i. pendahuluan - IPB Repository

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
alat
bantu
pengambilan keputusan yang diharapkan dapat membantu otoritas lokal untuk
mengevaluasi dan menilai tingkat risiko pengambilan keputusan tertentu pada
musim tanam tertentu berdasarkan prakiraan iklim yang diberikan.
Dengan
demikian dapat membantu dalam mempersiapkan manajemen potensi risiko iklim
ke depan dan membantu petani untuk memperkirakan waktu tanam yang sesuai
dengan kondisi iklim, dan diharapkan dapat memperkecil potensi risiko iklim pada
musim tertentu.
1.6.
Kebaruan (Novelty)
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.
Mengintegrasikan data dan interpretasi SST Nino4, varietas, pemupukan,
Irigasi, dan penggunaan bahan organik, yang digunakan sebagai input untuk
menghasilkan opsi-opsi teknologi dan kelayakan ekonomi teknologi dalam
penyusunan kalender tanam.
1.7.
Sistematika Penulisan
Penulisan disertasi ini direncanakan terdiri atas 9 Bab. Secara khusus Bab
1 membahas tentang latar belakang penyusunan kalender tanam yang didasarkan
kepada sektoral roadmap tentang kebijakan pemerintah, perumusan masalah yang
mendasari penelitian, tujuan, keluaran, manfaat, kebaruan penelitian dan
sistematika penulisan. Bab 2 berupa tinjauan pustaka yang memaparkan sintesis
dari penelitian yang berkaitan dengan lokasi penelitian, keragaman iklim,
8
Roadmap Sektor Pertanian, ENSO dan kaitannya dengan musim hujan dan
kekeringan, fungsi utilitas, sistem inferensi fuzzy, kalender tanam, Bayesian dan
Decision Network dan mengenai model simulasi yang digunakan. Bab 3
membahas mengenai dampak keragaman iklim terhadap produksi padi, dikaitkan
dengan sistem budidaya dan teknologi adaptasi serta penggunaan simulasi
DSSAT, sebagai tool untuk menilai teknologi terpilih. Bab 4 membahas mengenai
tinjauan kelayakan ekonomi pada teknologi budidaya. Bab 5 menguraikan state of
the art pengembangan kalender tanam dinamik di Indonesia. Bab 6 menjelaskan
mengenai model fungsi risiko atau fungsi utilitas dalam bencana kekeringan
dengan menggunakan sistem inferensi fuzzy (Fuzzy Inference System) untuk
optimasi decision network dalam pengembangan kalender tanam dinamik. Bab 7
membahas mengenai pemanfaatan kalender tanam dinamik. Bab 8 menjelaskan
mengenai potensi dan kendala penerapan kalender tanam serta kebijakan terkait.
Bab 8 tersebut merupakan pembahasan menyeluruh dari bab 3 hingga bab 7.
Simpulan dan saran disajikan pada Bab 9. Keterkaitan antar Bab secara
keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 1.2 dan 1.3.
9
Data Seri
Iklim
Data Sifat
Genetis
Data
Tanah
Teknologi
Budidaya
Data
ENSO
Data Sifat
Musim
Bab III
DSSAT
(Evaluasi dampak keragaman iklim dan
keragaman hasil tanaman)
Bab IV
Bab V
Bab VI
Bab VII
Data biayabiaya, harga,
hasil tanaman
Evaluasi Kelayakan
Ekonomi
State of the art Kalender Tanam Dinamik
Sistem Inferensi Fuzzy untuk Decision Network dalam
pengembangan Kalender Tanam Dinamik
Pemanfaatan Kalender Tanam Dinamik
Gambar 1.2. Kerangka penelitian
Data Riil
Observasi
10
Bab I.
PENDAHULUAN
Bab II.
Sintesis Permasalahan Pengelolaan Risiko Iklim untuk
Sistem Usaha Tani Berbasis Padi melalui Pemanfaatan
Kalender Tanam Dinamik
Bab III.
Keragaman Iklim dan Teknologi Budidaya yang dapat Meminimumkan
Dampak Negatif Keragaman Iklim
Bab IV.
Evaluasi Kelayakan Ekonomi Teknologi Budidaya yang dapat
Meminimumkan Dampak Negatif Keragaman Iklim
Bab V.
State of the art pengembangan kalender tanam dinamik di Indonesia untuk
pengelolaan risiko iklim
Bab VI.
Penyusunan Decision network yang dioptimasi dengan Sistem Inferensi
Fuzzy untuk penyusunan kalender tanam dinamik
Bab VII.
Evaluasi pemanfaatan model kalender tanam dinamik untuk pengelolaan
risiko iklim
Bab VIII.
Potensi dan Kendala Penerapan Kalender Tanam
dalam Mengantisipasi Kejadian Iklim Ekstrim
Bab IX.
SIMPULAN dan SARAN
Gambar 1.3. Keterkaitan antar bab penelitian