Development of Mobile Applications for Early Detection of Pests and Diseases
In Palawija Plants
Sukmawati Nur Endah1, Eko Adi Sarwoko2, Priyo Sidik Sasongko3, Sutikno4
1,2,3,4Departemen Ilmu Komputer, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Diponegoro,
Jl. Prof. Soedarto, SH, Tembalang Semarang, Indonesia Telp. (024) 747 4754 , Fax. (024) 764 80 690
E-mail: sukma_ne@yahoo.co.id
(Makalah diterima, 28 Oktober 2018 – Disetujui, 03 Juni 2019)
ABSTRAK
Meningkatnya jumlah penduduk di Indonesia berdampak pada kebutuhan pangan, salah satu sumber pangan selain padi adalah tanaman palawija. Tanaman palawija mempunyai peluang untuk memiliki peranan dalam mewujudkan impian Indonesia menjadi Lumbung Pangan Dunia di tahun 2045. Namun, penyakit dan serangan hama dapat menurunkan kualitas dan kuantitas hasil produk tanaman palawija. Oleh sebab itu diperlukan identifikasi dan penanganan terhadap penyakit hama pada tanaman palawija agar mutu dan kualitas produk tetap terjaga dan hasil produk melimpah. Penelitian ini mengusulkan pengembangan sebuah aplikasi mobile mengenai deteksi hama dan penyakit palawija berdasarkan gejala yang timbul dengan model pengembangan perangkat lunak waterfall. Pengujian telah dilakukan baik pengujian fungsionalitas sistem maupun usability testing terhadap aplikasi yang diberi nama Online at Sawah (OAS). Tanaman palawija yang diujikan dalam penelitian ini adalah tanaman jagung dan kedelai. Pengujian aplikasi OAS telah diuji oleh beberapa pengguna yang memiliki beragam latar belakang pekerjaan terkait dengan pertanian, seperti petani, penyuluh pertanian, pemilik toko obat pertanian, dan mahasiswa pertanian yang berada di wilayah Semarang dan sekitarnya. Hasil pengujian menunjukkan bahwa OAS telah memenuhi requirement yang dibutuhkan dan mempunyai hasil usability test yang baik, dengan perolehan nilai kemampuan belajar sebanyak 77.33%; kepuasan sebanyak 73%; efisiensi sebanyak 93,12%; dan efektivitas sebanyak 82,5%. Hasil penelitian ini diharapkan dapat membantu petani palawija khususnya jagung dan kedelai agar hasil panennya terjaga dan pemerintah secara tidak langsung untuk mewujudkan Indonesia sebagai Lumbung Pangan Dunia.
Kata kunci: palawija, Zea mays L., Glycine max (L.) Merr., deteksi penyakit dan hama, aplikasi mobile
ABSTRACT
The increasing number of population in Indonesia has an impact on food needs, Palawija is another source food than rice. Palawija have the opportunity to have a role in realizing the dream of Indonesia to become Lumbung Pangan Dunia in 2045. However, diseases and pest attacks can reduce the quality and quantity of Palawija production. So, identification and handling of pest diseases on Palawija are needed, then the quality and quality of the product is continuously maintained to have abundant product. This research proposes the development of a mobile application regarding the detection of Palawija’s pests and diseases based on the symptoms that arise with the waterfall software development model. Tests have been carried out both system functionality testing and usability testing of applications named Online at Sawat (OAS). The Palawija crops tested in this research were corn and soybean. OAS application testing has been tested by several users who have various occupational backgrounds related to agriculture, such as farmers, agricultural extension workers, agricultural drug store owners, and agricultural students in the Semarang and surrounding areas. The test results show that the OAS has met the required requirements and has a good usability test resul, with the acquisition of effectiveness as much as 82.5%; efficiency of 93.12%; learning ability as much as 77.33%; and satisfaction as much as 73%. The results of this study are expected to help Palawija farmers, especially corn and soybeans, so that their crops are maintained and the government indirectly to realize Indonesia as Lumbung Pangan Dunia.
PENDAHULUAN
Kebutuhan pangan di Indonesia semakin meningkat sejalan dengan bertambahnya jumlah penduduk, dilansir pada laman Kementrian Pertanian RI penduduk Indonesia pada tahun 2017 yang berjumlah 262 juta jiwa (Biro Humas dan Informasi Publik, 2017). Kebutuhan tersebut didukung dengan adanya beberapa varietas bahan pangan, yaitu padi, palawija, dan hortikultura (meliputi sayuran dan buah-buahan). Sampai saat ini diketahui bahwa sumber utama pangan bagi masyarakat Indonesia adalah padi (beras), yaitu rata-rata kosumsi perkapita/ tahun sebesar 114,6kg/kapita/tahun (Biro Humas dan Informasi Publik, 2017). Namun, bahan pangan palawija pun turut serta berperan dalam pemenuhan akan kebutuhan pangan, dengan kontribusi produksi sekitar 60% dari total nilai produksi padi (Badan Pusat Statistik, 2015). Sejalan dengan gerakan swasembada pangan pemerintah, tanaman palawija merupakan bagian dari konsentrasi Indonesia menuju Lumbung Pangan Dunia 2045. Jagung dan kedelai merupakan fokus utama dari tanaman palawija yang menjadi bagian dari tahapan sukses menuju Lumbung Pangan Dunia (Kementerian Pertanian, 2017).
Komoditas tanaman jagung (Zea mays L.) memberikan peningkatan produksi pangan, yaitu pada tahun 2014 sebesar 19 juta ton dan meningkat di tahun 2016 menjadi 23.2 juta ton (Kementerian Pertanian, 2017). Produksi yang semakin meningkat merupakan wujud dari impian Indonesia yakni dapat memenuhi kebutuhan sendiri tanpa melakukan impor serta diharapkan dapat menjadi pemasok komoditas tanaman jagung bagi negara lain. Sedangkan untuk komoditas tanaman kedelai (Glycine
max (L.) Merr.) terjadi penurunan produksi pangan, yaitu
pada tahun 2014 sebesar 0.96 juta ton dan menurun di tahun 2016 menjadi 0.89 juta ton (Kementerian Pertanian, 2017). Hasil produksi kedelai yang belum sesuai target disebabkan karena beberapa hal seperti pergantian musim/iklim, luas daerah penanaman, serangan hama, dan lainnya (Badan Pusat Statistik, 2017).
Berdasarkan fakta-fakta di atas, Palawija khususnya jagung dan kedelai memiliki daya tarik yang kuat bagi petani untuk menanamnya. Ditambah dengan permintaan pasar di kalangan masyarakat terhadap jagung dan kedelai yang semakin meningkat. Gagal panen terhadap tanaman tersebut dapat menyebabkan menurunnya hasil produksi, sehingga permintaan produk tidak terpenuhi. Terdapat beberapa faktor yang menyebabkan tanaman tersebut terkendala dalam masa panennya, yaitu kenaikan ongkos produksi relatif, dampak serangan hama, pembiayaan usaha, dampak perubahan iklim atau bencana alam, kesulitan mendapatkan pekerja, dan
lainnya (Badan Pusat Statistik, 2017). Penanggulangan hama berdasarkan prosentase BPS merupakan masalah urutan kedua yang dihadapi oleh rumah tangga palawija (Badan Pusat Statistik, 2017). Serangan hama dapat menurunkan kualitas dan kuantitas hasil produk, sehingga perlu adanya identifikasi dan penanganan secara dini agar mutu dan kualitas produk tetap terjaga dan hasil produk melimpah. Untuk dapat menangani pengenalan hama dan pemberian solusi yang tepat bagi tanaman palawija maka dibutuhkan sebuah perangkat lunak cerdas untuk deteksi dini penyakit dan hama pada tanaman palawija.
Seiring perkembangan teknologi perangkat lunak tersebut dapat dikemas dalam bentuk aplikasi berbasis mobile, yang menerima input berupa teks gejala kemudian menampilkan output identifikasi penyakit hama tanaman tersebut beserta solusi atau penanganannya. Penelitian terkait dengan adanya sistem untuk deteksi hama telah dilakukan baik pada tanaman padi (Honggowibowo, 2009; Wafa et al., 2015) maupun pada tanaman palawija (Dewi et al., 2013). Metode yang telah digunakanpun bervariasi seperti Support Vector Machine (Ebrahimi
et al., 2017) dan Multifractal Analysis (Li et al., 2015)
Namun dalam pembuatan sistem tersebut belum ada yang mengerjakan dengan metode Decision Tree dan berbasis mobile. Penelitian ini mengusulkan sebuah aplikasi berbasis mobile untuk mendeteksi penyakit atau hama pada tanaman palawija dengan menggunakan decision
tree. Tujuan dari penelitian ini adalah agar para petani
khususnya petani jagung dan kedelai dapat mendeteksi adanya hama dan penyakit tanaman jagung dan kedelai beserta solusi penanganannya secara cepat dan tepat sehingga kerugian gagal panen dapat diminimalisir.
MATERI DAN METODE
Penelitian ini terdiri dari dua tahapan, yaitu tahap pembuatan aplikasi dan tahap proses deteksi. Tahapan pembuatan aplikasi meliputi pengumpulan data, analisis masalah, perancangan sistem, implementasi sistem, dan pengujian. Hasil akhir proses tahapan tersebut digunakan sebagai proses dalam mengidentifikasi atau mendeteksi hama penyakit pada tanaman palawiija, khususnya jagung dan kedelai dengan masukan berupa gejala yang timbul dan keluaran berupa jenis hama atau penyakit dan solusi penanganannya. Blok proses kedua tahapan tersebut dapat ditunjukkan pada Gambar 1.
Penelitian dilakukan di Lab Sistem Cerdas dan lab Komputasi dan Grafika di Departemen Informatika, Universitas Diponegoro, Semarang, dari tahun 2018 hingga 2019. Pembuatan aplikasi ini menggunakan peralatan dan bahannya berupa perangkat keras
(komputer atau laptop) dan perangkat lunak (Software
Android Studio dengan bahasa pemrograman Java).
Berikut penjelasan detail dari tiap proses yang telah digambarkan pada Gambar 1.
Pengumpulan Data
Pengumpulan data terkait dengan gejala, hama dan penyakit pada tanaman jagung dan kedelai berdasarkan
hasil beberapa studi literatur seperti jurnal, prosiding dan web BPTP Aceh (litbang Pertanian Aceh (Dewi et
al., 2013; Surtikanti, 2011; Adriani, 2015). Pengumpulan
data dilakukan di bulan Mei dan Juni tahun 2018. Berdasarkan indikasi dari gejala, hama dan penyakit tersebut diidentifikasi pula data jenis penyakit yang menyerang baik pada tanaman jagung maupun kedelai. Tabel 1 hingga Tabel 4 menunjukkan hasil pengumpulan data yang telah didapat.
Gambar 1. Blok Proses Pembuatan Aplikasi Tabel 1. Hama dan Penyakit Tanaman Jagung
Kode Nama P1 Bulai P2 Bercak Daun P3 Karat Daun P4 Virus Kerdil P5 Busuk Pelepah P6 Busuk Batang P7 Bercak Bergaris P8 Gosong Bengkak H1 Penggerek Tongkol
H2 Penggerek Batang Jagung
H3 Ulat Grayak
H4 Lalat Bibit
H5 Ulat Tanah
Tabel 2. Gejala pada Tanaman Jagung
Kode Gejala
G1 Garis-garis kuning pada daun
G2 Garis tertutup tepung putih
G3 Daun berwarna kuning keputihputihan
G4 Daun kaku
G5 Tanaman Kerdil / Batang memendek
G6 Pembentukan tongkol terhambat
G7 Tongkol kecil-kecil
G8 Bercak-bercak bulat sampai lonjong G9 Bercak-bercak berwarna kuning pada daun G10 Tanaman Berwarna coklat muda hingga tua
G11 Tanaman kebasahan
G12 Bercak-bercak / noda-noda kecil berwarna merah karat
G13 Terdapat tepung berwarna coklat kekuning-kuningan/ kuning kecoklatan G14 Garis terputus-putus diseluruh permukaan daun
G15 Bercak berwarna kelabu / keputihan
G16 Bercak-bercak pada pelepah
G17 Bercak warna salmon
G18 Bercak meluas berwarna abu-abu atau putih G19 Tanaman patah secara tiba-tiba
G20 Warna coklat pada buku batang paling bawah G21 Batang basah, lunak, dan bercincin
G22 Berbau busuk
G23 Ditengah-tengah bercak berwarna coklat
G24 Daun berminyak
G25 Garis-garis memanjang sejajar dengan sisi daun
G26 Daun mengering / mati
G27 Tongkol mengalami pembengkakan
G28 Tongkol mengeluarkan kelenjar
G29 Kelobot rusak dan mengeluarkan kelenjar
G30 Terdapat lubang pada daun
G31 Rambut tongkol jagung terpotong/berkurang/kering G32 Ujung tongkol terdapat bekas gerekan
G33 Terdapat lubang gorokan pada batang atau pangkal tongkol G34 Batang dan pangkal tongkol mudah patah
G35 Daun tinggal tulang-tulang daun saja
Tabel 3. Hama dan Penyakit Tanaman Kedelai
Kode Nama
P1 Target Spot
P2 Rebah Kecambah, Busuk Daun, Batang, dan Polong
P3 Antraknose
P4 Hawar Batang
P5 Karat
P6 Virus Mosaik
P7 Hawar, Bercak Daun, dan Bercak Polong Ungu
P8 Pustul Bakteri P9 Downy Mildew P10 Hangus Batang H1 Ulat grayak H2 Kutu kebul H3 Penggerek polong H4 Lalat bibit H5 Penggerek pucuk H6 Penggerek batang H7 Kutu hijau H8 Kutu daun H9 Penggulung daun H10 Ulat jengkal
H11 Penggerek polong dan pucuk
H12 Ulat tanah
Tabel 4. Gejala pada Tanaman Kedelai
Kode Gejala
G1 Ada bercak kemerahan pada akar
G2 Ada bercak kemerahan pada batang
G3 Ada batang dekat akar busuk
G4 Pada batang timbul bintik bintik hitam berupa duri duri jamur
G5 Batang tanaman menjadi kering
G6 Ada bercak coklat tua pada batang bawah dekat permukaan tanah G7 Ada miselium putih pada pangkal batang
G8 Ada bercak merah karat pada bagian daun, batang dan tangkai
G9 Polongnya mengecil
G10 Polong berwarna ungu
G11 Ada Polong yang rusak
G12 Tulang daun pada batang berwarna kurang jernih G13 Bercak daun membentuk lingkaran seperti papan tembak
G14 Daun mengkerut dan mempunyai gambar mozaik berwarna hijau gelap G15 Daun yang timbul miselium dan daun lengket seperti terkena sarang laba laba G16 Daun mengering dan menempel pada batang
Hasil pengumpulan data disertai dengan bagaimana solusi untuk menangani jenis penyakit yang telah diidentifikasi baik pada tanaman jagung maupun kedelai. Adapun solusi penangan untuk hama dan penyakit tanaman jagung adalah sebagai berikut.
1. Bulai
- Penanaman jenis-jenis jagung yang tahan terhadap penyakit bulai.
- Pada permulaan musim hujan tanaman jagung tegalan ditanam agak awal secara serentak untuk suatu daerah yang luas.
- Segera mencabut tanaman yang menunjukkan gejala penyakit agar tidak menjadi sumber infeksi bagi tanaman di sekitarnya, terutama tanaman yang lebih muda.
Kode Gejala
G18 Ada bercak berwarna coklat muda atau putih pada bawah daun
G19 Bentuk bercak bervariasi dari bintik kecil sampai bintik besar berwarna kecoklatan
G20 Ada daun yang berlobang
G21 Ada tulang daun yang menebal dan warnanya kecoklatan
G22 Ada bercak berwarna putih kekuning kuningan pada permukaan bawah daun
G23 Ada daun yang kaku
G24 Tanaman layu/mati
G25 Daun tanaman hanya tersisa tulang daun
G26 Pertumbuhan tanaman terhambat
G27 Tumbuhnya cendawan jelaga pada permukaan daun G28 Banyak telur, nimpha, imago bemisia di bawah daun G29 Pengisian Polong tidak maksimal
G30 Terdapat bekas jalan masuk larva ke dalam Polong G31 Kulit polong terdapat lubang berwarna coklat tua
G32 Daun pucuk layu
G33 Terdapat bekas lubang coklat di batang
G34 Tumbuhnya cendawan jelaga pada permukaan batang G35 Kutu Hijau menempel di batang dan pucuk daun G36 Batang berwarna coklat keemasan
G37 Daun berwarna coklat keemasan
G38 Daun mengeriting
G39 Polong berwarna coklat keemasan
G40 Daun melipat
G41 Terdapat ulat di dalam daun
G42 Terdapat lubang tak beraturan pada polong
G43 Pucuk daun rusak
G44 Terdapat lubang besar pada polong
G45 Batang patah
Tabel 4. Gejala pada Tanaman Kedelai lanjutan
- Merawat benih dengan metalaksil (Ridomil 35 SD) dengan dosis 0,7 g bahan aktif per kg benih. 2. Bercak Daun (ganti)
- Penyakit ini dikendalikan dengan penanaman jenis yang tahan seperti Kalingga, Arjuna, dan Hibrida C1.
- Penanaman jagung dilakukan bila curah hujan rata-rata selama 10 hari kurang dari 55mm.
- Jika diperlukan fungisida mankozeb, meskipun mungkin usaha ini tidak akan menguntungkan. - Jamur yang terbawa oleh biji dapat dimatikan
dengan thiram dan karboxin, atau dengan perawatan udara panas selama 17 menit dengan suhu 54-55 oC.
3. Karat Daun (ganti)
- Penyakit karat daun dapat dikendalikan dengan penanaman jenis yang tahan penyakit karat daun.
- Penggunaan fungisida, namun pada umumnya tindakan ini dianggap tidak menguntungkan. Fungisida yang telah terbukti cukup efektif adalah
zineb, oksiklorida tembaga, fermat, dan dithane.
4. Virus Kerdil
- Penyakit virus kerdil khlorotik jagung dapat dikendalikan dengan pemberantasan rumput inang dengan herbisida dan pemberantasan serangga vektor dengan insektisida.
- Penyakit virus mosaik kerdil jagung dapat dikendalikan dengan memusnahkan tanaman jagung dan inang lainnya yang terinfeksi virus. 5. Busuk Pelepah
- Penyakit ini dapat dikendalikan dengan varietas tahan dan menghindari banjir atau drainase perlu ditata dengan baik.
6. Busuk Batang
- Secara umum, pengendalian penyakit busuk batang pada jagung disarankan secara terpadu dengan menanam varietas tahan
- Pergiliran tanaman yang tidak termasuk inang dan pemupukan berimbang
- Menghindari pemberian pupuk N dengan takaran tinggi dan pupuk K dengan takaran rendah
- Populasi tanaman rendah
- Drainase baik dan pemberian air juga baik 7. Bercak Bergaris
- Pengendalian penyakit ini dapat dikendalikan dengan varietas tahan, eradikasi tanaman yang terjangkit, dan membersihkan tanaman inang. 8. Gosong Bengkak
- Beberapa komponen pengendalian penyakit gosong yang dapat digunakan adalah varietas tahan, pestisida, rotasi tanaman, dan perlakuan benih. - Dianjurkan untuk membakar atau memendam
tanaman yang sakit, agar tidak menjadi sumber infeksi untuk tanaman sekitarnya yang lebih muda. 9. Penggerek Tongkol
- Kultur teknis/pola tanam dengan pengolahan tanah yang baik akan merusak pupa yang terbentuk dalam tanah dan dapat mengurangi populasi hama berikutnya.
- Pengendalian kimiawi dengan insektisida berbahan aktif lamda sihalotrin, sipermetrin, dan BPMC. Untuk mengendalikan larva ini pada jagung, penyemprotan insektisida dilakukan setelah terbentuknya rambut jagung pada tongkol hingga rambut jagung berwarna coklat.
10. Penggerek batang jagung
- Waktu tanam yang tepat (awal musim hujan dan paling lambat 4 minggu sejak mulai musim hujan). - Penggunaan varietas tahan.
- Pengolahan tanah yang baik. - Sanitasi sisa-sisa tanaman jagung.
- Pemangkasan sebagian bunga jantan.
- Pengendalian kimiawi dengan insektisida berbahan aktif lamda sihalotrin, klorpirifos, dan sipermetrin. 11. Ulat Grayak
- Pengolahan tanah yang baik.
- Pembakaran sisa tanaman/gulma yang terkena penyakit.
- Mengumpulkan larva/pupa dan bagian tanaman yang terserang dan memusnahkannya.
- Penggunaan perangkap feromonoid seks untuk ngengat sebanyak 40 buah per hektar atau 2 buah per 500m2 dipasang di tengah pertanaman sejak
tanaman berumur 2 minggu.
- Pengendalian dengan insektisida berbahan aktif sipermetrin, klorfluazuron, klorprifos, lamda sihalotrin, dan karbaril.
12. Lalat Bibit
- Mengubah waktu tanam.
- Pergiliran tanaman dengan tanaman bukan padi dan jagung.
- Tanam serempak. - Penggunaan mulsa. - Penggunaan varietas tahan.
- Pengendalian dengan insektisida berbahan aktif alfa sipermetrin, BPMC, deltametrin, dimehipo, fenitrotion, fenpropatrin, imidakloprid, karbosulfan, klorpirifos dan tiametoksam.
13. Ulat Tanah
- Perawatan benih dengan cara benih direndam
Thiamethoxam (merek Cruiser) sebelum benih
ditanam.
- Pengolahan tanah yang baik.
- Pemberian air sebelum tanam untuk membunuh pupa dalam tanah.
- Penanaman serentak.
- Pembakaran sisa tanaman yang terkena penyakit. - Pengendalian kimiawi dengan insektisida
berbahan aktif khlorantraniliprol dan prevanthon. 14. Wereng Jagung
- Mengatur waktu tanam - Penggunaan varietas tahan - Tanam serentak
- Pengendalian kimiawi dengan insektisida berbahan aktif tiametoksam.
Sedangkan solusi penanganan untuk hama dan penyakit tanaman kedelai adalah sebagai berikut.
1. Target Spot (Bercak Daun Cercospora/Bercak Sasaran) - Pada umumnya penyakit dianggap kurang
merugikan, sehingga tidak dilakukan pengendalian secara khusus terhadapnya. Pengendalian penyakit karat kedelai (phakopsora oachyrhizi) dengan fungisida akan mengurangi bercak daun
- Benih yang sakit jangan ditanam
2. Rebah Kecambah, Busuk Daun, Batang, dan Polong (Semai/Hawar Daun/ Hawar Bakteri )
- Penyakit kurang merugikan sehingga tidak perlu dikendalikan secara khusus.
- Mengurangi kelembapan tanah - Menanam biji yang sehat - Pergiliran tanaman
- Jangan mengerjakan tanaman pada waktu daun-daun masih basah
- Merawat biji dengan pestisida
- Menimbun dengan sempurna sisa-sisa tanaman setelah panen
- Jika dirasa perlu tanaman disemprot dengan pestisida
3. Antraknosa
- Hanya menanam benih yang sehat. Jika tidak, mungkin lebih kurang 20% dari semai akan mati. - Menanam dengan jarak tanam yang lebih besar,
khususnya untuk tanaman musim hujan
- Karena C. Truncatum juga dapat mempertahankan diri dalam sisa-sisa tanaman sakit di dalam tanah, lahan jangan terus menerus ditanami dengan kedelai
- Sebelum menanam kedelai, sedapat mungkin tanaman kacang-kacangan lain yang dapat menjadi sumber infeksi dibersihkan dari lahan yang bersangkutan
- Jika dirasa perlu tanaman dapat disemprot dengan fungisida pada saat berbunga sampai pengisian polong untuk mengurangi infeksi pada benih. Untuk keperluan ini dapat dipakai benomil (benlate) atau fentin hidroksida (duter)
- Banyak jazad renik yang dapat bertindak sebagai antagonis terhadap c. Truncatum, yang dapat dimanfaatkan dalam usaha pengendalian biologi. Namun hal ini masih perlu diteliti lebih lanjut. 4. Hawar Batang
- Pada umumnya tidak diperlukan upaya yang khusus untuk mengendalikan penyakit ini. Jika diperlukan, penyakit dapat dikurangi dengan penggarapan tanah yang lebih baik, perbaikan drainase, dan penanaman dengan jarak tanam yang lebih besar.
5. Karat
- Penanaman jenis yang cukup tahan, antara lain Petek, Mojosari, No. 29, No, 986, Orba, Galunggung, Guntur, dan Lakon.
- Menanam kedelai secara semepak pad awal musim kemarau atau awal musim hujan dengan curah hujan maksimum 50 mm per 10 hari. - Pergiliran tanaman dengan tanaman yang tidak
dapat menjadi tanaman inang.
- Menghindari penanaman kedelai berdekatan
dengan tumbuhan inang lain yang dapat menjadi P. Pachyrhizi
- Penyemprotan dengan fungisida. Untuk keperluan ini dapat dipakai beberapa macam fungisida diantaranya mankozeb (dithane m-45), klorotalonil (daconil), tiofanat (topsin m), triadimefon (bayleton), benoil (benlate) dan oksiklorida tembaga (vitigran blue).
6. Virus Mosaik
- Menanam benih yang bebas virus
- Segera mencabut dan membinasakan tanaman kedelai yang terinfeksi
- Menanam varietas kedelai yang tahan terhadap infeksi virus
- Jika perlu menggunakan insektisida untuk mengendalikan kutu daun yang menjadi vektor virus
- Membasmi tumbuhan inang virus mosaik kedelai 7. Hawar, Bercak Daun, dan Bercak Polong Ungu
(Bercak Ungu pada Biji)
- Menanam benih yang tidak terinfeksi. Perawatan biji dengan thiram atau thiram ditambah dengan benomyl dapat mengurangi penyakit.
- Jika dirasa perlu tanaman disemprot dengan benomyl beberapa minggu setelah penanaman. Penyakit juga dapat dikendalikan dengan penyemprotan zineb atau tembaga pada saat tanaman berbunga.
8. Pustul Bakteri (Bisul Bakteri) - Menanam jenis yang tahan - Pergiliran tanaman
- Hanya menanam biji yang tidak terinfeksi - Tidak mengerjakan tanaman pada waktu
daun-daun masih basah
- Menimbun dengan sempurna sisa-sisa tanaman setelah panen
9. Downy Mildew (Bulai)
- Penanaman jenis-jenis kedelai yang tahan terhadap penyakit bulai.
- Segera mencabut tanaman yang menunjukkan gejala penyakit agar tidak menjadi sumber infeksi bagi tanaman di sekitarnya, terutama tanaman yang lebih muda.
10. Hangus Batang (Hawar Batang/Layu Sklerotium) - Pada umumnya tidak diperlukan upaya yang
khusus untuk mengendalikan penyakit ini. Jika diperlukan, penyakit dapat dikurangi dengan penggarapan tanah yang lebih baik, perbaikan drainase, dan penanaman dengan jarak tanam yang lebih besar.
11. Ulat Grayak
- Pengolahan tanah yang baik.
- Pembakaran sisa tanaman/gulma yang terkena penyakit.
- Mengumpulkan larva/pupa dan bagian tanaman yang terserang dan memusnahkannya.
- Penggunaan perangkap feromonoid seks untuk ngengat sebanyak 40 buah per hektar atau 2 buah per 500m2 dipasang di tengah pertanaman sejak
tanaman berumur 2 minggu.
- Pengendalian dengan insektisida berbahan aktif
sipermetrin, klorfluazuron, klorprifos, lamda sihalotrin, dan karbaril.
12. Kutu Kebul
- Penggunaan varietas tahan.
- Pelestarian musuh alami (parasit, predator, dan patogen serangga).
- Tindakan penyiangan gulma, pengairan atau perbaikan pola tanam dapat membantu mengurangi populasi dan perkembangan hama.
- Penggunaan pestisida nabati atau kimiawi secara selektif untuk mengembalikan populasi hama pada asas keseimbangannya. Insektisida yang telah digunakan untuk mengendalikan kutu kebul seperti Acetamiprid, Buprofezin, dan Diafenthiuron. 13. Penggerek Polong
- Tanam serempak. - Pergiliran tanaman.
- Semprot dengan insektisida (klorfluazuron, betasiflutrin, sipermetrin, alfametrin, carbosulfan, sihalotrin, sipermetrin)
14. Lalat Bibit
- Mengubah waktu tanam. - Pergiliran tanaman. - Tanam serempak.
- Penggunaan mulsa (jerami). - Penggunaan varietas tahan.
- Pengendalian dengan insektisida berbahan aktif alfa sipermetrin, BPMC, deltametrin, dimehipo, fenitrotion, fenpropatrin, imidakloprid, karbosulfan, klorpirifos dan tiametoksam.
15. Penggerek Pucuk - Tanaman serentak.
- Sanitasi tanaman terserang.
- Pergiliran tanaman dengan bukan kacang-kacangan.
- Menutup lubang-lubang tunggal dengan jerami (mulsa).
- Pengendalian dengan insektisida apabila ditemukan intensitas serangan lebih besar.
16. Penggerek Batang
- Waktu tanam yang tepat (awal musim hujan dan paling lambat 4 minggu sejak mulai musim hujan). - Penggunaan varietas tahan.
- Pengolahan tanah yang baik. - Sanitasi sisa-sisa tanaman kedelai.
- Pengendalian kimiawi dengan insektisida berbahan aktif lamda sihalotrin, klorpirifos, dan sipermetrin. 17. Kutu Hijau - Pergiliran tanaman - Tanaman serentak - Pengendalian insektisida 18. Kutu Daun - Tanaman serempak
- Pengolahan tanah yang baik untuk mematikan hama yang berada dalam tanah
- Pengendalian dengan insektisida 19. Penggulung Daun
- Tanaman serempak
- Pengolahan tanah yang baik untuk mematikan hama yang berada dalam tanah
- Pengendalian dengan insektisida 20. Ulat Jengkal
- Tanaman serempak
- Pengolahan tanah yang baik untuk mematikan hama yang berada dalam tanah
- Pengendalian dengan insektisida 21. Penggerek Polong dan Pucuk
- Tanam serempak.
- Semprot dengan insektisida (klorfluazuron, betasiflutrin, sipermetrin, alfametrin, carbosulfan, sihalotrin, sipermetrin)
- Sanitasi tanaman terserang.
- Pergiliran tanaman dengan bukan kacang-kacangan.
- Menutup lubang-lubang tunggal dengan jerami (mulsa).
22. Ulat Tanah
- Perawatan benih dengan cara benih direndam Thiamethoxam (merek Cruiser) sebelum benih ditanam.
- Pengolahan tanah yang baik.
- Pemberian air sebelum tanam untuk membunuh pupa dalam tanah.
- Penanaman serentak.
- Pembakaran sisa tanaman yang terkena penyakit. - Pengendalian kimiawi dengan insektisida
berbahan aktif khlorantraniliprol dan prevanthon.
Analisis Masalah
Berdasarkan hasil data yang dikumpulkan pada tahap sebelumnya, kemudian dilakukan analisis mengenai bagaimana mengidentifikasi hama dan penyakit yang menyerang tanaman palawija, khususnya tanaman jagung dan kedelai berdasarkan indikasi gejala yang timbul. Metode yang digunakan adalah decision tree
atau pohon keputusan, untuk menentukan penyakit dan hama pada tanaman jagung dan kedelai berdasarkan gejala yang timbul pada tanaman tersebut. Hasil analisa
dinyatakan pada tabel decision tree (Tabel 5 dan Tabel 6), sedangkan bagan pohon keputusan ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3.
Tabel 5. Decision Tree Tanaman Jagung
Kode Decision Node Yes No
1 G1 P4 H6 2 G2 P1 G1 3 G3 H4 G31 4 G5 G2 G9 5 G8 P2 P7 6 G9 G8 G22 7 G12 P3 G27 8 G16 P5 P6 9 G22 G16 G12 10 G27 P8 G36 11 G30 G3 G5 12 G31 H1 G33 13 G33 H2 H3 14 G36 H5 ND
Tabel 6. Decision Tree Tanaman Kedelai
ID_Decision Node Yes No
1 G1 P1 G4 2 G3 P10 G45 3 G4 P3 G5 4 G5 P2 G6 5 G6 P4 G8 6 G8 P5 G9 7 G9 P6 G10 8 G10 P7 G18 9 G11 H1 G27 10 G18 P8 G22 11 G22 P9 G30 12 G24 G3 G25 13 G25 H10 G29 14 G26 G11 G24 15 G27 H2 G32 16 G29 H7 G1 17 G30 H3 G36 18 G32 H5 H6 19 G36 H8 G40 20 G40 H9 G43 21 G43 H11 ND 22 G45 H12 H4
Gambar 2. Bagan Pohon Keputusan Tanaman Jagung
Perancangan Sistem
Sistem yang akan dibangun berupa aplikasi yang dinamakan Online At Sawah (OAS). Adapun perancangan Sistem untuk OAS meliputi Analisa Kebutuhan, Pemodelan Fungsional dan Pemodelan Data. Berikut penjelasan masing-masing proses.
Analisa kebutuhan
Spesifikasi kebutuhan fungsional Software Requirements Specification (SRS) pada pengembangan
aplikasi ini ditunjukkan pada Tabel 7.
Pemodelan Fungsional
Pemodelan fungsional pada suatu sistem dapat
dimodelkan dengan menggunakan DCD (Data
Context Diagram) dan DFD (Data Flow Diagram).
DCD menggambarkan interaksi antar entitas dengan sistem, interaksi dapat berupa aliran data input-output. Sedangkan, pemodelan DFD merupakan decomposition yaitu memecah sistem menjadi sub-sub proses sistem. Model proses pada penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 4 dan 5.
Pemodelan Data
Pemodelan data yang dilakukan menggunakan Entity
Relationship Diagram (ERD), memodelkan relasi atau
hubungan antar data yang digunakan pada rancangan sistem. Hasil pemodelan data untuk aplikasi OAS ditunjukkan pada Gambar 6 dan 7.
Tabel 7. SRS Fungsional
SRS ID Deskripsi
SRS-OAS-F-01 Mengidentifikasi gejala pada tanaman jagung SRS-OAS-F-02 Mengidentifikasi gejala pada tanaman kedelai
SRS-OAS-F-03 Menampilkan hama penyakit tanaman jagung sesuai dengan indikasi gejala yang muncul SRS-OAS-F-04 Menampilkan hama penyakit tanaman jagung sesuai dengan indikasi gejala yang muncul SRS-OAS-F-05 Menampilkan solusi penanganan berdasarkan hama penyakit tanaman jagung yang teridentifikasi SRS-OAS-F-06 Menampilkan solusi penanganan berdasarkan hama penyakit tanaman kedelai yang teridentifikasi
Gambar 4. Data Context Diagram OAS
Implementasi Sistem
Implementasi dalam hal ini merupakan pembuatan program Aplikasi OAS berdasarkan perancangan sistem yang telah dibuat sebelumnya. Pembuatan aplikasi ini menggunakan perangkat lunak Android Studio dengan bahasa pemrograman Java.
Pengujian
Pengujian dilakukan ntuk mengevaluasi aplikasi yang
telah dikembangkan, sehingga dapat diketahui apakah aplikasi yang dikembangkan sesuai dengan kebutuhan pengguna, dapat membantu kegiatan pengguna atau tidak berguna. Pada penelitian ini melakukan dua pengujian yaitu pengujian fungsional dan pengujian usability sistem. Pengujian fungsionalitas digunakan untuk menguji apakah fungsi yang ada dalam aplikasi sudah sesuai dengan SRS yang direncanakan, sedangkan pengujian
usability dilakukan untuk mengetahui informasi apakah
antar muka yang ada dalam aplikasi memudahkan pengguna dalam menjalankannya (Kaikkonen, 2005) Gambar 6. ERD Jagung OAS
Pengujian fungsional diuji dengan menggunakan metode Blackbox. Adapun rencana pengujian adalah seperti dalam Tabel 8 berikut ini.
Dalam pengujian usability sistem akan mengukur aspek Learnability, Satisfication, Efficiency, dan
Effectiveness. Untuk kriteria pengukuran Learnability
dan Satisfication diukur dengan menggunakan kuisioner
yang dibagikan kepada responden, sedangkan untuk
Efficiency serta Effectiveness diukur dengan memberikan
tugas kepada responden dalam menggunakan aplikasi. Kuisioner dan tugas yang diberikan pada pengujian
Usability ditunjukkan pada Tabel 9 dan 10.
Input Gejala
Tabel 8. Rencana Pengujian Fungsional
No Fungsional Pengujian Jenis Pengujian
1 SRS-OAS-F-01 Mengidentifikasi gejala pada tanaman jagung Black box
2 SRS-OAS-F-02 Mengidentifikasi gejala pada tanaman kedelai Black box
3 SRS-OAS-F-03 Menampilkan hama dan penyakit tanaman jagung sesuai
dengan indikasi gejala yang muncul Black box 4 SRS-OAS-F-04 Menampilkan hama dan penyakit tanaman jagung sesuai
dengan indikasi gejala yang muncul Black box 5 SRS-OAS-F-05 Menampilkan solusi penanganan berdasarkan hama
pen-yakit tanaman jagung yang teridentifikasi Black box 6 SRS-OAS-F-06 Menampilkan solusi penanganan berdasarkan hama
pen-yakit tanaman kedelai yang teridentifikasi Black box
Tabel 9. Kuisioner Pengujian Usability
No Pertanyaan
Learnability
1 Menurut saya, decision tree cocok untuk mencari solusi dalam menangani penyakit atau hama jagung berdasarkan gejala yang dialami
2 Menurut saya, pertanyaan mudah dimengerti
3 Menurut saya, menu yang ada pada aplikasi sangat membantu 4 Menurut saya, tombol yang ada pada aplikasi mudah digunakan
5 Tampilan aplikasi ini memudahkan saya untuk melihat hasil penyakit atau hama yang dialami oleh jagung 6 Dengan mengetahui gejala yang dialami oleh jagung, saya lebih mudah untuk memahami solusi yang perlu
dilakukan
Satisfaction
7 Menurut saya, tampilan antarmuka sudah bagus
8 Menurut saya, gambar-gambar yang tampil mudah untuk dilihat
Tabel 10. Daftar Tugas
No Tugas
1 Melihat petunjuk penggunaan pada tombol bantuan 2 Membuka node “jagung”
3 Membuka node gejala
4 Mengisi salah satu button jawaban (ya atau tidak)
5 Memasukkan gejala-gejala pada jagung untuk mendeteksi penyakit atau hama
6 Memasukkan gejala-gejala lain pada jagung untuk mendeteksi penyakit atau hama lain 7 Menggeser gambar tanaman di bagian atas pertanyaan
8 Menggeser gambar penyakit atau hama di bagian atas hasil 9 Menggunakan fitur mundur ke pertanyaan sebelumnya 10 Menggunakan fitur lanjut ke pertanyaan selanjutnya 11 Menggunakan fitur kembali ke menu utama 12 Melihat semua hasil solusi
Input gejala merupakan masukan dalam proses deteksi berupa gejala-gejala yang timbul dalam tanaman jagung ataupun tanaman kedelai.
Proses Pengambilan Keputusan
Proses pengambilan keputusan didasarkan pada
Decision Tree yang sudah dibuat sebelumnya. Dengan
gejala-gejala yang dimasukkan oleh pengguna aplikasi, penelusuran dilakukan hingga menemukan hama atau penyakit dalam tanaman jagung dan kedelai.
Hasil Deteksi
Hasil deteksi berupa hama dan penyakit pada tanaman jagung atau tanaman kedelai beserta solusi penanganan untuk menanggulangi hama dan penyakit tanaman tersebut.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Implementasi Sistem
Hasil penelitian ini berupa Mobile Application yang dinamakan OAS yang fungsinya dapat mendeteksi hama dan penyakit pada tanaman jagung dan kedelai. Adapun tampilan antar muka aplikasi ini dapat dijelaskan pada sub bab berikut ini.
Tampilan Halaman Awal
Halaman awal aplikasi OAS adalah tampilan menu pilihan varietas tanaman palawija yang akan dideteksi. Terdiri dari dua menu, yaitu menu Tanaman Jagung dan Tanaman Kedelai seperti terlihat pada Gambar 8.
Tampilan Halaman Deteksi
Pada halaman deteksi terdapat button menu Gejala yang akan menampilkan gejala-gejala yang timbul dalam tanaman jagung ataupun kedelai seperti pada Gambar 9.
Gambar 8. Halaman Awal Aplikasi OAS
Tampilan Halaman Pertanyaan Gejala
Pada halaman pertanyaan gejala yang akan muncul adalah pertanyaan-pertanyaan terkait gejala apa yang timbul pada tanaman palawija untuk mendeteksi apa sebenarnya hama atau penyakit yang menyerang tanaman tersebut. Banyaknya pertanyaan disesuaikan dengan kecocokan knowledgebase yang telah dibuat untuk masing-masing tanaman dan jenis hama serta penyakit palawija. Tampilan Halaman Pertanyaan Gejala dapat dilihat pada Gambar 10.
Tampilan Halaman Hasil Diagnosa
Pada halaman hasil diagnosa menampilkan identifikasi hama atau penyakit yang terjangkit pada tanaman palawija sesuai dengan kecocokan hasil berdasarkan
knowledgebase dengan masukan gejala oleh pengguna.
Selain teridentifikasinya hama dan penyakit yang terjangkit, informasi berupa solusi atau penanganannya pun juga didapatkan, informasi ini dapat membantu petani dalam memberikan penanganan yang sesuai terhadap hama dan penyakit yang sedang dihadapi. Tampilan Halaman Hasil Diagnosa dapat dilihat pada Gambar 11.
Hasil Pengujian Fungsional Sistem
Pengujian telah dilakukan berdasarkan rencana pengujian pada Tabel 8 dengan pengguna seorang penyuluh pertanian, yaitu Bapak Sugiarto. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semua butir uji yang ada dapat diterima.
Hasil Pengujian Usability Sistem
Pada pengujian usability dilakukan oleh beberapa calon pengguna atau disebut dengan responden dari beragam latar belakang pekerjaan terkait dengan pertanian, yaitu petani, penyuluh pertanian, pemilik toko obat pertanian, dan mahasiswa pertanian. Responden yang dilibatkan dalam pengujian ini adalah sebanyak 10 orang. Hasil pengujian ini didapatkan nilai sebagai berikut :
1. Learnability = 77,3%
Nilai ini didapatkan dari rata-rata nilai 6 (enam) jawaban atas pertanyaan yang diajukan di kuisioner tentang
Learnability, yang dikerjakan oleh 10 responden.
2. Satisfication = 73%
Nilai ini didapatkan dari rata-rata nilai 2 (dua) jawaban
Gambar 10. Halaman Pertanyaan Gejala
atas pertanyaan tentang Satisfication, yang dikerjakan oleh 10 responden
3. Efficiency = 93,12%
Nilai ini didapatkan dari prosentasi dari jumlah waktu yang mampu diselesaikan responden terhadap waktu keseluruhan yang dikerjakan oleh seluruh responden 4. Effectiveness = 82,5%
Nilai ini didapatkan dari prosentase jumlah tugas yang mampu dikerjakan oleh 10 responden dari 12 tugas yang diberikan.
Detail dari perhitungan ini dapat dilihat pada paper Gabe et al. (2018).
Pembahasan
Aplikasi OAS telah berhasil diimplementasikan. Semua butir uji dalam pengujian fungsionalitas sistem dapat diterima, hal ini menunjukkan bahwa semua fungsi dari sistem (dalam hal ini aplikasi OAS) telah berjalan dengan baik dan sesuai dengan SRS yang telah di rancang sebelumnya. Untuk pengujian usability, semua aspek yang diukur mempunyai nilai di atas 70%, yang mengindikasikan bahwa aplikasi OAS mampu dijalankan oleh pengguna khususnya pengguna yang berkecimpung di dunia pertanian. Learnability merupakan kemampuan untuk belajar dari sistem,
satisfication menunjukkan kepuasan pengguna terhadap
tampilan antar muka aplikasi, efficiency menunjukkan seberapa cepat user mampu menjalankan aplikasi ini dan
effectiveness menunjukkan kemampuan pengguna dalam
mengoperasikan aplikasi OAS.
KESIMPULAN
Pengembangan aplikasi untuk mendeteksi hama atau penyakit pada tanaman jagung serta kedelai berdasarkan gejala yang diberikan oleh pengguna (aplikasi mobile
Online at Sawah – OAS), berhasil dilakukan dan dapat
memberikan solusi tentang bagaimana memperlakukan tanaman tersebut berdasarkan hama atau penyakit yang terdeteksi. Penerimaan aplikasi ini di lingkup pertanian sudah baik dan dapat diterima, hal ini didasarkan pada pengujian fungsionalitas dan pengujian usability yang telah dilakukan kepada responden di bidang pertanian. Hasil pengujian fungsionalitas menunjukkan bahwa aplikasi dapat diterima dan memenuhi semua kebutuhan fungsional yang telah disepakati sebelumnya, kemudian hasil pengujian usability adalah perolehan nilai pada aspek usability, yaitu kemampuan belajar sebanyak 77.33%; kepuasan sebanyak 73%; efisiensi sebanyak 93,12%; efektivitas yang baik sebanyak 82,5%. Penelitian ini dapat dikembangkan lebih lanjut dengan memberikan fitur tambahan pada input data berupa citra sehingga
memudahkan petani tanpa harus memberikan deskripsi gejala-gejalanya. Dengan demikian sistem akan melihat citra hasil capture kondisi tanaman jagung ataupun kedelai untuk dapat mendeteksi hama dan penyakitnya.
UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih disampaikan kepada LPPM Universitas Diponegoro yang telah memfasilitasi dana penelitian ini melalui Dana Selain APBN LPPM RKAT tahun 2018.
DAFTAR PUSTAKA
Adriani, A. 2015. Identifikasi Hama Utama Kedelai dan Cara Pengendaliannya. [Internet]. [Diakses pada tanggal 1 Maret 2018]. Tersedia dari: http://nad. litbang.pertanian.go.id/ind/index.php/info-teknologi. [BPS] Badan Pusat Statistik. 2015. Produksi Tanaman
Pangan 2015. [Internet]. [Diakses pada tanggal 1 Maret 2018]. Tersedia dari: https://www.bps.go.id/ site/ resultTab,
[BPS] Badan Pusat Statistik. 2017. Hasil Survei Struktur Ongkos Usaha Tanaman Palawija 2017. [Internet]. [Diakses pada tanggal 1 Maret 2018]. Tersedia dari: https://www.bps.go.id/publication/2017/12/26.
Biro Humas dan Informasi Publik. 2017. Data Kementan Selaras dengan Data BPS. [Internet]. [Diakses pada tanggal 1 Maret 2018]. Tersedia dari:http://www.pertanian.go.id/ap_posts/ detil/1181/2017/09/28/09/30/05.
Dewi P. P., Bahtiar, N. dan Wibawa, H.A. 2013. Aplikasi Pendiagnosis Hama dan Penyakit Tanaman Palawija Menggunakan Metode Inferensi Forward Chaining Berbasis Web. JOINT 2 (1) : 84- 94.
Ebrahimi, M.A., Khoshtaghaza, M.H., Minaee, S. and Jamshidi, B. 2017. Vision-based pest detection based on SVM classification method. Computers and Electronics in Agriculture 137 (1) : 52-58.
Honggowibowo, A. S. 2009. Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Tanaman Padi Berbasis Web dengan Forward Chaining dan Backward Chaining. Telkomnika 7 (3) : 187-194.
Li, Y., Xia, C., and Lee, J. 2015. Detection of small - sized insect pest in greenhouse based on multifractal analysis, Optik – Internasional Journal for Light and Electron Optics 126 (19) : 2138-2143, DOI:10.1016/j. ijleo. 2015.05.096
Kaikkonen, A., T. Kallio, A. Kekalainen, A. Kankainen, and M. Cankar. 2005. Usability testing of mobile applications: a comparison between laboratory and field testing. Journal of Usability Studies 1(1) : 4-16.
Kementerian Pertanian. 2017. Kedaulatan Pangan Nasional. [Internet]. [Diakses pada tanggal 1 Maret 2018]. Tersedia dari: http://www.kemendag.go.id / files/pdf/ 2017/02/22/.
Surtikanti. 2016. Hama dan Penyakit Penting Tanaman Jagung dan Pengendaliannya. [Internet]. [Diakses pada tanggal 1 Maret 2018]. Tersedia dari: h http:// balitsereal.litbang.pertanian.go.id/wp-content/ uploads/2016/12/18hpros11.pdf.
Wafa, A.B.S dan Rahayu, Y. 2015. Sistem Pakar untuk Mendiagnosis Hama dan Penyakit pada Tanaman Padi dengan Metode Bayesian. [Internet]. [Diakses pada tanggal 1 Maret 2018]. Tersedia dari: http:// eprints.dinus.ac.id/16846/1/jurnal_15909.pdf,.
