Keamanan pangan, khususnya dalam memastikan kecukupan pasokan dan stabilitas harga bahan pangan pokok, telah menjadi perhatian Pemerintah sejak beberapa tahun lalu.

Namun, konflik antara Rusia dan Ukraina menunjukkan bahwa konflik geopolitik dapat mengganggu rantai pasok pangan global, yang pada akhirnya menyebabkan krisis pangan global. Situasi ini menegaskan bahwa produksi dan distribusi pangan pokok dalam negeri untuk memenuhi kebutuhan masyarakat secara mandiri merupakan faktor yang sangat penting dalam memperkuat ketahanan pangan.

Meskipun Pemerintah telah gencar membangun berbagai infrastruktur pertanian dan pusat produksi untuk meningkatkan produksi pangan pokok, peningkatan kapasitas manajemen pertanian guna meningkatkan produktivitas lahan pertanian perlu terus didorong.

Untuk meningkatkan produktivitas pertanian, banyak negara telah menerapkan pertanian presisi. Pertanian presisi adalah sistem manajemen pertanian yang memanfaatkan kemajuan teknologi untuk memastikan tanaman mendapatkan pasokan air, nutrisi, pestisida, dan herbisida dalam jumlah yang tepat—tidak berlebihan—sehingga di satu sisi dapat mencapai produktivitas optimal, dan di sisi lain tidak mengurangi kesuburan tanah serta tidak menimbulkan polusi.

Untuk meningkatkan produktivitas pertanian pangan secara berkelanjutan, Pemerintah juga perlu mempertimbangkan penerapan pertanian presisi secara luas. Hal ini tidak hanya akan memperkuat ketahanan pangan secara berkelanjutan, tetapi juga meningkatkan kontribusi sektor pertanian terhadap PDB serta menciptakan pasar yang menarik bagi investasi dalam produksi mesin dan peralatan pertanian canggih, sehingga memperkuat keterkaitan antar sektor dalam struktur perekonomian nasional.

Isu dengan Ketahanan Pangan Nasional

Krisis pangan global yang disebabkan oleh terganggunya distribusi pangan akibat konflik antara Rusia dan Ukraina menunjukkan bahwa ketahanan pangan nasional merupakan faktor yang sangat penting untuk memastikan stabilitas nasional.

Pemerintah telah menangani ketahanan pangan nasional sejak lama dengan mendirikan BULOG pada tahun 1967 dengan tujuan menjamin ketersediaan dan menjaga stabilitas harga pangan pokok, khususnya beras.

Pendekatan Pemerintah terhadap ketahanan pangan nasional telah berkembang menuju swasembada pangan. Undang-Undang Nomor 20 Tahun 2018 mengatur tentang kedaulatan pangan, kemandirian pangan, dan ketahanan pangan. Undang-undang ini, antara lain, mewajibkan Pemerintah dan Pemerintah Daerah untuk bertanggung jawab atas ketersediaan pangan pokok. Selain itu, undang-undang ini juga menetapkan bahwa:

(a) Pemerintah wajib mengelola stabilisasi pasokan dan harga pangan pokok, serta (b) Pemerintah harus memiliki cadangan yang cukup untuk mengatasi gangguan dalam ketersediaan bahan pangan pokok dan menjaga stabilitas harga.

Konflik geopolitik di Ukraina menunjukkan bahwa masalah ketahanan pangan nasional tidak hanya disebabkan oleh gangguan produksi pangan akibat organisme pengganggu tanaman dan wabah penyakit, bencana alam, pencemaran lingkungan, degradasi sumber daya lahan dan air, perubahan iklim, bencana sosial, alih fungsi lahan, serta insentif ekonomi yang kurang memadai.

Konflik geopolitik ini juga mengganggu rantai pasok pangan dan energi yang pada akhirnya menyebabkan krisis pangan global. Pengalaman ini menegaskan bahwa kemampuan untuk memproduksi dan mendistribusikan pangan pokok guna memenuhi kebutuhan masyarakat secara mandiri merupakan faktor yang sangat penting dalam memperkuat ketahanan pangan.

Produksi Makanan

Saat ini, Pemerintah telah secara masif membangun berbagai infrastruktur dan pusat produksi pertanian untuk meningkatkan produksi pangan pokok. Pemerintah juga telah mendorong penggunaan benih unggul. Namun, selain upaya tersebut, Pemerintah juga harus terus mendorong adopsi kemajuan teknologi guna meningkatkan kemampuan dalam manajemen pertanian, antara lain:

(a) Manajemen tanah, untuk memanfaatkan kapasitas produktif tanah dan menjaga kesuburannya.
(b) Manajemen nutrisi, untuk menentukan secara akurat tambahan nutrisi yang dibutuhkan tanah bagi pertumbuhan tanaman, serta menerapkan jumlah pupuk kandang, kompos, atau pupuk komersial yang tepat guna meningkatkan hasil panen dan keuntungan pertanian, sekaligus mengurangi kehilangan nutrisi ke lingkungan.
(c) Manajemen air, untuk menentukan kebutuhan air bagi pertumbuhan tanaman dan menerapkannya secara efisien dengan mempertimbangkan ketersediaan air, drainase, serta dampak jumlah dan kualitas air di luar lahan pertanian.
(d) Pengendalian gulma, untuk mengidentifikasi ancaman gulma terhadap pertumbuhan, produktivitas, dan kualitas hasil panen, serta menentukan metode pengendalian yang diperlukan.
(e) Pengendalian hama, untuk mengidentifikasi ancaman hama dan penyakit terhadap pertumbuhan, produktivitas, serta kualitas hasil panen, serta merumuskan langkah pencegahan atau perbaikan yang diperlukan.

Berbagai negara telah secara luas menerapkan pertanian presisi untuk meningkatkan produktivitas pertanian. Pertanian presisi adalah sistem manajemen pertanian yang mengadopsi kemajuan teknologi guna memastikan tanaman memperoleh pasokan air, nutrisi, pestisida, dan herbisida dalam jumlah yang tepat—tidak berlebihan—sehingga di satu sisi dapat mencapai produktivitas optimal, dan di sisi lain tidak menurunkan kesuburan tanah serta tidak menimbulkan polusi.

Pertanian presisi memanfaatkan kemajuan teknologi sensor dan teknologi informasi untuk mengumpulkan, mengolah, serta menganalisis data terkait populasi dan kondisi tanaman, kondisi tanah, serta kondisi cuaca. Analisis prediktif dan preskriptif yang dihasilkan membantu petani dalam menentukan pola tanam dan praktik budidaya yang optimal, sehingga produktivitas pertanian dapat meningkat secara maksimal dan berkelanjutan.

Dengan kemajuan teknologi sensor optik, drone, komputasi awan (cloud computing), dan perangkat IT seluler, sistem pertanian presisi kini dapat diterapkan pada lahan pertanian yang lebih kecil, sehingga lebih sesuai dengan jenis tanaman dan kondisi lingkungan di berbagai daerah.

Beberapa teknologi yang sangat penting untuk pengembangan dan penerapan pertanian presisi antara lain:

Drone dan Perangkat Sensor

Untuk mendeteksi kondisi tanaman, kondisi tanah, serta suhu udara, kelembaban, dan curah hujan, pertanian presisi memerlukan perangkat sensor yang akurat. Salah satu sensor yang penting adalah teknologi sensor optik presisi tinggi, khususnya kamera pencitraan multispektral beresolusi tinggi.

Penggunaan perangkat sensor ini yang dipasang pada drone sangat diperlukan untuk mengukur populasi tanaman dan secara akurat memantau tanaman yang mengalami stres akibat kekurangan nutrisi dan/atau kekurangan air, hama, penyakit, serta gulma di area pertanian yang luas.

Analitik Prediktif dan Preskriptif

Analitik prediktif adalah cabang dari analitik tingkat lanjut yang digunakan untuk membuat prediksi tentang peristiwa, perilaku, dan hasil di masa depan. Teknologi ini menggunakan teknik statistik dan pemodelan prediktif canggih untuk menganalisis data saat ini dan historis serta menilai kemungkinan suatu kejadian akan terjadi. Setelah model prediktif dibangun dan diterapkan untuk menghasilkan prediksi yang akurat dan tepat waktu, apa langkah selanjutnya?

Banyak bisnis melihat analitik preskriptif sebagai langkah logis berikutnya. Jenis analitik tingkat lanjut ini menggunakan kombinasi pembelajaran mesin, aturan bisnis, dan mempertimbangkan berbagai faktor untuk merekomendasikan tindakan atau keputusan terbaik yang mungkin dilakukan. Analitik prediktif membantu menentukan apa yang kemungkinan akan terjadi selanjutnya, sementara analitik preskriptif memberikan rekomendasi tindakan yang harus diambil untuk menghadapinya.

Saat ini, pertanian presisi telah menerapkan teknologi ini. Berdasarkan data mengenai populasi dan kondisi tanaman, kondisi tanah, serta kondisi cuaca, analitik prediktif digunakan untuk memperkirakan berbagai masalah yang perlu diatasi. Berdasarkan prediksi ini, teknologi analitik preskriptif kemudian diterapkan untuk mensimulasikan berbagai pendekatan dan menentukan tindakan pencegahan serta pengobatan yang optimal. Teknologi ini merekomendasikan tindakan terbaik yang dapat dilakukan untuk mengoptimalkan praktik pertanian seperti penyiraman, pemupukan, penyemprotan pestisida atau herbisida, dan perlakuan lainnya. Dengan demikian, pemborosan input produksi, kerusakan lahan, dan pencemaran sumber air dapat dihindari.

Kontrol Jalur dengan Laju Variabel (Variable Rate Swath Control)

Kebutuhan pupuk, herbisida, pestisida, dan bahan input pertanian lainnya di setiap lokasi dalam area pertanian bervariasi tergantung pada jenis tanaman serta kondisi tanah. Untuk itu, teknologi variable rate swath control dikembangkan guna mengontrol jumlah bahan yang diterapkan di lokasi tertentu berdasarkan kondisi nyata di lokasi tersebut. Secara umum, terdapat dua pendekatan dalam pengembangan teknologi ini, yaitu berbasis peta (map-based) dan berbasis sensor (sensor-based).

• Map-based variable rate swath control menyesuaikan pemberian bahan berdasarkan peta digital preskripsi. Peta ini dihasilkan oleh teknologi analitik prediktif dan preskriptif yang memetakan kondisi tanaman dan tanah di setiap lokasi dalam area pertanian serta kebutuhan bahan inputnya. Mesin aplikasi bahan (atau drone) dilengkapi dengan pembaca peta dan penerima sinyal GPS untuk menentukan posisi mesin saat menjelajahi lahan pertanian. Berdasarkan informasi yang diberikan oleh peta digital serta posisi mesin, maka aplikasi bahan akan disesuaikan sesuai dengan kebutuhan.
• Sensor-based variable rate swath control, mesin aplikasi bahan dilengkapi dengan sensor untuk mendeteksi kondisi tanaman dan tanah, serta komputer untuk menghitung kebutuhan bahan yang diperlukan. Berdasarkan data yang diberikan oleh sensor serta karakteristik tanaman, komputer akan menghitung kebutuhan bahan secara real-time dan menyesuaikan aplikasi bahan yang dibutuhkan.

Karena kedua teknologi variable rate swath control ini memiliki keunggulan dan keterbatasan masing-masing, kombinasi keduanya perlu dikembangkan untuk mencapai hasil yang lebih optimal.

Fitogeomorfologi (Phytogeomorphology)

Salah satu aspek penting dalam pengembangan lebih lanjut pertanian presisi adalah fitogeomorfologi, yaitu ilmu yang mempelajari bagaimana fitur medan memengaruhi pertumbuhan tanaman. Ilmu ini didasarkan pada pemahaman bahwa proses fisik, kimia, dan biologis yang terjadi di permukaan atau dekat permukaan tanah memengaruhi hidrologi lahan pertanian. Penerapan ilmu ini memerlukan teknologi pemetaan topografi tiga dimensi untuk memetakan:

• Berbagai fitur lahan pertanian seperti topografi, tingkat kelembaban, pH, kandungan bahan organik, kandungan nitrogen, magnesium (Mg), kalium (K), kadar garam, serta informasi penting lainnya.
• Berbagai parameter kondisi tanaman, mulai dari kandungan klorofil hingga status ketersediaan air bagi tanaman.

Dengan kemajuan teknologi GPS, sensor, serta teknologi LIDAR (Light Imaging, Detection, and Ranging) yang digunakan untuk mengukur jarak dan profil target menggunakan pulsa cahaya, pembuatan peta topografi tiga dimensi kini dapat dilakukan. Beberapa penelitian telah memberikan gambaran tentang penerapan fitur medan dalam meningkatkan pertanian presisi.

Seperti ditunjukkan pada gambar di sebelah kanan, dari perspektif kepentingan nasional, penerapan pertanian presisi secara luas tidak hanya akan meningkatkan produktivitas pertanian secara signifikan, tetapi juga memberikan berbagai manfaat lain yang berdampak luas terhadap pembangunan ekonomi dan keberlanjutan lingkungan.

Namun, adopsi luas pertanian presisi memerlukan transformasi struktural di sektor pertanian. Penerapan sistem manajemen pertanian ini memerlukan adopsi oleh usaha pertanian berskala besar. Mengingat saat ini sebagian besar usaha pertanian dilakukan oleh petani kecil, upaya untuk menyatukan petani kecil dalam suatu kawasan pertanian menjadi pertanian korporasi berskala besar sangatlah diperlukan. Selain itu, Pemerintah perlu menyediakan layanan pendidikan dan pelatihan untuk meningkatkan keterampilan petani serta mempromosikan kapasitas R&D untuk meningkatkan efektivitas sistem manajemen pertanian ini. Pemerintah juga perlu mendorong pembentukan entitas layanan untuk menyediakan peta resep digital agar teknologi kontrol laju variabel berbasis peta dapat diterapkan.

Penerapan luas pertanian presisi akan menciptakan pasar bagi peralatan dan mesin pertanian canggih. Untuk memaksimalkan dampak ekonominya, Pemerintah juga perlu mendorong investasi dalam produksi perangkat keras dan perangkat lunak pertanian presisi. Dengan demikian, seperti yang ditunjukkan dalam diagram sebelah kiri, penerapan luas sistem manajemen pertanian ini tidak hanya akan meningkatkan kontribusi sektor pertanian terhadap PDB, tetapi juga memperkuat hubungan antara sektor pertanian dan sektor manufaktur sehingga struktur ekonomi nasional akan semakin kuat.

Seperti yang dibahas di atas, Pemerintah diharuskan memiliki cadangan pangan pokok yang cukup untuk mengintervensi kekurangan pasokan pangan pokok atau kenaikan harga pangan pokok yang tidak terkendali. Mengingat bahwa kualitas cadangan harus dijaga, stok hanya dapat disimpan dalam jangka waktu tertentu. Oleh karena itu, pemerintah harus secara berkala menjual stok pangan pokoknya.

Mengingat bahwa Pemerintah harus mengelola volume cadangan yang besar, rotasi pembelian dan penjualan untuk mempertahankan level dan kualitas stok juga cukup besar. Oleh karena itu, Pemerintah perlu mempertimbangkan bahwa pembelian volume besar pangan pokok dari daerah yang mengalami kekurangan atau surplus produksi yang sedikit dapat berpotensi mengganggu kestabilan harga. Di sisi lain, menjual stok ke daerah-daerah tersebut dapat menstabilkan harga.

Gambar di atas menunjukkan peta keseimbangan produksi beras regional dan konsumsi rumah tangga, yang dikelompokkan ke dalam 5 klaster regional berdasarkan lokasi pelabuhan utama tol laut nasional:

• Klaster Belawan mencakup wilayah Nanggroe Aceh Darussalam, Sumatera Utara, Riau, dan Kepulauan Riau.
• Klaster Jakarta mencakup wilayah Sumatera Barat, Jambi, Sumatera Selatan, Bengkulu, Lampung, Bangka Belitung, Banten DKI Jakarta, Jawa Barat, dan Kalimantan Barat.
• Klaster Surabaya mencakup wilayah Jawa Tengah, DI Yogyakarta, Jawa Timur, Bali, Kalimantan Tengah, Kalimantan Selatan, Nusa Tenggara Barat, dan Nusa Tenggara Timur.
• Klaster Makassar mencakup seluruh wilayah Pulau Sulawesi, Kalimantan Timur, dan Kalimantan Utara.
• Klaster Ambon mencakup seluruh wilayah Maluku dan Papua.

Rata-rata, pada periode 2018-2021, Klaster Surabaya mengalami surplus besar dalam produksi beras, Klaster Makassar mengalami surplus sedang, Klaster Jakarta mengalami surplus sedikit, sementara Klaster Belawan dan Klaster Ambon mengalami defisit sedikit.

Seperti yang telah dibahas, Pemerintah harus membeli beras dalam jumlah besar dari klaster-klaster dengan surplus besar dan mendistribusikannya ke klaster-klaster dengan defisit. Untuk mengoptimalkan biaya transportasi beras dari klaster surplus ke klaster defisit, serta mendistribusikan beras ke daerah-daerah defisit, diperlukan jaringan rantai pasokan hub dan spoke. Di setiap klaster, diperlukan hub rantai pasokan untuk mendukung pemenuhan pasokan beras ke daerah-daerah di bawah kendalinya. Jika di klaster defisit terdapat daerah dengan surplus yang cukup besar, maka pengadaan beras di daerah tersebut untuk memenuhi kebutuhan stok di hub dapat dilakukan dengan mempertimbangkan dampaknya terhadap kestabilan harga. Kekurangan dapat dipenuhi dari hub di klaster surplus besar.

Dengan pendekatan ini, kebutuhan stok di setiap hub dapat direncanakan dengan mempertimbangkan keseimbangan pasokan-permintaan di setiap klaster serta potensi gangguan pasokan di wilayah-wilayah dalam klaster tersebut.