IoT dalam Bidang Pertanian untuk Smart Farming

Sektor pertanian (agrikultur) menjadi salah satu sektor utama yang menggerakkan ekonomi Indonesia. Kontribusi besar sektor ini turut berperan penting dalam menopang pertumbuhan ekonomi nasional. Pada triwulan ketiga tahun 2023, sektor pertanian mencatat pertumbuhan sebesar 1,46% (yoy) dan memberikan kontribusi sebesar 13,57% ke PDB. Meskipun demikian, sektor ini menghadapi tantangan signifikan, terutama terkait ketergantungan pada iklim dan kondisi alam yang seringkali tidak dapat diprediksi. Profesi sebagai petani, meskipun membutuhkan kerja keras tinggi, sering dihadapkan pada hasil yang minim, menciptakan dinamika kompleks dalam dinamika pertanian Indonesia.

Dalam menghadapi tantangan tersebut, perkembangan teknologi Internet of Things (IoT) menjanjikan solusi yang mengubah paradigma pertanian di Indonesia. Konsep Smart Farming atau pertanian pintar menjadi salah satu solusi yang mengandalkan teknologi canggih seperti big data, penyimpanan cloud, dan IoT. Menurut Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), konsep ini dapat menjadi solusi untuk memperbaiki produktivitas lahan pertanian yang semakin berkurang di Indonesia.

Apa yang Dimaksud dengan Smart Farming?

Smart farming, sebagaimana dilansir dari laman Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara (Faperta UMSU), adalah konsep pertanian yang mengintegrasikan teknologi digital dan informasi untuk meningkatkan efisiensi, produktivitas, dan keberlanjutan dalam proses produksi tanaman dan peternakan. Tujuan utamanya adalah memanfaatkan berbagai teknologi canggih seperti big data, Internet of Things (IoT), sensor, dan robotika untuk mengumpulkan, mengolah, dan menganalisis data pertanian secara konstan.

Bagaimana Cara Kerja IoT di Pertanian? 

Dalam era digital yang terus berkembang, Internet of Things (IoT) telah menjadi salah satu inovasi terdepan yang mengubah cara berbagai sektor beroperasi, termasuk pertanian. Bagaimana sebenarnya IoT bekerja di pertanian dan apa dampaknya? Mari kita eksplorasi lebih lanjut.

Konsep Dasar IoT di Pertanian

IoT dalam konteks pertanian mengacu pada jaringan objek fisik yang terhubung dengan internet dan dapat saling berinteraksi. Ini termasuk sensor-sensor yang dipasang di lahan pertanian untuk mengumpulkan data tentang berbagai parameter seperti kelembaban tanah, suhu udara, nutrisi tanah, dan lainnya. Selain itu, IoT juga mencakup peralatan pertanian seperti traktor cerdas, sistem irigasi otomatis, dan lainnya yang dapat terhubung ke jaringan untuk mengoptimalkan operasi pertanian.

Peran Penting IoT dalam Pertanian

1. Pemantauan Real-Time: Sensor-sensor IoT memungkinkan petani untuk memantau kondisi tanaman dan lingkungan secara real-time. Misalnya, sensor kelembaban tanah dapat memberitahu petani kapan waktu yang tepat untuk penyiraman, menghindari pemborosan air.
2. Optimasi Penggunaan Sumber Daya: Dengan data yang dikumpulkan oleh sensor IoT, petani dapat mengoptimalkan penggunaan sumber daya seperti air dan pupuk. Hal ini mengurangi pemborosan dan membantu pertanian menjadi lebih efisien.
3. Pengambilan Keputusan yang Lebih Baik: Data yang dikumpulkan oleh sensor IoT dikirim ke sistem pemrosesan data yang menggunakan kecerdasan buatan (AI) untuk menganalisisnya. Dari sini, petani dapat menerima rekomendasi dan informasi yang berguna untuk pengambilan keputusan yang lebih baik, misalnya, kapan waktu yang tepat untuk melakukan tindakan tertentu berdasarkan kondisi cuaca atau tanah.
4. Prediksi dan Pencegahan Masalah: Dengan analisis data yang canggih, IoT dapat membantu dalam prediksi dan pencegahan masalah seperti serangan hama atau penyakit tanaman. Hal ini memungkinkan tindakan pencegahan yang tepat waktu, mengurangi kerugian yang disebabkan oleh masalah tersebut.

Apa Manfaat Smart Farming?

Sistem Smart Farming atau pertanian pintar menjadi tonggak penting dalam transformasi pertanian modern. Tidak hanya memberikan solusi bagi tantangan yang dihadapi oleh petani, tetapi juga memberikan sejumlah manfaat besar bagi industri pertanian secara keseluruhan. Berikut adalah beberapa manfaat utama yang ditawarkan oleh sistem Smart Farming:

1. Peningkatan Produktivitas

Sistem Smart Farming memberikan kemampuan untuk mengoptimalkan faktor-faktor penting dalam pertanian seperti irigasi, nutrisi tanaman, dan pengendalian hama secara real-time. Dengan pemantauan yang terus-menerus, petani dapat mengambil tindakan yang tepat pada waktu yang tepat, sehingga hasil panen dapat ditingkatkan secara signifikan.

2. Penghematan Sumber Daya

Teknologi Internet of Things (IoT) memungkinkan penggunaan yang lebih efisien dari sumber daya berharga seperti air dan energi. Sistem otomatisasi yang terintegrasi dalam Smart Farming memantau dan mengontrol sistem irigasi dan peralatan pertanian lainnya secara otomatis, mengurangi pemborosan dan mengoptimalkan penggunaan sumber daya.

3. Mengurangi Kerugian

Sensor-sensor IoT yang terhubung dengan sistem Smart Farming secara terus-menerus memantau kondisi pertanian. Hal ini memungkinkan deteksi dini terhadap masalah seperti serangan hama atau penyakit tanaman. Dengan tindakan yang cepat dan tepat, kerugian yang disebabkan oleh faktor-faktor ini dapat diminimalkan.

4. Peningkatan Keberlanjutan

Dengan mengoptimalkan penggunaan sumber daya dan mengurangi ketergantungan pada pestisida dan bahan kimia berbahaya, sistem Smart Farming membantu menciptakan pertanian yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan. Hal ini sejalan dengan upaya global untuk menjaga kelestarian lingkungan.

5. Peningkatan Keuntungan

Salah satu manfaat yang paling langsung dirasakan oleh petani adalah peningkatan keuntungan. Dengan produktivitas yang lebih tinggi dan pengurangan kerugian, sistem Smart Farming membantu petani menghasilkan lebih banyak dengan biaya yang lebih rendah, sehingga meningkatkan profitabilitas usaha pertanian mereka.

Dengan manfaat-manfaat yang signifikan ini, sistem Smart Farming tidak hanya menjadi solusi cerdas untuk tantangan dalam pertanian, tetapi juga menjadi pendorong utama dalam mengoptimalkan hasil dan keberlanjutan industri pertanian di masa depan. Dukungan dan adopsi teknologi ini oleh petani dan pemangku kepentingan lainnya menjadi kunci dalam 

Contoh IoT dalam Bidang Pertanian

• Penggunaan Field Monitoring System (FMS): 

Salah satu teknologi terkini yang menjadi sorotan adalah Field Monitoring System (FMS), sebuah sistem yang revolusioner dalam memantau kondisi tanaman dan iklim di sawah.

FMS menggunakan sensor-sensor canggih untuk merekam kondisi tanaman secara real-time, mulai dari tingkat sinar matahari, tingkat hujan, kecepatan angin, dan berbagai parameter lainnya. Data yang terkumpul ini kemudian diproses dan disimpan di cloud, sehingga petani dapat mengaksesnya melalui aplikasi khusus, bahkan saat mereka tidak berada di sawah.

Salah satu keunggulan utama FMS adalah kemampuannya untuk memberikan informasi yang akurat dan terperinci tentang kondisi sawah secara langsung. Petani tidak hanya dapat mengamati perkembangan tanaman dari jarak jauh, tetapi juga dapat menganalisis data-data tersebut untuk mengambil keputusan yang lebih tepat terkait dengan pertanian.

Dengan adanya FMS, harapannya adalah bahwa data-data yang terkumpul dapat digabungkan dengan pengetahuan dan pengalaman yang diperoleh petani selama bertahun-tahun bekerja di bidang pertanian. Hal ini akan membantu dalam menghasilkan keputusan-keputusan yang lebih cerdas dan efektif, mulai dari pengaturan irigasi yang tepat, penjadwalan pemupukan yang optimal, hingga strategi penanggulangan hama dan penyakit tanaman yang lebih efisien.

Selain itu, FMS juga memberikan kontribusi besar dalam meningkatkan efisiensi waktu dan tenaga petani. Dengan dapat mengamati kondisi sawah secara real-time melalui aplikasi, petani dapat merespons dengan cepat terhadap perubahan cuaca atau kondisi tanaman yang membutuhkan perhatian khusus, tanpa harus secara fisik berada di lokasi sawah.

• Penggunaan drone untuk pertanian: 

Drone, pesawat terbang mini yang dapat dikendalikan dari jarak jauh melalui remote control, menjadi alat yang sangat berguna bagi para petani. Dengan kemampuannya untuk memetakan kondisi tanaman, melacak hewan, menyebarkan irigasi, dan menyebarkan pestisida, drone membantu mempermudah berbagai aktivitas pertanian.

Salah satu keunggulan utama drone adalah kemampuannya untuk memantau kesehatan tanaman secara detail. Drone dilengkapi dengan teknologi seperti Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) yang memungkinkan petani untuk melihat tingkat kesehatan tanaman dengan informasi warna yang terperinci. Hal ini membantu petani untuk menyelamatkan tanaman yang sakit atau rusak dengan lebih cepat.

Selain itu, drone juga digunakan untuk pemupukan dan penyemprotan pestisida. Dengan dilengkapi alat foliar application, drone memungkinkan petani untuk menyemprotkan pupuk atau cairan pestisida lewat udara secara efisien. Proses ini dapat dilakukan dari jarak jauh dengan remote control, mempercepat proses pemupukan dan pengaplikasian pestisida di seluruh area lahan.

Drone juga memiliki peran penting dalam pemantauan kesehatan tanah. Drone pertanian pintar dapat memetakan lapangan secara akurat, menyediakan informasi tentang ketinggian tanah, pola drainase, dan titik basah/kering. Informasi ini membantu petani dalam menentukan teknik penyiraman tanaman yang lebih efisien dan strategi manajemen tanah yang lebih baik.

• Smart greenhouse: 

Pertanian modern telah mengalami evolusi signifikan, terutama dengan adanya konsep greenhouse farming yang semakin populer. Greenhouse farming merupakan pengembangan tanaman di ruang khusus yang dilengkapi dengan material transparan, seperti kaca atau plastik, untuk memberikan perlindungan dan kondisi optimal bagi pertumbuhan tanaman.

Salah satu terobosan terbaru dalam greenhouse farming adalah penerapan Internet of Things (IoT). Teknologi IoT memungkinkan pengendalian otomatis terhadap berbagai aspek penting dalam lingkungan greenhouse, seperti pencahayaan, suhu, kelembaban udara, dan kebutuhan pertanian lainnya.

Dengan menggunakan satu aplikasi terintegrasi, petani dapat mengontrol semua parameter ini dari jarak jauh, bahkan tanpa harus berada di lokasi greenhouse. Hal ini memberikan kemudahan bagi petani untuk memantau kondisi tanaman secara real-time dan memberikan perlakuan yang tepat, seperti pemberian pupuk dan pestisida, tanpa harus mengelilingi area greenhouse secara manual.

Keunggulan utama dari penerapan IoT dalam greenhouse farming adalah efisiensi dan produktivitas yang meningkat. Petani tidak hanya dapat mengurangi biaya dan tenaga yang diperlukan untuk pemeliharaan tanaman, tetapi juga dapat meningkatkan hasil panen secara keseluruhan.

Selain itu, teknologi IoT juga membantu dalam menjaga keberlanjutan lingkungan. Dengan pengendalian yang lebih akurat terhadap pencahayaan, suhu, dan kelembaban, penggunaan sumber daya seperti air dan energi dapat dioptimalkan, mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan.

• Livestock management: 

Pertanian modern tidak hanya mengandalkan teknologi untuk memantau kondisi tanaman, tetapi juga mulai memanfaatkan teknologi Internet of Things (IoT) dalam pengelolaan hewan ternak atau livestock management. Salah satu contohnya adalah penanaman chip pada sapi yang dilakukan oleh sebuah perusahaan peternakan di Tel Aviv, Israel.

Chip yang ditanamkan pada tubuh sapi tersebut memungkinkan perusahaan untuk memantau kondisi dan perilaku hewan ternak secara real-time melalui sistem komputer. Dengan adanya teknologi ini, perusahaan dapat mendeteksi perilaku aneh atau kondisi yang tidak wajar pada sapi, sehingga dapat segera mengambil tindakan yang diperlukan, seperti memisahkan sapi tersebut dari sapi lainnya.

Penerapan teknologi IoT dalam livestock management membawa sejumlah manfaat yang signifikan. Pertama, memungkinkan pengawasan yang lebih akurat terhadap kondisi dan kesehatan hewan ternak, termasuk deteksi dini terhadap penyakit atau masalah kesehatan lainnya. Hal ini dapat membantu dalam menjaga kesejahteraan hewan dan mencegah penyebaran penyakit di peternakan.

Kedua, teknologi IoT juga mempermudah pengelolaan dan pengendalian terhadap populasi hewan ternak. Dengan data yang terkumpul secara real-time, peternak dapat melakukan pemisahan hewan yang perlu perawatan khusus, meningkatkan efisiensi dalam manajemen peternakan, dan mengoptimalkan penggunaan sumber daya seperti pakan dan air.

Selain itu, penerapan teknologi IoT dalam livestock management juga berkontribusi dalam meningkatkan produktivitas dan kualitas hewan ternak. Dengan pemantauan yang lebih intensif, peternak dapat melakukan intervensi yang tepat pada saat yang tepat, sehingga menghasilkan hewan ternak yang lebih sehat, kuat, dan berkualitas.

• Aplikasi pendukung penjualan dan edukasi:

Sektor pertanian di Indonesia menghadapi sejumlah tantangan yang perlu diatasi untuk meningkatkan efisiensi dan keuntungan bagi petani. Salah satu tantangan terbesar adalah masalah supply chain, yang meliputi dari pembelian bibit dan pupuk hingga akses ke konsumen akhir. Hal ini menjadi lebih kompleks dengan harga bibit dan pupuk yang semakin mahal, yang menyebabkan keuntungan bersih petani menjadi semakin tipis.

Dalam menghadapi tantangan ini, inovasi teknologi menjadi kunci untuk memberikan solusi yang efektif bagi petani. Dua aplikasi penting yang dibutuhkan saat ini adalah aplikasi pendukung penjualan dan aplikasi edukasi.

Pertama, aplikasi pendukung penjualan merupakan solusi untuk memotong supply chain dari petani hingga ke konsumen akhir. Dengan aplikasi ini, petani dapat menjual produk mereka secara langsung kepada konsumen, menghilangkan perantara yang seringkali mengurangi keuntungan petani. Selain itu, aplikasi ini juga memungkinkan petani untuk menjangkau pasar yang lebih luas secara online, meningkatkan aksesibilitas produk pertanian mereka.

Kedua, aplikasi edukasi sangat penting untuk membantu petani memahami dan mengadopsi penggunaan teknologi di bidang pertanian. Melalui aplikasi ini, petani dapat mengakses informasi terkini tentang teknik pertanian modern, penggunaan pupuk dan pestisida yang efektif, serta praktik-praktik terbaik dalam meningkatkan hasil panen. Hal ini membantu petani untuk meningkatkan produktivitas dan efisiensi dalam usaha pertanian mereka.

Tantangan Smart Farming di Indonesia

Smart farming atau pertanian pintar telah menjadi topik yang semakin menarik dalam transformasi pertanian global. Namun, di Indonesia, penerapan teknologi ini masih dihadapkan pada berbagai tantangan yang perlu diatasi. Berikut adalah beberapa tantangan utama yang dihadapi dalam menerapkan smart farming di Indonesia:

1. Skala Ekonomi

Mayoritas petani dan peternak di Indonesia adalah petani mikro yang mengelola lahan atau ternak dalam jumlah kecil. Hal ini menyebabkan kendala dalam menggunakan teknologi canggih seperti sensor atau drone yang relatif mahal, karena efektivitasnya hanya terbatas pada area yang terbatas pula. Selain itu, banyak petani juga hanya merupakan pengelola lahan milik orang lain yang lebih mampu secara ekonomi, menghambat akses mereka terhadap teknologi modern.

2. Edukasi dan Regenerasi

Petani merupakan pekerjaan yang membutuhkan usaha keras namun menghasilkan yang terbatas. Masalah ini berdampak pada minimnya generasi muda yang tertarik untuk terjun ke dalam bidang pertanian. Selain itu, dominasi generasi paruh baya dalam bidang ini juga menghadirkan tantangan dalam hal edukasi dan literasi.

• Edukasi dan Literasi Digital: Petani kesulitan dalam merumuskan strategi produksi dan distribusi yang tepat jika tidak memiliki kemampuan membaca dan menganalisis data yang dipresentasikan dalam bentuk teknis seperti kurva atau grafik.
• Penggunaan Online Marketplace: Solusi yang dihadirkan melalui aplikasi online marketplace menjadi alternatif untuk meningkatkan akses pasar bagi petani. Namun, tantangan muncul dalam literasi digital yang rendah di kalangan petani, serta ketersediaan akses internet yang memadai untuk mengoperasikan aplikasi tersebut.

Solusi untuk Mengatasi Tantangan Penerapan Smart Farming

Untuk mengatasi tantangan-tantangan ini, beberapa langkah dapat diambil:

1. Peningkatan Akses dan Infrastruktur: Perlu dilakukan investasi dalam infrastruktur digital dan internet yang memadai di daerah pedesaan untuk memastikan akses petani terhadap teknologi.
2. Edukasi Intensif: Program edukasi intensif tentang literasi digital dan penggunaan teknologi harus ditingkatkan, baik bagi petani maupun generasi muda yang tertarik berkarir dalam pertanian.
3. Pengembangan Teknologi yang Terjangkau: Inovasi terus dilakukan untuk mengembangkan teknologi pertanian yang lebih terjangkau dan sesuai dengan skala ekonomi petani mikro.
4. Kolaborasi antara Pemerintah dan Swasta: Diperlukan kerjasama antara pemerintah, lembaga riset, dan sektor swasta dalam mendukung pengembangan teknologi pertanian yang inklusif dan berkelanjutan.

Dengan mengatasi tantangan-tantangan ini, Indonesia dapat memanfaatkan potensi besar dari smart farming untuk meningkatkan produktivitas, efisiensi, dan keberlanjutan sektor pertanian, serta memberikan dampak positif bagi kesejahteraan petani dan masyarakat rural secara keseluruhan.