PENGEMBANGAN EKONOMI SOSIAL DALAM SEKTOR PERTANIAN DENGAN MENGGUNAKAN HYDROPONIC TOWER SYSTEM
Ardian Yunanto1; Ayu Hidayah Aslamiah2; Dion Darmawan3; Irvan Santoso4; Yogi Udjaja5; School of Computer Science, Bina Nusantara University
,ayunanto@binus.edu; aaslamia@binus.edu; ddarmawan@binus.edu; isantoso@binus.edu yudjaja@binus.edu
ABSTRAK
Kelaparan dan Kemiskinan merupakan masalah umum yang terjadi di negara manapun termasuk Indonesia. Banyak solusi yang sudah diterapkan oleh pemerintah Indonesia untuk mengatasi masalah ini. Salah satunya adalah pengembangan disektor pertanian. Hidroponik merupakan salah satu teknik pe-nanaman untuk menaikkan kualitas dan kuantitas tanaman di daerah yang ku-rang subur maupun berlahan sempit. Efek lanjutan yang bisa dirasakan adalah meningkatnya pendapatan penjualan dari tanaman yang dihasilkan oleh metode ini. Oleh karena itu, kami mengusulkan sebuah program pemberdayaan masyarakat yang belum mempunyai pekerjaan dan yang berpendapatan di bawah rata-rata untuk bisa berpartisipasi dalam pertanian hidroponik dengan kondisi lahan yang terbatas. Sistem ini menggunakan jenis Nutrient Film Tech-nique (NFT), dimana teknik ini sangat baik untuk lahan yang sempit. Dengan mengadakan training terhadap masyarakat, diharapkan mereka mendapatkan pekerjaan baru dan menumbuhkan ide kreatif dalam mengelola usaha pertanian hidroponik yang akan mereka tekuni. Sehingga Tingkat pendapatan masyarakat Indonesia bisa meningkat, dan tingkat kelaparan kemiskinan pun menurun.
1 Latar Belakang
Tidak dipungkiri, kelaparan dan kemiskinan adalah salah satu masalah umum yang ter-jadi pada setiap negara. Banyak negara telah mencoba untuk mengatasinya dengan berbagai macam cara. Namun, masalah tersebut masih belum dapat teratasi secara sempurna. Hal ini juga terjadi di Indonesia. Indonesia adalah negara yang memiliki jumlah penduduk yang cukup banyak. Namun, masih banyak masyarakat yang tidak memiliki pendapatan yang layak dan bahkan masih banyak yang belum memiliki pekerjaan. Hal ini ditunjukan melalui Fig. 1, dimana jumlah penduduk yang masih hidup dibawah garis kemiskinan dari tahun 2000 sam-pai tahun 2013 masih diatas 28 juta. Salah satu penyebabnya adalah karena lahan yang diper-lukan dalam melakukan kegiatan pertanian tidak mencukupi dan biaya yang diperdiper-lukan cukup mahal. Selanjutnya, menanggapi masalah ini, Persekutuan Bangsa-Bangsa (PBB) mencetuskan beberapa faktor penting yang menjadi acuan dalam pengembangan jangka pan-jang, yakni Sustainable Development Goals (SDGs). Ada tiga pilar utama yang menjadi fokus dalam SDGs, yaitu human development; social economic development; and environmental development.
Human development memperhatikan mengenai kesehatan, pendidikan, dan hal lain yang menjadi faktor penting dalam mengembangkan kualitas kehidupan masyarakat yang kurang mampu. Selanjutnya, social economic development memperhatikan mengenai sarana
hidup mereka. Kemudian, environmental development memiliki fokus mengenai lingkungan sekitar masyarakat agar masyarakat memiliki tempat tinggal yang nyaman dan sehat.
Selanjutnya, fokus dari paper ini adalah social economic development dimana kami akan mengusulkan metode hidroponik yang dapat mengatasi permasalahan pertanian yang terjadi di Indonesia. Metode ini tidak memerlukan lahan yang luas, karena penanaman yang dilakukan menerapkan sistem bertingkat/ tower yang hanya memerlukan sedikit lahan. Oleh karena itu, masyarakat yang tidak memiliki lahan dalam melakukan penanaman dapat menghasilkan pendapatan. Sebagai tambahan, metode hidroponik ini telah diterapkan di be-berapa negara maju, seperti Singapore, Jepang, dan negara lainnya. Metode hidroponik me-merlukan monitoring yang dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Oleh karena itu, dalam paper ini kami akan mengusulkan metode monitoring secara otomatis berbasis aplikasi yang dapat mendeteksi kebutuhan tanaman. Ada beberapa kebutuhan yang perlu dimonitor-ing oleh sistem, antara lain adalah jumlah volume air; tdimonitor-ingkat keasaman air; dan unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman. Kemudian, keuntungan yang didapat dengan menggunakan sistem monitoring ini adalah kualitas tanaman yang di tanam dapat meningkat. Lalu, dengan meningkatnya kualitas tanaman, pendapatan masyarakat akan meningkat karena kuantitas produk pangan semakin meningkat.
Gambar 1. Poverty Number of Indonesia Society Diagram
(Source: Badan Pusat Statistik Indonesia)
2 Studi Literatur
2.1 Persentase penduduk miskin di Indonesia
Menurut hasil data statistika dari Badan Pusat Statistik di Indonesia terhadap penduduk miskin hingga bulan Maret 2016, yaitu:
1. Pada Maret 2016, jumlah penduduk miskin (penduduk dengan pengeluaran per kapita per bulan di bawah Garis Kemiskinan) di Indonesia mencapai 28,01 juta orang (10,86 persen), berkurang sebesar 0,50 juta orang dibandingkan dengan kondisi September 2015 yang sebesar 28,51 juta orang (11,13 persen).
2. Persentase penduduk miskin di daerah perkotaan pada September 2015 sebesar 8,22 persen, turun menjadi 7,79 persen pada Maret 2016. Sementara persentase penduduk miskin di daerah perdesaan naik dari 14,09 persen pada September 2015 menjadi 14,11 persen pada Maret 2016.
3. Selama periode September 2015–Maret 2016, jumlah penduduk miskin di daerah perkotaan turun sebanyak 0,28 juta orang (dari 10,62 juta orang pada September 2015 menjadi 10,34 juta orang pada Maret 2016), sementara di daerah perdesaan turun
sebanyak 0,22 juta orang (dari 17,89 juta orang pada September 2015 menjadi 17,67 juta orang pada Maret 2016).
4. Peranan komoditi makanan terhadap Garis Kemiskinan jauh lebih besar dibandingkan peranan komoditi bukan makanan (perumahan, sandang, pendidikan, dan kesehatan). Sumbangan Garis Kemiskinan Makanan terhadap Garis Kemiskinan pada Maret 2016 tercatat sebesar 73,50 persen, kondisi ini tidak jauh berbeda dengan kondisi Septem-ber 2015 yaitu sebesar 73,07 persen.
5. Jenis komoditi makanan yang berpengaruh terbesar terhadap nilai Garis Kemiskinan di perkotaan maupun di perdesaan, di antaranya adalah beras, rokok kretek filter, telur ayam ras, gula pasir, mie instan, bawang merah dan roti. Sedangkan untuk komoditi bukan makanan yang terbesar pengaruhnya adalah biaya perumahan, listrik, bensin, pendidikan, dan perlengkapan mandi.
2.2 Masalah dan Tantangan Pangan di Indonesia
Indonesia merupakan negara yang memfokuskan pada pembangunan pertanian khu-susnya pangan. Saat ini Indonesia memiliki permasalahan terhadap sumber daya manusia yang tidak memiliki niat yang kuat untuk menjadikannya sebagai profesi. Dengan keadaan yang seperti ini maka pemerintah mengambil inisiatif melakukan kegiatan-kegiatan pengem-bangan pertanian untuk meningkatkan produksi pangan. Dengan upaya melakukan swasembada pangan dalam 3 tahun ke depan (Padi, Jagung, Kedelai) kemudian ditambah lagi dengan beberapa komoditas bawang, cabai, dan holtikultura lainnya. Kondisi yang dihadapi seperti ini tentunya membutuhkan perhatian yaitu terbatasnya tenaga kerja, semakin berku-rangnya minat generasi muda untuk terjun ke bidang pertanian serta kondisi lahan yang dibu-tuhkan masih sangat sulit dimiliki. Solusi dari pemerintah adalah dengan menciptakan per-tanian yang mengikuti perkembangan dunia yang ada di negara-negara maju dengan menggunakan teknologi agar dapat menumbuhkan minat generasi muda.
Modernisasi pertanian merupakan upaya dan jawaban dari pemerintah terhadap komit-men untuk komit-menunjang peningkatan produksi pangan dengan komit-menambahkan bantuan alat dan mesin pertanian yang dapat digunakan untuk mempermudah dalam mengolah tanah dan mengelola tanaman. Tentunya hal ini juga dibutuhkan pengelolaan yang baik dan menguntungkan bukan semata-mata digunakan untuk mempermudah dalam melakukan pen-golahan tanah melainkan harus diwadahi unit usaha yang memadai. Selain itu investasi ini juga harus memberikan keuntungan yang sangat baik sehingga harapannya adalah generasi muda akan mau kembali menjadikan pertanian ini sebagai profesinya.
Kondisi lahan tidak semuanya bisa didekati dengan alat mesin yang seragam, ada tanah yang datar ada yang petakan luasnya sangat panjang, ada berlereng dengan kontur yang pe-takannya kecil. Mesin pertanian harus menyesuaikan kondisi alam sumber daya yang ada di Indonesia. Contoh misalnya untuk daerah pasang surut di Sumatera rawa Lebak arealnya luas petakannya besar-besar maka alat yang cocok untuk mengolah tanah adalah traktor roda 4. Kedua mahalnya harga alat dan mesin pertanian, dalam kondisi seperti ini disinilah negara hadir sehingga Kementerian Pertanian dalam programnya peningkatan produksi tanaman pangan sudah mengalokasikan anggaran yang cukup besar untuk investasi di bidang mekanisasi pertanian.
2.3 Hydroponics
Kata hidroponik diciptakan oleh Dr. W.F. Gericke pada tahun 1936 untuk menggam-barkan budidaya tanaman pangan dan hias ditanam didalam larutan air yang bernutrisi tanpa
tanah. Secara harafiah berarti “air yang bekerja”, Hydro yang berarti air dan Ponos yang be-rarti bekerja.
Menurut Ida Syamsu R, Hidroponik merupakan lahan budidaya pertanian tanpa menggunakan tanah, sehingga hidroponik merupakan aktivitas pertanian yang dijalankan dengan menggunakan air sebagai medium untuk menggantikan tanah. Sistem hidroponik ini sangat cocok untuk lahan yang sempit sehingga hidroponik ini juga dapat dilakukan di pekarangan rumah, atap rumah, maupun lahan lainnya.
Keuntungan Sistem Hidroponik
1. Keberhasilan tanaman untuk tumbuh dan berproduksi lebih terjamin. 2. Perawatan lebih praktis dan gangguan hama lebih terkontrol.
3. Hanya membutuhkan air nutrisi yang terdiri dari beebrapa kandungan unsur hara. 4. Tidak membutuhkan banyak tenaga kasar karena metode kerja lebih hemat dan
mem-iliki standarisasi.
5. Tanaman dapat tumbuh lebih cepat dan dengan keadaan yang tidak kotor dan rusak. 6. Hasil produksi lebih continue dan lebih tinggi dibanding dengan penanama ditanah. 7. Harga jual sayuran hasil panen hidroponik lebih tinggi dari produk pertanian
kon-vesnional.
8. Beberapa jenis tanaman dapat dibudidayakan di luar musim.
9. Tidak ada resiko kebanjiran,erosi, kekeringan, atau ketergantungan dengan kondisi alam.
10. Tanaman hidroponik dapat dilakukan pada lahan atau ruang yang terbatas, misalnya di balkon rumah, di teras, halaman rumah atau garasi.
Hidroponik di Indonesia.
Informasi tentang perkembangan sistem hidroponik di Indonesia masih sangat minim, hal ini disebabkan oleh kurangnya penyuluhan tentang kelebihan sistem hidroponik pada la-han sempit.Hidroponik membutuhkan produk yang mutakhir, investasi yang tinggi serta keahlian yang khusus. Faktor tersebut yang menghambat peluang pertanian secara hidro-ponik. Meskipun begitu, sudak ada pengusaha hidroponik Indonesia yang berhasil mengek-spor hasil kebunnya.Dahulu penanaman hidroponik hanya berkutat pada lingkungan Jabodetabek. Mulai saat ini di Jawa Barat, penanaman hidroponik sederhana dapat dilihat di daerah Lembang, purwakarta, dan Garut. Sedangkan di Jawa Timur dapat ditemukan di Nangkojajar (Pasuruan) dan Batu (Malang).
Sistem Hidroponik Dasar.
Ada 6 tipe dasar sistem hidroponik; Wick, Water Cultural, EBB and Flow (Flood & Drain), Drip (recovery or non-recovery), N.F.T. (Nutrient Film Technique) dan Aeroponic. Ada ratusan variasi pada tipe-tipe dasar sistem, tetapi semua metode hidroponik adalah varia-si dari keenam varia-sistem yang ada. Berikut ini merupakan deskripvaria-si dari 6 varia-sistem hidroponik dasar, yaitu:
1. Wick System
Merupakan sistem hidroponik yang paling sederhana. Ini merupakan sistem pasif dimana tidak ada bagian yang bergerak. Larutan nutrisi ditarik ke dalam media tumbuh dari res-ervoir dengan sumbu. Kelemahan terbesar dari sistem ini adalah tanaman yang
mebutuh-kan air dalam jumlah yang besar dapat menghabismebutuh-kan larutan nutrisi lebih cepat daripada yang disuplai.
2. Water Cultural
Merupakan sistem hidroponik aktif yang paling sederhana. Platform yang memegang tanaman biasanya terbuat dari styrofoam dan mengapung langung pada larutan nutrisi. Pompa udara menyuplai udara ke air stone dengan memberikan gelembung solusi nutrisi dan menyuplai oksigen ke akar tanaman.
3. EBB and Flow (Flood & Drain)
Sistem EBB and Flow bekerja dengan menampung air ke media dengan larutan nutrisi dan mengeringkan larutan tersebut ke reservoir. Tindakan ini biasanya dilakukan dengan pompa yang terhubung dengan timer. Timer diatur beberapa kali dalam sehari tergantung dari ukuran dan jenis tanaman, temperatur, kelembaban dan jenis media yang digunakan. 4. Drip (recovery or non-recovery)
Sistem Drip mungkin merupakan jenis yang paling banyak digunakan sistem hidroponik di dunia. Operasinya sederhana, yaitu timer yang akan mengatur pompa. Ketika timer menjalankan pompa maka larutan nutrisi akan menetes ke dasar setiap tanaman dengan jalur tetes kecil. Dalam sistem Drip Recovery, larutan nutrisi yang berlebihan akan dik-umpulkan kembali ke reservoir untuk digunakan kembali sedangkan untuk Drip Non Re-covery melakukan hal yang sebaliknya.
5. N.F.T. (Nutrient Film Technique)
Ini merupakan jenis sistem hidroponik yang dipikirkan oleh banyak orang ketika mereka berpikir tentang hidroponik. Sistem N.F.T. memiliki aliran larutan nutrisi konstan se-hingga tidak ada waktu yang diperlukan untuk pompa. Larutan nutrisi dipompa ke dalam baki (biasanya tabung) dan mengalir ke akar tanaman dan kemudian mengalir kembali ke reservoir.
6. Aeroponic
Sistem Aeroponic merupakan sistem hidroponik berteknologi tinggi dibandingkan yang lain. Seperti sistem N.F.T. diatas media merupakan udara. Akar menggantung di udara dan berembun dengan larutan nutrisi. Berembun biasanya dilakukan setiap beberapa menit. Karena akar yang terkena udara seperti sistem N.F.T., akar akan mengering dengan cepat jika siklus berembun terganggu.
Gambar 2. The Vertical Farming System
The Vertical Farming System yang digunakan di Singapore yang disebut “A-Go-Gro Technology”, menumbuhkan tanaman pada tower setinggi enam meter. Tower berbentuk A ini mudah untuk dipasang dan dikelola, setiap tower terdiri dari 22 hingga 26 tumbuhan per masing-masing tingkatan yang diputar disekitar tower alumunium untuk memastikan pendis-tribusian sinar matahari, aliran udara yang baik, dan irigasi untuk semua tanaman. Sistem rotasi tidak perlu sebuah generator listrik. Hal ini didukung oleh gravitasi unik dibantu sistem air-katrol yang hanya menggunakan satu liter air, yang dikumpulkan dalam waduk dengan air hujan. Metode ini juga menawarkan emisi karbon yang sangat rendah sebagai energi yang diperlukan untuk menjalankan tower A yaitu setara dengan menerangi hanya satu bola lampu 60-watt. Air memberikan kekuatan terhadap tower secara berulang dan disaring sebelum kembali ke tanaman. Semua sampah organik di pertanian adalah kompos dan dapat digunakan kembali.
3 Metode Penelitian
Dalam BAB ini, cara kerja dari system hydroponic indicator pengukuran dan cara mon-itoring akan dibahas.
3.1 Variabel Penelitian
Untuk membangun system ini, ada beberapa variable yang dibutuhkan, seperti:
Lokasi pembangunan sistem hidroponik
Jenis tanaman yang akan ditanam pada media hidroponik
Selain variable penelitian parameter yang akan dijadikan fokus utama, lapangan kerja yang terbentuk untuk beberapa masyarakat menengah kebawah dalam satu lokasi juga meru-pakan tujuan dari riset ini.
3.2 Sistem Hidroponik
Jenis system hydroponic yang paling optimal untuk kondisi ini adalah NFT system sep-erti Gambar 2. Untuk kasus yang akan dipecahkan saat ini, NFT system memiliki manfaat yang lebih baik dibandingkan metode lain, yaitu pemanfaatan lahan yang lebih efisien seperti Contoh Penerapan Hidroponik oleh Pengusaha Sukses.
yang sudah dilakukan oleh pengusaha dari Singapura, selain itu penggunaan listrik yang san-gat minimum juga menjadi pertimbangan untuk memilih metode ini.
Gambar 3. Hidroponik Menggunakan Sistem NFT
3.3 Sistem Monitoring
Untuk monitoring system hidroponik, kami mengusulkan sebuah system monitoring da-lam system hydroponic tersebut. Monitoring yang dilakukan meliputi 3 hal, yaitu:
1. Pengukuran tingkat keseimbangan Ph air menggunakan PH Meter 2. Pengukuran debit air Menggunakan alat pengukur ketinggian
3. Pemberian informasi nutrisi yang harus diberikan kepada tanaman hydroponic dalam setiap siklus
Gambar 4. Monitoring sistem untuk hi-droponik
Untuk monitoring terhadap pelaksanaan system tersebut, ada beberapa hal yang dil-akukan, seperti:
1. Pemantauan terhadap kinerja karyawan yang merawat media tanam hidroponik dengan cara kunjungan langsung ke lokasi.
2. Penggantian air nutrisi setiap 2 minggu sekali 3. Pemantauan laporan panen dari karyawan.
Hasil laporan tersebut akan dijadikan bahan evaluasi penelitian, dan analisis indicator tujuan akhir penelitian ini, yaitu pengentasan kemiskinan melalui usulan kami.
3.4 Indikator Pengukuran
Indikator yang dijadikan dasar dalam penelitian dibagi menjadi 2 macam. Pertama, indicator yang berasal dari MDGs Indonesia. Dan yang kedua adalah indicator untuk memastikan bahwa system monitoring pertanian hidroponik dapat berjalan dengan baik.
Indicator yang diambil dari MDGs Indonesia disesuaikan dengan salah satu poin da-lam tujuan pengembangan jangka panjang, yaitu pengentasan kemiskinan dan kelaparan, sep-erti yang sudah disebutkan dalam poin berikut:
Target 1A
Indicator 1.1 - The proportion of people with income rate less than $ 1 each day (1)
Dimana:
Q = n penduduk miskin dengan pendapatan dibawah $ 1 PPP Indicator 1.2 - Poverty gap ratio
(2) Dimana:
PG = Rasio kesenjangan kemiskinan (proverty gap) = Garis kemiskinan
q = Jumlah penduduk miskin
= Pendapatan individu penduduk miskin ke i = Jumlah penduduk
Target 1B
Indicator 1.4 - The PDB growth rate for each worker (3) Dimana:
= Laju pertumbuhan PDB per kapita Tenaga Kerja = PDB per kapita Tenaga Kerja pada periode ke
= PDB per kapita Tenaga Kerja pada periode ke = Periode waktu (tahun)
Indicator 1.5 - The employment ratio of 15 years old or older population (working age popu-lation)
(4) Indicator 1.6 – Proporsi tenaga kerja yang berusaha sendiri, pekerja bebas dan pekerja keluarga terhadap total kesempatan kerja
(5) Dimana:
BU = Berusaha sendiri PB = Pekerja bebas PK = Pekerja keluarga 4 Analisis & Pembahasan
Pada bagian ini, hasil akhir system akan diimplementasikan dalam bentuk blue-print. Asumsi dampak dari penelitian ini juga akan kami bahas.
Gambar 5. Greenhouse yang berisi hidroponik NFT system
Pertanian hydroponic dibangun dengan catatan bahwa lokasi berdekatan dengan pem-ukiman warga yang kurang mampu. Sebagai contoh, di Jakarta akan dicarikan lokasi yang dekat dengan pemukiman warga yang masih memiliki ekonomi dibawah garis kemiskinan. Kemudian, proses penanaman hingga panen akan dijalankan oleh warga sekitar. Di samping itu, proses kontrol kualitas panen dan keuangan akan dipantau oleh tim riset. Masyarakat akan diberikan training untuk mengolahnya sebelum project dijalankan.
4.1 Alat yang dibutuhkan untuk proses pembangunan media hydroponic sistem NFT 1. Paralon
2. Pompa aquarium / aerator 3. Rockwool
4. AB mix
5. Pipa penyangga
6. Net pot atau gelas plastik bekas 7. Air
Sebagai bahan analisis terakhir, kami merumuskan hipotesis mengenai keuntungan dan dampak yang bisa dirasakan oleh masyarakat, khususnya bagi warga yang ekonominya menengah ke bawah adalah:
Keuntungan:
1. Pertanian hidroponik tidak membutuhkan lahan yang luas
2. Hemat biaya perawatan dan minim penggunaan air hingga 95% dibanding pertanian kon-vensional
3. Bebas peptisida
4. Waktu panen lebih cepat dibanding sistem pertanian konvensional 5. Pengendalian hama lebih mudah
6. Tidak membutuhkan pupuk dan tanah
7. Kuantitas dan kualitas produksi lebih tinggi dan bersih
8. Sayuran lebih tahan lama ketika dilepas dari media tanam, sehingga ketika waktu distri-busi kualitas sayur masih tetap terjaga
Dampak
1. Memberikan kesempatan kerja bagi masyarakat tanpa memerlukan skill khusus 2. Taraf hidup masyarakat meningkat
3. Sistem monitoring yang diterapkan akan menjaga kualitas tanaman hidroponik tetap baik. References
Balitbangtan - Kementerian Pertanian. (2016, 7 30). Solusi, Tantangan dan Harapan Masalah Pangan. Retrieved from Balai Besar Penelitian Tanaman Padi: http://bbpadi.litbang.pertanian.go.id/index.php/berita/berita-utama/content/196-solusi-tantangan-dan-harapan-masalah-pangan
Institute, P. R. (2016, 7 30). VERTICAL FARMING: SINGAPORE’S SOLUTION TO FEED THE LOCAL URBAN POPULATION. Retrieved from VERTICAL FARMING: SINGAPORE’S SOLUTION TO FEED THE LOCAL URBAN POPULATION: http://permaculturenews.org/2014/07/25/vertical-farming-singapores-solution-feed-local-urban-population/
Nasional, B. P. (2016, 7 30). Persentase Penduduk Miskin Maret 2016 Mencapai 10,86
Persen. Retrieved from Badan Pusat Statistik:
https://www.bps.go.id/Brs/view/id/1229
R*, M. M., M, S., & V, M. (2011). “HYDROPONICS”- A NOVEL ALTERNATIVE FOR GEOPONIC CULTIVATION OF. International Journal of Pharma and Bio Sciences , 286-296.
Roidah, I. S. (2014). PEMANFAATAN LAHAN DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM HIDROPONIK. Jurnal Universitas Tulungagung BONOROWO, 43-50.
simplyhydro. (2016, 7 30). simplyhydro. Retrieved from Basic Hydroponic Systems and How They Work: http://www.simplyhydro.com/hydrou.htm
