Pembimbing II Mengetahui, Dr.Ir. Wawan Hermawan, MS. Ketua Departemen Teknik Pertanian

4 Novi Andaryani. F Pengembangan Sistem Pakar untuk Penentuan Takaran Pupuk Berimbang (N, P, K) untuk Tanaman Padi Sawah. Di bawah bimbingan Dr. Ir. I Wayan Astika, M.Si dan Dr. Ir. Abdul Karim Makarim, M.Sc. RINGKASAN Beras yang merupakan makanan utama penduduk Indonesia berasal dari padi. Produksi padi di Indonesia sebagian besar terdapat di Pulau Jawa dan lainnya tersebar di seluruh wilayah Indonesia. Untuk meningkatkan hasil dan mutu beras, tanaman padi memerlukan unsur hara dalam jumlah banyak (makro) di antaranya nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K) dan belerang (S). Kecuali itu diperlukan hara sekunder kalsium (Ca) dan magnesium (Mg), serta hara mikro yang jumlahnya sangat sedikit seperti seng (Zn), tembaga (Cu), besi (Fe), molibdenum (Mo), boron (B), dan mangan (Mn). Tanaman yang kekurangan N tumbuhnya kerdil, anakan sedikit dan daunnya berwarna kuning pucat, terutama daun tua. Sebaliknya, tanaman yang dipupuk urea (sumber N) berlebihan tumbuhnya subur, daun hijau tua, anakan banyak, jumlah malai banyak, tetapi tanaman mudah rebah dan pemasakan gabah lambat. Tanaman yang kekurangan unsur hara fosfor (P) tumbuhnya kerdil, daun sempit berwarna hijau tua, anakan sedikit, malai pendek dan gabah sedikit, pemasakan lambat dan kehampaan gabah tinggi. Sedangkan tanaman yang kekurangan kalium (K), batangnya lemah, daun terkulai dan cepat menua, mudah terserang hama dan penyakit, mudah rebah, persentase gabah hampanya tinggi, butir hijau banyak dan mutu beras rendah. Keberadaan seorang ahli (pakar) pupuk di lapangan dapat mempermudah petani dan penyuluh untuk membantu menentukan takaran pupuk yang diperlukan pada daerah tersebut. Namun karena keterbatasan jumlah ahli serta kesibukan mereka membuat petani dan penyuluh pertanian kesulitan untuk menentukan takaran pupuk yang diperlukan. Hal inilah yang kemudian mendorong para peneliti dan ahli menciptakan sebuah perangkat lunak (sistem pakar) yang dapat membantu fungsi mereka di lapangan. Perangkat lunak berupa sistem pakar ini berisi pengetahuan yang dimiliki oleh para ahli yang ditransfer (dipindahkan) ke komputer sehingga dapat digunakan oleh siapa dan kapan saja. Secara umum penelitian ini bertujuan 1) mengembangkan dan memodifikasi SIPAPUKDI (Sistem Pakar Pemupukan Padi) yang telah dibangun oleh Makarim (2005), 2) melakukan uji coba kepada pengguna. Pengembangan dan modifikasi terletak pada penentuan potensi hasil, perhitungan biaya pupuk, serta analisis usaha tani. Pengembangan dan modifikasi ini diharapkan lebih mempermudah sosialisasi kepada pengguna lewat software yang akan dibuat. Penelitian ini dilakukan mulai bulan Mei 2005 sampai dengan Januari Ekstraksi pengetahuan pakar dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Bogor, sedangkan pembangunan sistem pakar dilakukan di Laboratorium Sistem dan Manajemen Mekanisasi Pertanian, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Tujuan utama sistem pakar adalah pengalihan keahlian dari para ahli ke komputer untuk kemudian dialihkan lagi ke orang lain yang bukan ahli. Proses ini membutuhkan empat aktivitas, yaitu akuisisi pengetahuan (dari para ahli atau

5 sumber-sumber lainnya), representasi pengetahuan (ke komputer), inferensi pengetahuan, dan pengalihan pengetahuan ke pengguna. Pembangunan sistem pakar menggunakan pendekatan sistem yang dikenal sebagai System Development Life Cycle (SDLC) atau daur hidup pengembangan sistem. Tahapan-tahapan dalam SDLC yaitu (1) investigasi sistem, (2) analisis sistem, (3) desain sistem, (4) implementasi sistem, dan (5) perawatan sistem. Dalam pembangunan sistem pakar ini beberapa tahap SDLC tidak dilakukan. Tahap yang dilakukan hanya tahap analisis sistem, desain sistem yang melibatkan aktivitas akuisisi pengetahuan, representasi pengetahuan, dan inferensi pengetahuan, serta implementasi sistem yang melibatkan aktivitas pengalihan pengetahuan ke pengguna. Bahasa pemrograman yang digunakan dalam pembangunan sistem pakar ini adalah Visual Basic 6.0, yang mempunyai tampilan menarik dan mudah berinteraksi dengan pengguna. Rekomendasi takaran pupuk yang dihasilkan oleh sistem pakar ini sama dengan takaran pupuk SIPAPUKDI (Sistem Pakar Pemupukan Padi) yang telah dibangun oleh peneliti sebelumnya (Makarim, 2005), sehingga sistem pakar ini layak untuk digunakan. Kendala yang dihadapi pada saat implementasi sistem ini yaitu kekurangmampuan pengguna (penyuluh dan petani) dalam mengoperasikan komputer.

6 KATA PENGANTAR Sistem Pakar Penentuan Takaran Pemupukan Berimbang (N, P, K) untuk Tanaman Padi Sawah dikembangkan berdasarkan kebutuhan pengguna (petani dan penyuluh pertanian). Kekurangpahaman petani dan penyuluh pertanian memberikan takaran pupuk yang sesuai dengan kondisi lahannya menyebabkan penggunaan pupuk tidak efisien (berlebihan atau kurang), hal ini juga dapat berpengaruh pada biaya yang dikeluarkan oleh petani dan hasil tanaman padinya. Diharapkan dengan dikembangkannya sistem pakar ini dapat membantu petani dan penyuluh pertanian mengatasi masalah tersebut. Penulis sangat mensyukuri salah satu nikmat yang telah dilimpahkan oleh Sang Penguasa Kehidupan, Allah SWT, yaitu terselesaikannya penulisan skripsi ini. Penulis dibantu oleh banyak pihak yang telah dengan sabar dan ikhlas membimbing dan memberikan semangat dalam penyusunan skripsi ini. 1. Kedua orang tua, bapak dan ibu, serta adik-adik penulis yang telah memberikan doa restu dan dorongan moral untuk penyelesaian studi penulis. 2. Dr. Ir. I Wayan Astika, M.Si sebagai pembimbing akademik yang telah mengarahkan dan membimbing penulis selama masa perkuliahan hingga penyelesaian skripsi ini. 3. Dr. Ir. Abdul Karim Makarim, M.Sc sebagai pembimbing skripsi yang telah memberikan masukan dan bantuannya dalam penyelesaian skripsi ini. 4. Bapak Liyantono, S.TP sebagai dosen penguji yang telah meluangkan waktu dan memberikan masukan dalam perbaikan skripsi ini. 5. Keluarga besar Wisma Pinus yang telah memberikan kehangatan dan lingkungan yang sangat nyaman selama penulis berada di sana. 6. Keluarga besar Teknik Pertanian, Teknik Pertanian 38, TSIP, dan TSIP 38 yang memberikan banyak tambahan ilmu selama penulis menjalankan studi di IPB, Pak Ghozali yang setia menemani dan membantu penulis ketika ujicoba di lapangan, Bu Ros, Bu Mar, dan staf UPT AJMP Fateta yang banyak membantu dalam urusan administrasi. 7. Saudari, sahabat, dan teman-teman yang selalu memberikan doa, semangat, dan meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya untuk membantu penyelesaian studi penulis.

7 8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu dalam halaman yang terbatas di skripsi ini, akan tetapi telah menempati luasnya halaman di hati penulis. Kiranya rasa terima kasih tidak akan cukup untuk membalas semua kebaikan yang telah diberikan, karena itu semoga Allah SWT membalas semua kebaikan dengan sebaik-baik balasan. Kekurangan dan ketidaksempurnaan dalam skripsi ini tentunya sangat banyak, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca. Penulis juga berharap skripsi kecil ini dapat memberikan tambahan manfaat bagi luasnya dunia ilmu pengetahuan. Bogor, Januari 2006 Penulis

8 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... Halaman DAFTAR ISI... iii DAFTAR TABEL... v DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR LAMPIRAN... vii I. PENDAHULUAN... 1 A. LATAR BELAKANG... 1 B. TUJUAN PENELITIAN... 4 II. TINJAUAN PUSTAKA... 5 A. UNSUR HARA DAN PUPUK... 5 B. PEMUPUKAN PADI... 6 C. PEMUPUKAN BERIMBANG... 7 D. SISTEM PAKAR... 9 E. SISTEM PAKAR PEMUPUKAN PADI (SIPAPUKDI) F. DAUR HIDUP PENGEMBANGAN SISTEM / SYSTEM DEVELOPMENT LIFE CYCLE (SDLC) G. PENELITIAN SEJENIS TENTANG SISTEM PAKAR III. METODE PENELITIAN A. WAKTU DAN TEMPAT B. ALAT DAN BAHAN C. METODE PENELITIAN IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. ANALISIS SISTEM B. DESAIN SISTEM Desain User Interface Desain Data Desain Proses C. IMPLEMENTASI SISTEM Tes Sistem Pakar Ujicoba Implementasi di Lapangan i

9 V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN B. SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 60

10 DAFTAR TABEL Halaman Table 1. Profil daerah sawah di wilayah Indonesia... 1 Tabel 2. Perbedaan sistem konvensional dan sistem pakar Tabel 3. Varietas padi sawah, kelompok varietas dan hasilnya Tabel 4. Perbandingan hasil padi dengan jenis irigasinya Tabel 5. Perbandingan produktivitas padi dengan tingkat irigasinya Tabel 6. Perbandingan jawaban sistem pakar dan jawaban pakar (dengan kondisi status N, P, K tanah tinggi dan tekstur tanah liat) Tabel 7. Perbandingan jawaban sistem pakar dan jawaban pakar (dengan kondisi status N, P, K tanah tinggi dan tekstur tanah berpasir) Tabel 8. Respon pengguna terhadap kemudahan penggunaan sistem pakar Tabel 9. Respon pengguna terhadap tampilan, perpaduan warna, ilustrasi gambar, dan tata letak dalam sistem pakar Tabel 10. Respon pengguna terhadap kesesuaian tombol-tombol yang ada terhadap informasi yang ditampilkan Tabel 11. Respon pengguna terhadap penjelasan-penjelasan yang ada dalam tombol keterangan Tabel 12. Respon pengguna terhadap default (angka-angka yang diberikan) dalam setiap proses pada sistem pakar Tabel 13. Jawaban pengguna mengenai cara menentukan dosis pupuk yang digunakan selama ini Tabel 14. Jawaban pengguna mengenai pengaruh pemupukan terhadap panen yang dihasilkan Tabel 15. Jawaban pengguna mengenai alasan pemberian pupuk yang tidak sesuai dengan rekomendasi Tabel 16. Jawaban pengguna mengenai manfaat yang diberikan sistem pakar kepada pengguna... 55

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Peta kawasan sentra produksi padi... 2 Gambar 2. Tampilan SIPAPUKDI (Sistem Pakar Pemupukan Padi) Gambar 3. Tahapan-tahapan dalam SDLC Gambar 4. Tampilan form1 (buka.frm) Gambar 5. Tampilan form2 (potensi.frm) Gambar 6. Tampilan frame keterangan varietas (frm_var) Gambar 7. Tampilan frame keterangan kondisi lahan (frm_lahan) Gambar 8. Tampilan frame keterangan tingkat irigasi (frm_irig) Gambar 9. Tampilan kotak pesan Gambar 10. Tampilan form3 (takaran.frm) Gambar 11. Tampilan grafik takaran pupuk tunggal (frm_graf) Gambar 12. Tampilan frame keterangan status hara dan tekstur tanah (frm_stat) Gambar 13. Tampilan form4 (biaya pupuk.frm) Gambar 14. Tampilan form5 (usaha tani.frm) Gambar 15. Tampilan grafik biaya dan keuntungan analisis usaha tani (frm_grafik)

12 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Format dan isi kuisioner untuk penyuluh pertanian Lampiran 2. Format dan isi kuisioner untuk petani... 63

13 I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Beras yang merupakan makanan utama penduduk Indonesia berasal dari padi. Produksi padi di Indonesia sebagian besar terdapat di Pulau Jawa dan lainnya tersebar di seluruh wilayah Indonesia. Tabel 1 menunjukkan luas lahan daerah irigasi yang terdapat di propinsi (berdasarkan data tahun 1997) di wilayah Indonesia, sedangkan Gambar 1 memperlihatkan kawasan yang menjadi sentra produksi padi. Table 1. Profil daerah sawah di wilayah Indonesia (Departemen Pekerjaan Umum, 1997) No Propinsi Luas total daerah irigasi (Ha) 1 D.I Aceh Sumatra Utara Sumatra Barat Riau Jambi Sumatra Selatan Bengkulu Lampung D.K.I. Jakarta Jawa Barat Jawa Tengah D.I Yogyakarta Jawa Timur Bali Kalimantan Barat Kalimantan Tengah Kalimantan Selatan Kalimantan Timur Sulawesi Utara Sulawesi Tengah Sulawesi Selatan Sulawesi Tenggara Maluku Nusa Tenggara Barat Nusa Tenggara Timur Irian Jaya Timor Timur TOTAL INDONESIA

14 Kawasan sentra produksi padi Gambar 1. Peta kawasan sentra produksi padi (Departemen Pekerjaan Umum, 1997). Pada Tabel 1 dan Gambar 1 terlihat bahwa padi merupakan tanaman yang penting bagi masyarakat Indonesia, sehingga mutu beras yang diproduksi harus baik dan hasilnya pun tinggi. Untuk meningkatkan hasil dan mutu beras, tanaman padi memerlukan unsur hara dalam jumlah banyak (makro) di antaranya nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K) dan belerang (S). Kecuali itu diperlukan hara sekunder kalsium (Ca) dan magnesium (Mg), serta hara mikro yang jumlahnya sangat sedikit seperti seng (Zn), tembaga (Cu), besi (Fe), molibdenum (Mo), boron (B), dan mangan (Mn). Tanaman yang kekurangan N tumbuhnya kerdil, anakan sedikit dan daunnya berwarna kuning pucat, terutama daun tua. Sebaliknya, tanaman yang dipupuk urea (sumber N) berlebihan tumbuhnya subur, daun hijau tua, anakan banyak, jumlah malai banyak, tetapi tanaman mudah rebah dan pemasakan gabah lambat. Tanaman yang kekurangan unsur hara fosfor (P) tumbuhnya kerdil, daun sempit berwarna hijau tua, anakan sedikit, malai pendek dan gabah sedikit, pemasakan lambat dan kehampaan gabah tinggi. Sedangkan tanaman yang kekurangan kalium (K), batangnya lemah, daun terkulai dan cepat menua, mudah terserang hama dan penyakit, mudah rebah, persentase gabah hampanya tinggi, butir hijau banyak dan mutu beras rendah. Bagi tanaman, hara sama seperti gizi pada manusia. Oleh tanaman, hara digunakan untuk hidup, penyusun tubuh/organnya, tumbuh, dan

15 berkembang. Jika dalam makanan manusia dikenal istilah gizi maka dalam pupuk dikenal sebagai unsur hara. Secara umum manfaat pupuk adalah menyediakan unsur hara yang kurang atau bahkan tidak tersedia di tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman. Agar tanaman tumbuh sehat dengan hasil dan mutu beras tinggi, maka unsur-unsur hara tersebut jumlahnya dalam tanah harus cukup untuk memenuhi kebutuhan tanaman. Apabila salah satu unsur hara tersebut jumlahnya dalam tanah tidak cukup, maka hasil dan mutu beras akan menurun. Oleh karena itu pemupukan harus berimbang, dimana jenis dan dosis pupuk (sebagai sumber hara) harus sesuai dengan kebutuhan tanaman dan jumlah unsur hara yang tersedia dalam tanah (tingkat kesuburan tanah). Penggunaan pupuk yang tidak tepat dapat menimbulkan kerugian, baik kerugian pada pupuk, pada tanaman, maupun pada tanah dan lingkungan di sekitar tempat pemupukan. Kerugian pada pupuk di antaranya pupuk terbuang percuma, tidak mencapai sasaran sehingga tidak efisien. Kerugian pada tanaman misalnya pertumbuhan tanaman tidak sehat dan mudah terserang hama penyakit, tidak diperolehnya hasil tanaman seperti yang diharapkan atau rendah. Kerugian pada tanah berupa berubahnya struktur tanah menjadi padat, menimbulkan efek racun bagi tanaman, dan mematikan kehidupan mikro organisme tanah. Di sekitar lingkungan tempat pemupukan juga dapat terjadi pencemaran atau polusi nitrat dan nitrit, terutama di sungai atau air tanah (niaga.pusri.co.id, 2006). Keberadaan seorang ahli (pakar) pupuk di lapangan dapat mempermudah petani dan penyuluh untuk membantu menentukan takaran pupuk yang diperlukan pada daerah tersebut. Namun karena keterbatasan jumlah ahli serta kesibukan mereka membuat petani dan penyuluh pertanian kesulitan untuk menentukan takaran pupuk yang diperlukan. Hal inilah yang kemudian mendorong para peneliti dan ahli menciptakan sebuah perangkat lunak (sistem pakar) yang dapat membantu fungsi mereka di lapangan. Perangkat lunak berupa sistem pakar ini berisi pengetahuan yang dimiliki oleh para ahli yang ditransfer (dipindahkan) ke komputer sehingga dapat digunakan oleh siapa dan kapan saja.

16 Perangkat lunak (software) yang dibuat untuk mengetahui takaran pupuk yang diperlukan tanaman, dalam hal ini padi sawah, masih belum banyak digunakan oleh petani atau penyuluh-penyuluh pertanian. Kondisi ini disebabkan karena petani dan penyuluh pertanian belum banyak yang menguasai teknologi komputer, sehingga kemudahan interaksi perangkat lunak dengan pengguna (petani dan penyuluh pertanian) mutlak diperlukan. Perangkat lunak untuk mengetahui takaran pupuk yang sudah mulai digunakan oleh petani dan penyuluh pertanian dibuat oleh Dr. Ir. Abdul Karim Makarim, MSc., seorang Ahli Peneliti Utama (APU) di Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan (Puslitbangtan), Bogor. Kemudahan menggunakan perangkat lunak yang dikembangkan diharapkan dapat memudahkan petani dan penyuluh pertanian untuk menentukan takaran pupuk yang sesuai untuk tanaman padi sawah tanpa kehadiran seorang ahli di lapangan. Apabila petani dan penyuluh pertanian dapat berinteraksi secara nyaman dengan perangkat lunak, maka para pakar pertanian sudah mempunyai asisten yang bertugas untuk membantu di lapangan. B. TUJUAN PENELITIAN Secara umum penelitian ini bertujuan untuk : 1. mengembangkan dan memodifikasi SIPAPUKDI (Sistem Pakar Pemupukan Padi) (Makarim, 2005). Pengembangan dan modifikasi ini terletak pada penentuan potensi hasil, perhitungan biaya pupuk, serta analisis usahatani. 2. melakukan uji coba di lapangan kepada pengguna. Pengembangan dan modifikasi ini diharapkan lebih mempermudah sosialisasi kepada pengguna lewat software yang akan dibuat.

17 II. TINJAUAN PUSTAKA A. UNSUR HARA DAN PUPUK Menurut Marsono (2001), manfaat pupuk yang paling banyak dirasakan adalah menyediakan unsur hara yang diperlukan bagi tanaman. Selain menyediakan unsur hara, pemupukan juga membantu mencegah kehilangan unsur hara yang cepat hilang, seperti N, P, dan K yang mudah hilang oleh penguapan atau oleh air perkolasi. Pemberian pupuk juga membantu penyerapan unsur hara. Hal ini sangat penting, karena unsur hara berperan dalam pertumbuhan tanaman. Tiga unsur hara yang diperlukan dalam jumlah besar oleh tanaman adalah nitrogen (N), fosfor (P), dan kalium (K). 1. Nitrogen (N) Nitrogen (N) berperan dalam memacu pertumbuhan tanaman secara umum, terutama pada fase vegetatif, berperan dalam pembentukan klorofil, membentuk lemak, protein, dan persenyawaan yang lain (Marsono, 2001). Menurut Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Depdikbud (1991) tanaman akan tumbuh lambat bilamana terjadi kekurangan N, juga akan tampak kurus, kerdil, dan berwarna pucat dibandingkan dengan tanaman sehat. Kekurangan N membatasi produksi protein dan bahan-bahan penting lainnya dalam pembentukan sel-sel baru. Warna pucat pada tanaman yang kekurangan N berasal dari terhambatnya pembentukan klorofil, selanjutnya pertumbuhan akan berjalan dengan lambat karena klorofil dibutuhkan pada pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis. Warna pucat yang disebabkan kekurangan N biasanya terjadi lebih dulu pada daun-daun tua terutama sepanjang tulang-tulang daun. Klorofil menjadi rusak dan habis di sekitar tulang-tulang daun karena tidak ada penggantinya. Warna coklat kekuningan nampak sepanjang tulang daun pada bagian-bagian ujung daun tua dan terus meluas. Kelebihan N pun akan berakibat negatif pada tanaman. Kelebihan N biasanya memberikan warna gelap, sukulen, pertumbuhan vegetatif yang

18 hebat, dan membuat tanaman mudah rusak karena dingin (frost) dan membeku (Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Depdikbud, 1991). 2. Fosfor (P) Fosfor (P) berperan untuk merangsang pertumbuhan dan perkembangan akar, sebagai bahan dasar energi (ATP dan ADP), membantu asimilasi dan respirasi, mempercepat proses pembungaan dan pembuahan, serta pemasakan biji dan buah (Marsono, 2001). Menurut Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Depdikbud (1991), apabila terjadi kekurangan unsur P akan menghambat pertumbuhan tanaman dan menyebabkan penurunan hasil tanaman. 3. Kalium (K) Kalium (K) berperan dalam membantu pembentukan protein dan karbohidrat, memperkuat jaringan tanaman, berperan membentuk antibodi tanaman terhadap penyakit serta kekeringan (Marsono, 2001). Menurut Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Depdikbud (1991), kalium di dalam tanaman dapat berfungsi untuk menguatkan batang sehingga tanaman tidak mudah rebah. Hasil tanaman dan kualitas gabah meningkat bila tanaman cukup K, serta meningkatkan resistensi tanaman terhadap serangan penyakit, terutama terhadap penyakit yang disebabkan oleh cendawan. Gejala yang nampak pertama kali dari kekurangan K dapat dilihat pada bagian daun. Selanjutnya, dalam jumlah yang terbatas biasanya diikuti oleh melemahnya bagian batang tanaman yang mengakibatkan terjadinya kerebahan pada tanaman biji-bijian. Kekurangan K betul-betul dapat mengurangi hasil dan menurunkan resistensi tanaman terhadap penyakitpenyakit tertentu, seperti Powldry-mildew (kerusakan pada bagian batang) pada tanaman gandum, busuk akar dan Winter killed pada tanaman Alfalfa. Kekurangan K juga dapat mengakibatkan menurunnya kualitas tanaman buah-buahan dan sayuran (Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Depdikbud, 1991). B. PEMUPUKAN PADI Menurut Salim (1994), pupuk nitrogen (N) diberikan sepertiga dosis pada saat pemupukan dasar (1-10 hari sebelum tanam), pada saat anakan

19 maksimum sepertiga dosis, dan saat primordia bunga sepertiga dosis. Sedangkan apabila pupuk urea diberikan dalam bentuk briket diberikan sekaligus pada saat sepuluh hari setelah tanam padi. Pupuk TSP dan KCl diberikan seluruhnya pada saat pemupukan dasar. Menurut Suriapermana, dkk (1994) dan Salim (1994), pupuk TSP dan KCl umumnya diberikan sebagai pupuk dasar. Sedangkan pupuk urea (butiran) diberikan tiga tahap, masingmasing sepertiga bagian pada saat tanam (pupuk dasar), saat anakan maksimum dan primordia bunga. Jika pupuk urea yang digunakan berbentuk tablet, berikan seluruhnya pada umur 7-10 hari setelah tanam dengan cara membenamkan sampai kedalaman 5-10 cm. Menurut Utomo (2003) disarankan agar petani melakukan pemupukan sesuai dosis anjuran setempat. Untuk sawah-sawah di Pulau Sumatera yang tanahnya sebagian besar kurang subur, dosis yang digunakan lebih tinggi daripada dosis pemupukan di Pulau Jawa yang lebih subur. Contoh dosis yang dianjurkan di Lampung Tengah untuk 1 ha sawah adalah 200 kg Urea, 150 kg TSP, dan 150 kg KCl. Dosis pemupukan urea biasanya diberikan sepertiga bagian pada pemupukan pertama dan dua pertiga bagian pada pemupukan kedua. Pupuk TSP dan KCl biasanya diberikan sekaligus bersamaan dengan pemupukan urea pertama. Pemupukan kedua dilakukan setelah tanaman berumur 6-7 minggu. Namun, petani sering juga mengaitkan waktu pemupukan kedua ini 1-2 hari sebelum penyiangan yang ketiga dengan alasan penyiangan dapat membantu pembenaman pupuk. Sewaktu melakukan pemupukan sebaiknya saluran pemasukan dan pembuangan air ditutup terlebih dahulu. Petakan sawah berada dalam kondisi macak-macak atau berair sedikit. Pupuk disebar merata pada permukaan tanah. Hati-hati sewaktu menyebar pupuk agar tidak mengenai daun tanaman karena dapat mengakibatkan daun terbakar (Utomo, 2003). C. PEMUPUKAN BERIMBANG Selama ini di masyarakat berkembang pengertian bahwa pemupukan berimbang adalah pemupukan yang menggunakan pupuk majemuk NPK. Pengertian ini kurang tepat karena pemupukan berimbang adalah

20 menyediakan semua unsur hara yang cukup sehingga tanaman padi mencapai hasil tinggi dan bermutu serta meningkatkan pendapatan petani. Oleh karena itu jenis dan dosis pupuk yang ditambahkan harus sesuai dengan tingkat kesuburan tanah dan kebutuhan tanaman. Dengan demikian jenis dan dosis pupuk yang diberikan tidak dapat disamaratakan tetapi harus spesifik lokasi. Pupuk yang diberikan dapat berupa pupuk tunggal seperti urea, SP-36, TSP dan KCl, atau pupuk majemuk ditambah pupuk tunggal. Pemupukan berimbang adalah upaya pemenuhan kebutuhan hara tanaman agar dapat mencapai hasil optimal (tanpa kelebihan/kekurangan hara) melalui pemberian pupuk dengan mempertimbangkan jumlah hara yang telah tersedia di dalam tanah (Makarim, 2005). Keuntungan utama dari penerapan pemupukan berimbang adalah petani dapat memupuk lebih efisien karena jenis dan dosis pupuk disesuaikan dengan kebutuhan tanaman dan tingkat kesuburan tanah. Apabila tanahnya subur, dimana kadar fosfor dan kaliumnya cukup tinggi, maka sebenarnya tanaman cukup diberi Nitrogen (N). Pemberian pupuk P dan K sedikit saja, untuk mencukupi hara P dan K yang terangkut saat panen, yaitu sebesar 50 kg SP-36 dan 50 kg KCl per ha. Apabila pemberian pupuk P dan K pada tanah tersebut berlebihan, maka sisanya tidak terpakai, sebagian besar hilang bersama air hujan atau air irigasi dan ini merupakan pemborosan. Namun sebaliknya jika tanah kekurangan fosfor dan kalium maka tanaman harus dipupuk lengkap N, P, dan K sesuai dosis anjuran. Inilah sebenarnya pengertian pemupukan berimbang. Menurut Makarim (2005), prinsip pemupukan berimbang itu sendiri melalui tahapan sebagai berikut : 1. Pertumbuhan tanaman dan tingkat hasil yang dicapai merupakan hasil interaksi antara sifat varietas, lingkungan tumbuh, dan cara pengelolaannya. 2. Untuk tingkat hasil tertentu, tanaman memerlukan sejumlah hara dalam jumlah dan perbandingan tertentu. 3. Untuk tingkat hasil yang lebih tinggi, tanaman memerlukan semua hara itu dalam jumlah lebih banyak, dalam perbandingan yang tetap proporsional.

21 4. Tanpa pupuk, tanaman mendapatkan hara dari tanah, yang jumlahnya bergantung pada ketersediaan hara itu dalam tanah, serta kemampuan tanaman untuk menyerapnya. 5. Selisih antara hara yang dibutuhkan tanaman (butir 2 dan 3) dan hara yang dapat diserap tanaman dari tanah (butir 4), perlu dipenuhi melalui pemberian pupuk. 6. Sebagian hara dari pupuk hilang karena tercuci, terfiksasi, atau tidak terjangkau akar. Oleh karena itu jumlah pupuk yang diberikan (butir 5) perlu dikali faktor efisiensi. Kondisi tanah dan bentuk pupuk sering menentukan besarnya kehilangan itu (faktor efisiensi). Jadi pupuk yang diberikan perlu lebih banyak daripada sekedar memenuhi selisih yang diuraikan dalam butir Jumlah pupuk (N, P, K, dsb) yang diberikan dengan cara yang diuraikan dalam butir 6, merupakan pemupukan berimbang. D. SISTEM PAKAR Secara umum, sistem pakar (expert system) adalah sistem yang berusaha mengadopsi pengetahuan manusia ke komputer, agar komputer dapat menyelesaikan masalah seperti yang biasa dilakukan oleh para ahli. Sistem pakar yang baik dirancang agar dapat menyelesaikan suatu permasalahan tertentu dengan meniru kerja dari para ahli. Dengan sistem pakar ini, orang awampun dapat menyelesaikan masalah yang cukup rumit yang sebenarnya hanya dapat diselesaikan dengan bantuan para ahli. Bagi para ahli, sistem pakar ini juga akan membantu aktivitasnya sebagai asisten yang sangat berpengalaman (Kusumadewi, 2003). Menurut Turban (1993), sistem pakar adalah sistem yang mengakuisisi dan mendayagunakan kepakaran manusia dalam komputer untuk memecahkan masalah yang biasanya membutuhkan keahlian manusia. Sistem yang didesain tersebut harus mencontoh dengan baik proses penalaran ahli yang digunakan dalam memecahkan masalah yang spesifik. Sistem pakar terdiri dari dua bagian pokok, yaitu lingkungan pengembangan (development environment) dan lingkungan konsultasi (consultation environment). Lingkungan pengembangan digunakan sebagai

22 pembangunan sistem pakar baik dari segi pembangunan komponen maupun basis pengetahuan. Lingkungan konsultasi digunakan oleh seseorang yang bukan ahli untuk berkonsultasi (Kusumadewi, 2003). Konsep dasar sistem pakar menurut Turban (1993) adalah : 1. Keahlian Keahlian adalah pengetahuan yang ekstensif, gugus spesifik yang diperoleh dari pelatihan, membaca dan pengalaman. Tipe-tipe pengetahuan di bawah ini adalah contoh-contoh yang termasuk dalam keahlian: a. fakta tentang area masalah b. teori tentang area masalah c. strategi-strategi global untuk memecahkan tipe-tipe masalah d. meta-pengetahuan (pengetahuan tentang pengetahuan) Tipe-tipe pengetahuan ini memungkinkan ahli (pakar) untuk membuat keputusan yang lebih baik dan lebih cepat daripada non pakar dalam memecahkan masalah yang kompleks. 2. Pakar Pakar dapat mengambil masalah serta penyelesaiannya dalam beberapa cara dan mengubahnya ke bentuk yang memberikan solusi yang cepat dan efektif. Kemampuan pemecahan masalah adalah penting, tetapi itu saja tidak cukup. Pakar harus mampu menjelaskan hasilnya, belajar hal-hal baru tentang domain, restrukturisasi pengetahuan kapanpun dibutuhkan, pemecahan rule-rule kapanpun diperlukan, dan menentukan kapan keahlian mereka relevan. Semua aktivitas ini harus dilakukan secara efisien (cepat dan rendah biaya) dan efektif (dengan hasil yang tinggi). Mencontoh seorang ahli atau pakar manusia adalah penting untuk membangun sebuah komputer yang menunjukkan semua karakteristik ini. 3. Transfer Keahlian Sasaran dari sistem pakar adalah untuk mentransfer keahlian dari seorang pakar ke komputer dan kepada manusia lain (non pakar). Proses ini melibatkan empat aktivitas:

23 a. akuisisi pengetahuan, yaitu mengumpulkan semua informasi dan pengetahuan yang dibutuhkan dalam sistem pakar. Sumber pengetahuan meliputi para ahli atau pakar, buku-buku, dan lain-lain. b. representasi pengetahuan, yaitu memindahkan pengetahuan tersebut ke program komputer untuk membentuk atau memperluas basis pengetahuan. Basis pengetahuan berisi kumpulan beberapa pengetahuan yang penting untuk formulasi dan pemecahan masalah. c. inferensi pengetahuan, yaitu kemampuan sistem pakar untuk menalar permasalahan sehingga didapatkan solusi yang sesuai. d. transfer (pengalihan) pengetahuan ke pengguna, yaitu mensosialisasikan sistem pakar kepada pengguna dengan uji coba sistem tersebut. Pengetahuan disimpan dalam komputer dalam komponen yang disebut basis pengetahuan. Dua tipe pengetahuan dibedakan, yaitu facts (fakta) dan prosedur (biasanya rule-rule) mengenai domain masalah. 4. Inferensi Ciri unik dari sebuah sistem pakar adalah kemampuannya untuk penalaran. Semua keahlian disimpan dalam basis pengetahuan dan program memiliki kemampuan akses (accesibility) ke basis data, komputer diprogram sehingga dapat membuat inferensi. Penginferensian dilakukan dalam sebuah komponen yang disebut mesin inferensi, yang memasukkan prosedur mengenai pemecahan masalah. 5. Rules Kebanyakan sistem pakar komersial adalah sistem berbasis rulerule di mana pengetahuan disimpan sebagian besar dalam bentuk rulerule, seperti prosedur pemecahan masalah. 6. Kemampuan memberikan penjelasan Ciri unik lainnya dari sistem pakar adalah kemampuannya untuk menjelaskan saran atau rekomendasinya. Penjelasan dan justifikasi dilakukan dalam sebuah subsistem yang disebut justifier, atau subsistem penjelasan. Subsistem ini memungkinkan sistem untuk menguji penalarannya dan menjelaskan operasinya.

24 Perbedaan sistem pakar dengan sistem konvensional dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Perbedaan sistem konvensional dan sistem pakar (Kusumadewi, 2003) Sistem konvensional Sistem pakar Informasi dan pemrosesannya Basis pengetahuan merupakan biasanya jadi satu dengan program. bagian terpisah dari mekanisme Biasanya tidak bisa menjelaskan mengapa suatu input data itu dibutuhkan, atau bagaimana output itu diperoleh. Pengubahan program cukup sulit dan membosankan. Sistem hanya akan beroperasi jika system tersebut sudah lengkap. Eksekusi dilakukan langkah demi langkah. Menggunakan data Tujuan utamanya adalah efisiensi. inferensi. Penjelasan adalah bagian terpenting dari sistem pakar. Pengubahan aturan dapat dilakukan dengan mudah. Sistem dapat beroperasi hanya dengan beberapa aturan. Eksekusi dilakukan pada keseluruhan basis pengetahuan. Menggunakan pengetahuan. Tujuan utamanya adalah efektivitas. E. SISTEM PAKAR PEMUPUKAN PADI (SIPAPUKDI) Sistem pakar pemupukan berimbang disusun berdasarkan data hasil percobaan sejak tahun 1990 hingga sekarang menggunakan prinsip-prinsip pemupukan berimbang. Sistem pakar ini dibuat oleh Dr. Ir. Abdul Karim Makarim, M.Sc yang aktif di beberapa posisi, yaitu peneliti pada Kelompok Ekofisiologi, Outreach Balai Penelitian Tanaman Padi di Muara, Bogor (sejak 1996) sebagai tugas utama, diperbantukan pada Kelompok Peneliti Analisis Kebijakan Teknologi Pertanian, Puslitbang Tanaman Pangan sejak tahun 1998, dan sebagai Penanggung jawab Komponen 3: Inovasi Teknologi pada proyek PFI3P Badan Litbang Pertanian (sejak tahun 2003), tahun sebagai Project Scientist di IRRI, Filipina di bidang training Integrated Crop and Resource Management (ICM). Sebagai Koordinator Program Penelitian Lahan-lahan Bermasalah di Puslitbangtan ( ), Ketua Kelti Ekofisiologi, Balittan Bogor ( ) dan Kelti Analisis Sistem Tanamanlingkungan (AST), Balitbio (1989), anggota Tim Teknis pada proyek SWAMPS II ( ) dan NTASP ( ), sebagai Anggota Tim Asistensi BPTP, Badan Litbang Pertanian ( ).

25 Perangkat lunak sistem pakar ini dibuat dengan program Microsoft Excel. Target hasil yang dimaksud dalam sistem pakar ini adalah hasil yang ingin dicapai pengguna, namun dengan mempertimbangkan potensi hasil tanaman, tingkat pengelolaan yang akan diterapkan, dan kondisi tanah dan iklim setempat. Target hasil yang diinginkan tentunya tidak boleh melebihi potensi hasil tanaman. Status hara N, P, K dapat ditentukan melalui analisis tanah, petak omisi, atau perbandingan antara hasil tanaman di sekitarnya antara yang dipupuk tanpa satu macam hara (NP, PK, dan NK) dan yang dipupuk NPK lengkap. Tekstur tanah dapat diindera secara kualitatif, yaitu apakah berpasir, liatnya tinggi atau sedang. Dengan input ketiga faktor itu, sistem pakar akan menyajikan takaran pupuk berimbang untuk pupuk tunggal dan grafiknya. Takaran untuk pupuk majemuk ( ) sebagai alternatif juga disajikan beserta takaran tambahan dari pupuk tunggal (Makarim, 2005). Tampilan SIPAPUKDI dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2. Tampilan SIPAPUKDI (Sistem Pakar Pemupukan Padi)

26 F. DAUR HIDUP PENGEMBANGAN SISTEM/SYSTEM DEVELOPMENT LIFE CYCLE (SDLC) Umumnya sistem informasi berbasis komputer didesain dan diimplementasikan menggunakan beberapa bentuk sistematik proses pengembangan. Dalam proses ini, pengguna dan ahli spesialis informasi mendesain sistem informasi dengan berbasis pada hasil analisis informasi yang dibutuhkan. Sebagian proses ini dikenal sebagai sistem analisis dan desain (O Brien, 1996 dalam Utami, 2003). Menggunakan pendekatan sistem dalam mengembangkan solusi sistem informasi mengaitkan beberapa tahapan proses yang sering dikenal sebagai information system development cycle, atau sering juga disebut dengan system development life cycle (SDLC). Semua aktivitas pembangunan sistem pada SDLC saling berhubungan satu sama lain. Oleh karena itu, beberapa aktivitas tersebut dapat terjadi secara bersamaan. Sehingga bagian-bagian dari proses pembangunan sistem yang berbeda dapat berada pada tahapan siklus pembangunan yang berbeda pula. Seorang analis dapat mendaur siklus kembali kapanpun untuk mengulang beberapa aktivitas sebelumnya guna memodifikasi dan memperbaiki sistem yang mereka bangun. SDLC yang merupakan suatu metode dalam pengembangan sistem perangkat lunak, mencakup beberapa tahapan logik proses pengembangan. Tahapan-tahapan tersebut antara lain: (1) investigasi, (2) analisis, (3) desain, (4) implementasi, dan (5) perawatan sistem, seperti terlihat pada Gambar Tahapan Investigasi Sistem Tahap investigasi merupakan tahap di mana menentukan suatu permasalahan dan penyebab dari permasalahan tersebut serta apakah sistem yang akan dibangun maupun yang akan diperbaiki dapat menyelesaikan permasalahan tersebut. Kemudian dilakukan studi kelayakan (feasibility study) yang berfungsi untuk melihat kebutuhan pengguna, kebutuhan sumberdaya, kebutuhan biaya, manfaat, dan kelayakan dari suatu sistem. Studi kelayakan merupakan faktor utama yang mempengaruhi kemampuan sistem untuk mencapai obyek yang dikehendaki. Tujuan dari

27 studi kelayakan adalah untuk mengevaluasi alternatif sistem yang ada dan untuk mengusulkan sistem yang paling nyata, menguntungkan, dan layak untuk pembangunan serta pengembangan sistem. Salah satu bagian dari studi kelayakan adalah analisis biaya dan manfaat. Biaya dan manfaat yang dapat diukur disebut tangible, sedangkan yang tidak dapat diukur disebut intangible. Tangible cost adalah biaya yang dapat diukur seperti gaji pegawai dan biaya pengadaan hardware maupun software. Intangible cost sulit untuk dihitung, meliputi kehilangan pelanggan maupun pekerja karena adanya error dan gangguan yang timbul dari pemasangan sistem yang baru. Sedangkan tangible benefit adalah manfaat yang dapat dirasakan seperti pengurangan biaya upah pegawai karena adanya pengurangan pegawai, penurunan biaya operasional karena adanya peningkatan kemampuan operasional yang semakin efisien, sehingga terjadi penambahan keuntungan dalam penjualan. Intangible benefit sulit untuk diukur, meliputi pelayanan kepada pelanggan yang lebih baik atau lebih aman dan penyediaan informasi yang lebih baik untuk manajemen. Investigasi Sistem Analisis Sistem Desain Sistem Implementasi Sistem Perawatan Sistem Gambar 3. Tahapan-tahapan dalam SDLC (O Brien, 1996 dalam Utami, 2003).

28 Kelayakan dari sistem dapat dievaluasi ke dalam empat kategori utama, yaitu : 1. Kelayakan organisasional Kelayakan ini berfokus pada bagaimana sistem yang diusulkan dapat dengan baik mendukung tujuan dari organisasi dan rencana strategis untuk sistem tersebut. 2. Kelayakan ekonomi Kelayakan ini menjawab apakah penghematan biaya, peningkatan penghasilan dan keuntungan, pengurangan kebutuhan investasi, dan manfaat-manfaat lain yang diharapkan akan lebih besar dibandingkan biaya pembangunan dan pengoperasian dari sistem yang diusulkan. 3. Kelayakan teknis Kelayakan ini dapat didemonstrasikan jika hardware dan software yang dapat menghubungkan kebutuhan-kebutuhan sistem yang diusulkan mampu dikembangkan oleh suatu organisasi dalam batas waktu tertentu. 4. Kelayakan operasional Kelayakan ini berupa keinginan dan kemampuan dari pengguna untuk mengoperasikan, menggunakan, dan mendukung sistem yang diusulkan. 2. Tahap Analisis Sistem Tahap analisis yaitu menganalisis bagaimana sistem tersebut akan dikembangkan, dengan tujuan untuk mengetahui kebutuhan fungsional dari pengguna yang akan digunakan sebagai basis desain dari sistem yang akan dikembangkan. Aktivitas dasar dari analisis sistem diperlukan pada saat akan membangun suatu aplikasi baru dengan cepat. Umumnya, aktivitas-aktivitas pada tahapan ini merupakan pengembangan dari pelaksanaan studi kelayakan. Analisis sistem merupakan studi mendalam mengenai kebutuhankebutuhan informasi end user yang menghasilkan kebutuhan-kebutuhan fungsional yang nantinya akan digunakan sebagai basis dalam perancangan sistem yang baru.

29 Mempelajari sistem yang akan diperbaiki atau digantikan penting dilakukan sebelum mendesain suatu sistem baru. Analisis-analisis terhadap suatu sistem yang harus dilakukan antara lain tentang bagaimana suatu sistem menggunakan perangkat keras, perangkat lunak, jaringan, dan SDM (Sumber Daya Manusia) untuk mengkonversi sumber-sumber data dan informasi. Kemudian dilakukan pembuatan dokumentasi tentang bagaimana aktivitas input, proses, output, penyimpanan, dan kontrol sistem disempurnakan. Oleh karena itu dalam tahap desain sistem, dapat dilakukan spesifikasi terhadap sumber, hasil dan aktivitas yang seharusnya ada untuk mendukung user interface dalam suatu sistem yang akan didesain. Analisis-analisis tersebut disebut analisis organisasional yang merupakan langkah awal dari pelaksanaan tahapan ini. Selain itu, dilakukan pula pembangunan terhadap kebutuhan fungsional (functional requirement) yang merupakan kebutuhan informasi end users yang tidak terikat pada perangkat keras, perangkat lunak, jaringan, data, dan SDM yang saat ini digunakan oleh end users atau yang mungkin digunakan dalam sistem yang baru. 3. Tahap Desain Sistem Tahap desain ialah untuk menjelaskan sistem yang akan memenuhi kebutuhan informasi bagi pengguna. Tahap ini akan menjelaskan bagaimana dan kenapa sistem mampu memberikan informasi kepada pengguna. Desain sistem menetapkan bagaimana sistem akan menyempurnakan tujuan. Desain sistem terdiri atas aktivitas desain yang menghasilkan spesifikasi sistem yang memenuhi kebutuhan-kebutuhan fungsional yang telah dikembangkan dalam tahap analisis sistem. Tahap desain sistem mencakup tiga kegiatan, yaitu : (1) desain user interface, (2) desain data, dan (3) desain proses. Ketiga proses desain tersebut menghasilkan beberapa spesifikasi yang digunakan dalam pelaksanaan metode user interface, struktur basis data, serta prosedur pada pemrosesan dan pengendalian sistem. Desain user interface berkonsentrasi pada metode input/output serta konversi data dan informasi yang menghasilkan beberapa produk informasi, seperti layar display, dialog

30 interaktif antara pengguna dengan komputer, perespon suara (audio), form-form, dokumen-dokumen, dan laporan-laporan. Aktivitas desain data berfokus pada perancangan struktur basis data yang digunakan oleh sistem pakar yang akan dibangun. 4. Tahap Implementasi Sistem Pada tahapan ini sistem akan diuji baik perangkat keras maupun perangkat lunaknya yang mendukung jalannya sistem ini. Dari hasil uji tersebut, sistem akan dikembangkan lebih lanjut. Sistem baru yang telah didesain harus diimplementasikan. Pada tahapan implementasi, dilakukan penerimaan, penambahan, dan integrasi dari sumber-sumber yang konseptual dan fisikal yang menjadikan sistem tersebut bekerja. Tahap implementasi sistem melibatkan akuisisi perangkat keras dan perangkat lunak, pengembangan perangkat lunak, pengujian program dan prosedur, pembangunan dokumentasi, dan berbagai aktivitas instalasi. Selain itu, tahap ini juga melibatkan pendidikan dan pelatihan kepada end users dan spesialis yang akan mengoperasikan sistem baru. Implementasi sistem merupakan tahap yang sulit dan merupakan proses yang banyak menghabiskan waktu dalam pembangunan suatu sistem informasi. Selain itu, tahap ini juga merupakan tahap yang vital dalam penentuan kesuksesan dari pembangunan sistem baru, walaupun sistem didesain dengan baik, sistem akan gagal jika tidak diimplementasikan dengan benar. 5. Tahap perawatan sistem Tahap terakhir adalah tahap perawatan. Pada tahap ini meliputi kegiatan pengawasan, evaluasi, dan modifikasi sistem. Selama sistem digunakan, modifikasi dibuat sehingga sistem dapat memenuhi kebutuhankebutuhan pengguna secara kontinyu. Modifikasi yang dibuat sesuai dengan perubahan internal atau perubahan eksternal dari lingkungan organisasi dari pengguna yang disebut sebagai perawatan sistem. Tahapan ini meliputi kegiatan pengawasan, evaluasi, dan modifikasi sistem untuk membuat perbaikan yang penting atau sesuai dengan yang dikehendaki.

31 Alasan diadakannya perawatan sistem antara lain untuk memperbaiki kesalahan (error), untuk menjaga agar sistem tetap berjalan, dan untuk memperbaiki sistem yang telah dibangun. Langkah-langkah yang dilalui sistem dalam tahapan SDLC tidak berbentuk linier namun lebih berbentuk iterasi. Evaluasi dari tiap tahap yang memungkinkan adanya kesempatan perbaikan sistem yang lebih baik sebelum ke tahapan selanjutnya (Turban, 1995 dalam Utami, 2003). G. PENELITIAN SEJENIS TENTANG SISTEM PAKAR Beberapa penelitian yang telah dilakukan mengenai sistem pakar antara lain Faihah (1999) yang telah membangun sistem pakar untuk identifikasi penyakit tanaman cabai merah besar dengan perangkat lunak WINEXSYS berbasis personal computer (PC). Sistem yang dibangun tersebut memiliki kelemahan, yaitu sistem hanya dapat dieksekusi dalam lingkungan WINEXSYS serta belum bisa dijalankan pada sistem multiuser dan multimedia. Rudi Suryadi (2002) mengembangkan sistem pakar tersebut menjadi berbasis web dan multimedia (baik berupa grafik/gambar, video dan audio) yang memungkinkan pengaksesan aplikasi oleh beberapa pengguna sekaligus (multiuser) dan pengaksesan bisa dilakukan kapan saja tanpa batasan tempat dan waktu, serta dapat berinteraksi langsung dengan satu atau lebih pakar melalui fasilitas jaringan internet. Aje Hikmat Falahuddin (2002), membangun sistem pakar tanaman anggrek Phalaenopsis berbasis internet. Sistem pakar ini menampilkan informasi tentang tanaman anggrek Phalaenopsis, termasuk di dalamnya total produksi dan ekspor serta pemecahan masalah di dalam menanam dan memperbanyak anggrek Phalaenopsis.

32 III. METODE PENELITIAN A. WAKTU DAN TEMPAT Penelitian ini dilakukan mulai bulan Mei 2005 sampai dengan Januari Ekstraksi pengetahuan pakar dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Bogor, sedangkan pembangunan sistem pakar dilakukan di Laboratorium Sistem dan Manajemen Mekanisasi Pertanian, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. B. ALAT DAN BAHAN Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Personal Computer (PC) untuk pembangunan sistem pakar. Spesifikasi PC yang digunakan yaitu Intel Pentium (R) 4, 1.7 GHz, Memory 256 RAM, VGA Card. 2. CD ROM Drive yang digunakan untuk dokumentasi sistem pakar. 3. Sistem Operasi Windows XP untuk membangun dan menjalankan sistem pakar. 4. Bahasa pemrograman Visual Basic 6.0 yang digunakan untuk pembangunan sistem pakar. 5. Kamera untuk mengambil citra di lapangan. 6. Adobe Photoshop yang digunakan untuk meng-edit citra. C. METODE PENELITIAN Tujuan utama sistem pakar adalah pengalihan keahlian dari para ahli ke komputer untuk kemudian dialihkan lagi ke orang lain yang bukan ahli. Proses ini membutuhkan empat aktivitas, yaitu akuisisi pengetahuan (dari para ahli atau sumber-sumber lainnya), representasi pengetahuan (ke komputer), inferensi pengetahuan, dan pengalihan pengetahuan ke pengguna. Pembangunan sistem pakar menggunakan pendekatan sistem yang dikenal sebagai System Development Life Cycle (SDLC) atau daur hidup pengembangan sistem. Tahapan-tahapan dalam SDLC yaitu (1) investigasi sistem, (2) analisis sistem, (3) desain sistem, (4) implementasi sistem, dan (5)

33 perawatan sistem. Dalam pembangunan sistem pakar ini beberapa tahap SDLC tidak dilakukan. Tahap yang dilakukan hanya tahap analisis sistem, desain sistem yang melibatkan aktivitas akuisisi pengetahuan, representasi pengetahuan, dan inferensi pengetahuan, serta implementasi sistem yang melibatkan aktivitas pengalihan pengetahuan ke pengguna. 1. Analisis Sistem Tahap analisis sistem yaitu menganalisis bagaimana sistem tersebut dikembangkan, dengan tujuan untuk mengetahui kebutuhan fungsional dari pengguna yang digunakan sebagai basis desain dari sistem yang dikembangkan. Aktivitas dasar dari analisis sistem diperlukan pada saat akan membangun suatu aplikasi baru dengan cepat. 2. Desain Sistem Tahap desain sistem mencakup tiga kegiatan, yaitu desain user interface, desain data, dan desain proses. Tahapan ini juga melibatkan aktivitas akuisisi pengetahuan, representasi pengetahuan, dan inferensi pengetahuan. Desain user interface merupakan desain pada tampilan sistem pakar yang memudahkan interaksi pengguna dengan sistem. Desain data pada sistem pakar ini melibatkan aktivitas akuisisi pengetahuan dan representasi pengetahuan. Akuisisi pengetahuan berupa koleksi pengetahuan mengenai tanaman padi sawah dan pemupukannya yang didapatkan melalui studi pustaka dan wawancara langsung dengan pakar tanaman pangan, Dr. Ir. Abdul Karim Makarim, M.Sc. Pengetahuan yang dikumpulkan meliputi varietas-varietas tanaman padi sawah, yaitu varietas lokal, varietas unggul baru, dan varietas hibrida. Tingkatan irigasi, yaitu irigasi teknis, irigasi semi teknis, irigasi pedesaan/sederhana, dan irigasi tadah hujan. Kondisi lahan (kesuburan) dikategorikan menjadi lahan subur, sedang, dan lahan tidak subur. Ketiga faktor tersebut menentukan potensi hasil tanaman padi sawah. Pengetahuan mengenai status hara (N, P, K) tanah dan tekstur tanah juga merupakan koleksi dalam sistem pakar ini. Pengetahuan tersebut didapatkan dari pakar dan bahan bacaan yang berkaitan.

34 Setelah dilakukan perhitungan takaran pupuk yang diperlukan, pengguna dapat melanjutkan dengan perhitungan pengeluaran (biaya) dan pendapatan dalam analisis usahatani. Semua pengetahuan yang telah dikumpulkan kemudian dipindahkan ke dalam komputer (representasi pengetahuan) berupa variabel-variabel yang dipergunakan dalam program untuk melakukan perhitungan-perhitungan dalam sistem pakar. Pada tahapan desain proses melibatkan aktivitas inferensi pengetahuan yang berupa pembangunan program komputer untuk melakukan komunikasi dengan pengguna. Sistem pakar ini dirancang sesuai dengan kebutuhan pengguna (user), yaitu petani dan para penyuluh pertanian. Perancangan sistem pakar ini menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0. Diharapkan dengan tampilan yang mudah diikuti akan memudahkan pengguna menggali informasi dari sistem pakar ini. 3. Implementasi Sistem Implementasi sistem dilakukan dalam dua tahapan, yaitu tes sistem pakar dan ujicoba implementasi di lapangan. a. Tes sistem pakar Pada tahapan ini dicoba beberapa kasus menggunakan sistem pakar, kemudian meminta pakar asli untuk menilai kasus yang sama. Jawaban sistem pakar dan jawaban pakar asli dibandingkan untuk mengetahui keakuratan sistem pakar. b. Ujicoba implementasi di lapangan Pada tahapan ini dilakukan pengalihan pengetahuan ke pengguna. Ujicoba ini melibatkan pengguna langsung di lapangan, yaitu para petani dan penyuluh pertanian. Untuk mengetahui tingkat kemudahan penggunaan sistem pakar dan pemahaman pengguna, maka dibuat kuisioner tentang potensi pemakaian sistem pakar ini. Setelah sistem pakar ini diimplementasikan, kemudian didokumentasikan dengan menyimpan sistem pakar ini di CD-ROM yang dapat langsung diakses oleh pengguna tanpa harus meng-install software Visual Basic 6.0 terlebih dahulu.

35 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengembangan Sistem Pakar Penentuan Dosis Pupuk Berimbang (N, P, K) untuk Tanaman Padi Sawah menggunakan sebagian tahapan dalam SDLC (System Development Life Cycle). SDLC yang merupakan suatu metode dalam pengembangan sistem perangkat lunak mencakup beberapa tahapan logik proses pengembangan, yaitu tahapan analisis sistem, desain sistem yang melibatkan aktivitas akuisisi pengetahuan, representasi pengetahuan, dan inferensi pengetahuan, serta tahapan implementasi sistem yang melibatkan aktivitas pengalihan pengetahuan ke pengguna. A. ANALISIS SISTEM Pada tahap analisis sistem dilakukan studi mendalam mengenai parameter-parameter input (masukan) yang berpengaruh dalam perhitungan output (keluaran). Parameter-parameter yang diperlukan adalah varietas tanaman padi yang tediri dari varietas lokal, varietas unggul baru dan varietas hibrida. Selanjutnya, parameter yang diperlukan adalah kondisi lahan dan tingkat irigasi. Kondisi lahan dibedakan menjadi subur, sedang dan tidak subur, sedangkan tingkat irigasi dikelompokkan menjadi irigasi teknis, irigasi semi teknis, irigasi sederhana/pedesaan, dan irigasi tadah hujan. Ketiga parameter tersebut diperlukan untuk menghitung potensi aktual yang dapat dihasilkan oleh tanaman padi tersebut. Potensi aktual dihitung dalam dua satuan, yaitu ton GKP/ha (Gabah Kering Panen) dan ton GKG/ha (Gabah Kering Giling). Konversi GKP menjadi GKG adalah mengalikan angka GKP dengan faktor 0.9 sehingga didapat dalam satuan GKG. Tahapan selanjutnya dilakukan perhitungan takaran berimbang pupuk tunggal dan takaran berimbang pupuk majemuk. Perhitungan ini memerlukan parameter target hasil yang diinginkan pengguna, status hara N, status hara P, status hara K, dan tekstur tanah. Status hara N, P, dan K dibedakan menjadi tinggi, sedang dan rendah, sedangkan tekstur tanah dibedakan menjadi liat, sedang, dan berpasir. Pada perhitungan ini juga diberikan pilihan kepada pengguna untuk menggunakan satuan yang diinginkan, yaitu ton GKP/ha atau ton GKG/ha.

36 Perhitungan biaya pupuk merupakan langkah selanjutnya. Masukan yang diperlukan adalah harga pupuk majemuk ( ), harga pupuk tunggal Urea, SP36, dan KCl. Dari masukan harga-harga tersebut dapat dihitung biaya penggunaan pupuk tunggal dan biaya penggunaan pupuk majemuk. Pengguna diberikan alternatif penggunaan pupuk berdasarkan biaya pupuk yang lebih rendah. Tahap berikutnya adalah perhitungan usahatani yang meliputi perhitungan pengeluaran (biaya) dan perhitungan keuntungan yang diperoleh petani. Parameter yang diperlukan yaitu biaya persemaian, penyiapan lahan, tanam, penyiangan, obat-obatan, irigasi, panen, perontokan, pembersihan, pengeringan, biaya lainnya, pupuk, target hasil, dan harga jual gabah. Biaya pupuk didapatkan dari perhitungan sebelumnya, sedangkan target hasil merupakan masukan sebelumnya oleh pengguna. B. DESAIN SISTEM Tahap desain sistem mencakup tiga kegiatan, yaitu desain user interface, desain data, dan desain proses. 1. Desain User Interface Sistem pakar ini dibangun menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0 yang mempunyai tampilan menarik dan mudah berinteraksi dengan pengguna. Form yang digunakan sebanyak lima form, yaitu form1 (buka.frm), form2 (potensi.frm), form3 (takaran.frm), form4 (biaya pupuk.frm), dan form5 (usahatani.frm). Form1 (buka.frm) menampilkan halaman depan dari sistem pakar. Halaman ini mengantarkan pengguna untuk memulai penggunaan sistem pakar dengan menekan tombol Mulai. Tampilan form1 (buka.frm) dapat dilihat pada Gambar 4.

37 Gambar 4. Tampilan form1 (buka.frm) Form2 (potensi.frm) menampilkan input (masukan) pilihan varietas, pilihan tingkat irigasi, dan pilihan kondisi lahan. Setelah pengguna memilih menu yang sesuai, pilihan tersebut dieksekusi dengan menekan tombol Proses. Eksekusi ini akan menghasilkan keluaran berupa potensi aktual dari tanaman padi tersebut. Potensi aktual yang dihasilkan dalam dua satuan, yaitu ton GKP/ha dan ton GKG/ha. Pilihan ini diberikan agar pengguna dapat menggunakan satuan yang sesuai dengan kondisi di lapangan. Setelah potensi aktual diketahui pengguna dapat melanjutkan ke halaman selanjutnya (form3) dengan mengeksekusi tombol lanjut. Tampilan form2 (potensi.frm) dapat dilihat pada Gambar 5. Gambar 5. Tampilan form2 (potensi.frm)

38 Pada form2 terdapat command button Keterangan yang berisi panduan bagi pengguna sebelum melakukan input. Misalnya sebelum meng-input varietas yang sesuai, pengguna dapat mengeksekusi tombol Keterangan untuk mendapatkan keterangan lebih lengkap mengenai varietas apa saja yang termasuk varietas lokal, unggul baru, dan varietas hibrida. Halaman keterangan dibuat dalam form2 dengan menggunakan frame, yaitu frm_irig, frm_lahan, dan frm_var. Selengkapnya frame-frame Keterangan dapat dilihat pada Gambar 6, Gambar 7, dan Gambar 8. Gambar 6. Tampilan frame keterangan varietas (frm_var) Gambar 7. Tampilan frame keterangan kondisi lahan (frm_lahan)

39 Gambar 8. Tampilan frame keterangan tingkat irigasi (frm_irig) Form3 (takaran.frm) menampilkan input (masukan) berupa target hasil yang ingin dicapai, di mana target hasil tersebut harus lebih kecil atau sama dengan potensi aktual pada form2. Apabila target hasil melebihi potensi aktual, maka akan muncul kotak pesan yang menunjukkan nilai terlalu tinggi setelah tombol Proses ditekan. Target hasil yang dimasukkan juga disesuaikan dengan pilihan satuan yang sesuai. Gambar 9 memperlihatkan tampilan kotak pesan. Gambar 9. Tampilan kotak pesan

40 Pilihan selanjutnya adalah status hara dan tekstur tanah yang sesuai pada lahan petani. Setelah meng-input data yang diperlukan kemudian pengguna dapat mengeksekusi data tersebut dengan menekan tombol Proses untuk mendapatkan keluaran takaran berimbang pupuk tunggal dan takaran berimbang pupuk majemuk. Pengguna dapat melanjutkan dengan mengeksekusi tombol Lihat Grafik untuk menampilkan grafik batang untuk takaran berimbang pupuk tunggal. Grafik ini dibuat dengan menggunakan MS Chart Control yang terdapat pada Visual Basic 6.0 dan ditempatkan pada frame (frm_graf untuk satuan ton GKG/ha dan frm_graf2 untuk satuan ton GKP/ha). Setelah melihat takaran pupuk yang direkomendasikan dan grafiknya, pengguna dapat melanjutkan ke proses berikutnya dengan mengeksekusi tombol Lanjut. Tampilan form3 (takaran.frm) dapat dilihat pada Gambar 10, dan tampilan grafik (frm_graf) dapat dilihat pada Gambar 11. Gambar 10. Tampilan form3 (takaran.frm)

41 Gambar 11. Tampilan grafik takaran pupuk tunggal (frm_graf) Pada form3 juga terdapat frame keterangan (frm_stat), yang berisi informasi mengenai status N, status P, status K, dan tekstur tanah. Frame ini dapat ditampilkan dengan menekan tombol Keterangan. Tampilan frm_stat dapat dilihat pada Gambar 12. Gambar 12. Tampilan frame keterangan status hara dan tekstur tanah (frm_stat). Pada form4 (biaya pupuk.frm) terdapat masukan untuk menghitung biaya penggunaan pupuk tunggal dan biaya penggunaan pupuk majemuk. Masukan tersebut berupa harga pupuk , pupuk Urea, SP36, dan KCl. Sebelumnya sudah diberikan suatu nilai (default) yang dapat diubah

42 oleh pengguna. Perhitungan dapat dilakukan dengan menekan tombol Proses. Keluaran yang dihasilkan berupa unit biaya dalam Rp/ha dan rekomendasi pupuk yang sebaiknya digunakan berdasarkan biaya yang terendah (pupuk tunggal atau pupuk majemuk). Program dapat dilanjutkan ke halaman berikutnya dengan menekan tombol Lanjut. Tampilan form4 (biaya pupuk.frm) dapat dilihat pada Gambar 13. Gambar 13. Tampilan form4 (biaya pupuk.frm) Form5 (usahatani.frm) berisi informasi mengenai Analisis Usahatani. Data-data yang diperlukan sebagai masukan adalah data biaya persemaian, penyiapan lahan, tanam, penyiangan, obat-obatan, irigasi, panen, perontokan, pembersihan, pengeringan, biaya lainnya dan biaya pupuk. Biaya pupuk didapatkan dari perhitungan pada form4. Biaya-biaya tersebut diperlukan dalam perhitungan total pengeluaran petani dalam satu kali panen. Selanjutnya pengguna juga harus memasukkan data harga jual gabah dan target hasil. Target hasil didapat dari masukan oleh pengguna pada form3. Harga jual gabah dan target hasil digunakan untuk perhitungan keuntungan yang diperoleh petani dalam satu kali panen. Sebelumnya biaya-biaya tersebut sudah diberikan (berupa default) dan dapat diubah oleh pengguna. Pengguna juga dapat melihat grafik yang memprediksi biaya yang dikeluarkan dan keuntungan yang didapatkan dengan menekan tombol

43 Lihat Grafik. Biaya dan keuntungan yang diperhitungkan diprediksi dari (target 2) ton GKG/ha atau ton GKP/ha (tergantung satuan yang digunakan) sampai potensi yang mungkin dihasilkan. Apabila pengguna sudah selesai menggunakan sistem ini, maka pengguna dapat menekan tombol Keluar untuk keluar dari sistem pakar ini. Tampilan form5 (usahatani.frm) dapat dilihat pada Gambar 14 dan tampilan grafik dapat dilihat pada Gambar 15. Gambar 14. Tampilan form5 (usahatani.frm)