II. TINJAUAN PUSTAKA A. PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TANAMAN PADI Keseluruhan organ tanaman padi terdiri dari dua kelompok, yakni organ vegetatif dan organ generatif (reproduktif). Bagian-bagian organ vegetatif meliputi akar, batang dan daun, sedangkan bagian organ generatif terdiri dari malai, gabah dan bunga (Manwan, 1988). Sejak berkecambah sampai panen tanaman padi memerlukan waktu 3-6 bulan, yang keseluruhannya terdiri dari dua stadia pertumbuhan, yakni vegetatif dan generatif. Fase reproduktif selanjutnya terdiri dari dua fase, yakni pra berbunga dan pasca berbunga. Periode pasca berbunga disebut juga sebagai metode pemasakan, oleh karena itu (Yoshida, 1981) membagi pertumbuhan padi menjadi tiga bagian yakni fase vegetatif, reproduktif dan pemasakan. Fase vegetatif meliputi pertumbuhan tanaman dari mulai berkecambah sampai dengan inisiasi primordia malai; fase reproduktif dimulai dari inisiasi primordia malai sampai berbunga (heading) dan fase pemasakan dimulai dari berbunga sampai masak panen (Manwan, 1988). Untuk suatu varietas berumur 120 hari yang ditanam di daerah tropis, maka fase vegetatif memerlukan 60 hari, fase reproduktif 30 hari, dan fase pemasakan 30 hari (Manwan, 1988). Fase pertumbuhan vegetatif merupakan fase yang menyebabkan terjadinya perbedaan umur panen, sebab lama fase-fase reproduktif dan pemasakan tidak dipengaruhi oleh varietas maupun lingkungan (De Datta, 1981). Selama fase pertumbuhan vegetatif, anakan bertambah dengan cepat, tanaman bertambah tinggi dan daun tumbuh secara regular. Anakan aktif ditandai dengan pertambahan anakan yang cepat sampai tercapai anakan maksimal. Stadia anakan maksimal dapat bersamaan, sebelum atau sesudah inisiasi primordia malai. Fase tumbuh dari anakan sampai inisiasi malai disebut vegetative-lag phase yang merupakan sasaran pemuliaan untuk memperpendek umur tanam. Setelah anakan maksimal tercapai, sebagian dari anakan akan mati dan tidak menghasilkan malai. Anakan tersebut dinamakan anakan yang tidak efektif.
5
Stadia reproduktif ditandai dengan memanjangnya beberapa ruas teratas pada batang, yang sebelumnya tertumpuk rapat dekat permukaan tanah. Di samping itu stadia reproduktif juga ditandai dengan berkurangnya jumlah anakan, munculnya daun bendera, bunting dan pembungaan (heading). Inisiasi primordia malai biasanya dimulai 30 hari sebelum heading. Stadia inisiasi ini hampir bersamaan dengan memanjangnya ruas-ruas yang terus berlanjut dalam berbunga. Oleh sebab itu, stadia reproduktif disebut juga stadia pemanjangan ruas-ruas. Inisiasi primordia malai hanya dapat dilihat secara mikroskopik. Apa yang disebut sebagai primordia dalam praktek sehari-hari sebagai stadia pemupukan nitrogen susulan, pada hakikatnya bukan lagi inisiasi primordia malai, sebab pada saat itu panjang malai sudah 1 mm (Yoshida, 1981). Pembungaan (heading) adalah stadia keluarnya malai, sedangkan antesis segera mulai setelah heading. Oleh sebab itu, heading diartikan sama dengan antesis ditinjau dari segi hari kalender. Dalam suatu rumpun atau komunitas tanaman, fase pembungaan memerlukan waktu 10-14 hari, karena terdapat perbedaan laju perkembangan antar tanaman maupun antar anakan. Apabila 50 persen bunga telah keluar, maka pertanaman tersebut dianggap dalam fase pembungaan (Vergara, 1976). Antesis telah mulai bila benang sari bunga yang paling ujung pada tiap cabang malai telah tampak keluar. Pada umumnya antesis berlangsung antara pukul 08.00-13.00 dan persarian (pembuahan) akan selesai dalam 5-6 jam setelah antesis. Dalam suatu malai, semua bunga memerlukan waktu 7-10 hari untuk antesis, tetapi pada umumnya hanya 5 hari. Antesis terjadi 25 hari setelah bunting (Yoshida, 1981). Berdasarkan hal-hal tersebut maka dapat diperkirakan bahwa berbagai komponen pertumbuhan dan hasil telah mencapai maksimal sebelum bunganya sendiri keluar dari pelepah daun bendera. Jumlah malai pada tiap satuan luas tidak bertambah lagi 10 hari setelah anakan maksimal, jumlah gabah pada tiap malai telah ditentukan selama periode 32-5 hari sebelum heading. Sementara itu ukuran sekam hanya dapat dipengaruhi oleh radiasi selama dua minggu sebelum antesis (Matsushima, 1970).
6
Setelah antesis, pertumbuhan memasuki stadia pemasakan yang terdiri dari masak susu dough (masak bertepung), menguning dan masak panen. Periode pemasakan ini memerlukan waktu kira-kira 30 hari dan ditandai dengan penuaan daun. Suhu sangat mempengaruhi periode pemasakan (Vergara 1976). Keberhasilan budidaya tanaman ditentukan oleh pertumbuhannya. Jika pertumbuhan tanaman baik, maka hasil panen akan baik dan petani akan memetik keuntungan dari usahanya. Sebaliknya jika pertumbuhan tanaman kurang baik, maka petani akan menderita kerugian. Dalam budidaya padi, pertumbuhan atau fenotip merupakan gabungan beberapa indikator tumbuh seperti tinggi tanaman, anakan, warna, luas daun dan berat bahan hijauan (Manwan 1988). Untuk pertumbuhannya, padi memerlukan hara, air, dan energi. Hara adalah unsur pelengkap dari komposisi asam nukleik, hormon dan enzim yang berfungsi sebagai katalis dalam merombak fotosintat atau respirasi menjadi senyawa yang lebih sederhana dan energi. Hara dan air diperoleh tanaman padi dari tanah, sedang fotosintat diperoleh dari daun melalui proses fotosintesis. Hasil
akhir
dari
pertumbuhan
padi
adalah
produksi
gabah.
Keseimbangan antara fotosintesis dan respirasi tercermin dari produksi gabah. Fotosintesis dan respirasi adalah proses biokimia tanaman padi yang sangat ditentukan oleh ketersediaan hara dan air serta oleh keadaan cuaca/iklim.
B. IKLIM Iklim merupakan pencirian dari keadaan/fisik atmosfer di atas dan di dekat permukaan bumi pada suatu periode waktu tertentu (Bey, 1991). Secara kuantitatif iklim disebut sebagai besaran-besaran fisik yang teramati dan berlangsung dalam periode lama. Sedangkan cuaca adalah penjelasan tentang kondisi fisik atmosfer pada saat tertentu. Indonesia termasuk ke dalam iklim tropik basah yang isothermik (Manwan, 1988). Hal ini pula yang menyebabkan Indonesia mengalami dua musim, yaitu musim hujan dan kemarau.
7
Dalam pertanaman padi, faktor lingkungan terutama faktor iklim sangat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman tersebut yang pada akhirnya mempengaruhi pula
tingkat produksinya. Walaupun
usaha
peningkatan produksi pangan bisa dilakukan dengan menggunakan cara-cara ekstensifikasi (pembukaan areal baru) ataupun intensifikasi (misal dengan varietas baru, pemupukan dan sebagainya), tetapi semua usaha tersebut harus disertai perhatian yang cukup terhadap fluktuasi cuaca. Hal ini penting karena kondisi iklim areal baru akan sangat menentukan komoditas yang dapat diusahakan, varietas baru mungkin lebih peka terhadap cuaca. Curah hujan, radiasi surya dan lama penyinaran, suhu udara, kelembaban nisbi dan angin adalah unsur cuaca yang menentukan pertumbuhan dan produksi tanaman padi.
1. Curah Hujan/Presipitasi Curah hujan merupakan sumber air utama bagi tanaman. Curah hujan/presipitasi dinyatakan dalam millimeter (mm) (Manan, 1986). Curah hujan di Indonesia berkisar dari 2 000-4 000 mm per tahun. Kebutuhan air tanaman identik dengan laju transpirasi tanaman. Selanjutnya kebutuhan air pada suatu areal pertanaman identik dengan laju evapotranspirasi tanaman (Bey, 1991). Dengan demikian, curah hujan menyediakan air bagi tanaman padi. Air adalah penghubung antara lingkungan perakaran padi yaitu tanah dengan lingkungan daun dan batang yaitu lingkungan atas tanah. Secara umum tanaman padi dapat tumbuh pada curah hujan ratarata per tahun lebih dari 1 000 mm.
2. Radiasi Surya Laju fotosintesis sangat ditentukan oleh intensitas sinar matahari yang sampai ke permukaan daun. Intensitas sinar matahari selama 30-45 hari sebelum panen menentukan pengisian malai dan hasil padi (Fagi dan De Datta 1981 dalam Manwan 1988). Untuk memperoleh hasil padi yang tinggi, waktu tanam dapat diatur agar fase reproduktif jatuh pada saat intensitas sinar matahari tinggi.
8
Daya tangkap sinar matahari dari varietas padi unggul yang tinggi menyebabkan laju fotosintesis yang tinggi pula. Akibatnya varietas padi unggul memerlukan unsur hara yang lebih banyak untuk mengimbangi laju fotosintesis itu. Apabila hara tanah tidak mencukupi, maka dilakukan pemupukan yang intensif.
3. Lama Penyinaran Padi tergolong jenis tanaman hari pendek (short-day plant) sehingga agak peka terhadap perubahan panjang hari dan lama penyinaran. Beberapa varietas padi tergolong peka terhadap perubahan panjang hari. Jika varietas padi demikian ditanam di musim kemarau dengan hari panjang, umur dari sejak tanam sampai panen akan bertambah panjang pula.
4. Temperatur/Suhu Udara Dalam Glossary of Meteorology suhu atau temperatur disebutkan sebagai derajat panas atau dingin yang diukur berdasarkan skala tertentu dengan
menggunakan
berbagai
tipe
termometer
(Staf
Pengajar
Klimatologi, 1985). Suhu harian dapat dihitung dengan berbagai cara, di antaranya melalui rata-rata pembacaan 24 jam dari jejak tanda suatu termogram (Staf Pengajar Klimatologi, 1985). Badan Meteorologi dan Geofisika Jakarta menggunakan waktu pembacaan pada pukul 07.00, 13.00 dan 17.00 dengan rumus suhu rata-ratanya adalah:
T = 2 x T(07.00) + T(13.00) + T(17.00) 4 Hubungan
antara
altitude
dan
suhu
di
Indonesia
yang
dikembangkan Oldeman (1977) adalah:
T max = 31.3 – 0.0062 X T min = 22.8 – 0.0053 X
9
di mana : T max = Temperatur maksimum (0C) T min = Temperatur minimum (0C) X
= Ketinggian daerah di atas permukaan laut (meter)
Pertumbuhan tanaman akan terganggu atau terhenti jika suhu melampaui batas minimum atau maksimum tanaman. Di antara kedua ekstrim tersebut terdapat suhu optimum di mana pertumbuhan tanaman akan berjalan lancar, seperti yang ditunjukkan oleh Yoshida (1981) yang disertai suhu kritik untuk setiap stadia tumbuh (Tabel 5). Tabel 5. Kisaran suhu udara optimum dan kritik pada berbagai stadia tumbuh padi Stadia Tumbuh Perkecambahan Perkembangan kecambah Perakaran Perkembangan daun Perakaran Inisiasi malai Diferensiasi malai Anthesis-pembungaan Pematangan
Optimum 20-35 25-30 25-28 31 25-31 30-33 20-25
Kritik Rendah Tinggi 10 45 12-13 35 16 35 7-12 45 9-16 33 15 15-20 38 22 35 12-18 30
5. Kelembaban Udara Kelembaban udara relatif/nisbi adalah perbandingan jumlah uap air yang ada di udara dengan jumlah maksimum uap air yang dikandung pada suhu dan tekanan tertentu. Kisaran kelembaban nisbi optimum untuk tanaman padi adalah 50-90 persen (Tanaka, 1976 dalam Manwan 1988). Kelembaban tinggi dapat mengganggu penyerbukan dan meningkatkan hama penyakit. Pengukuran kelembaban nisbi/relative humidity (RH) ratarata harian menggunakan rumus sebagai berikut: RH = 2 x RH(07.00) + RH(13.00) + RH(18.00) 4
10
6. Awan dan Angin Awan mempengaruhi suhu udara dengan memantulkan dan memancarkan radiasi matahari dan menyerap radiasi bumi (Hidayati, 1995). Awan merupakan produk dari siklus hidrologi yang sangat membantu proses turunnya hujan. Jenis hujan yang turun dari atmosfer bergantung pada kedaan awan. Angin adalah pergerakan udara pada arah horizontal atau hampir horizontal. Angin bergerak dari tempat yang bertekanan tinggi ke tempat yang bertekanan rendah (Manan, 1986).
C. PENDUGAAN KEMATANGAN PADI Telah lama diketahui bahwa sistem harian kalender untuk menentukan kematangan padi mempunyai keterbatasan yang besar, terutama jika digunakan pada daerah iklim yang berbeda. Suatu cara yang lebih akurat adalah bila didasarkan pada faktor lingkungan yang sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Sampai saat ini metode akumulasi panas merupakan cara yang paling praktis dan diterima secara luas untuk menentukan umur dan saat panen. Prinsip satuan panas dikembangkan atas dasar pendekatan antara klimatologi dengan agronomi untuk menaksir laju pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Smith dan Newman (1969) dalam Ismal (1981) mendefinisikan akumulasi panas. Menurutnya metode akumulasi panas adalah suatu metode yang digunakan untuk mempelajari hubungan antara suhu dan pertumbuhan tanaman dengan jalan mengakumulasikan suhu rata-rata harian di atas suhu dasar, selama masa tumbuh. Suhu mempunyai peranan utama dan berkorelasi tinggi dalam proses pertumbuhan karena suhu dapat pula mempengaruhi aktivitas metabolisme tanaman. Metode akumulasi panas merupakan pengembangan dari konsep Reamur yang merupakan pendekatan awal untuk menjelaskan variasi tanggapan tanaman pada daerah iklim yang berbeda dengan menggunakan data temperatur. Konsep ini dapat dijelaskan dengan persamaan berikut:
11
M
Σ Tm = SP
; Tm = 0 untuk Tm < 0 0C
P
Tm adalah temperatur harian rata-rata, mulai penanaman (P) hingga dewasa/mature (M). Dan SP (Satuan Panas) adalah konstanta dalam satuan 0C yang merupakan jumlah Tm. Atau lebih umum jika batas pertumbuhan atau perkembangan bukan nol, misalnya a maka:
M
Σ (Tm – a) = SP
; (Tm – a) = 0 untuk Tm < a
P
Dalam
penelitiannya
pada
tanaman
jagung,
Ismal
(1983)
membandingkan konsep ini dengan tiga macam metode menghitung jumlah panas, yaitu satuan panas bereduksi rendah, satuan panas bereduksi tinggi dan metode klasik dengan jumlah hari. Satuan panas bereduksi rendah dan satuan panas bereduksi tinggi merupakan koreksi terhadap konsep Reamur. Koreksi hanya dilakukan terhadap suhu rata-rata harian yang melebihi suhu optimum 30 0C (Gilmore dan Rogers 1958). Selebihnya suhu rata-rata harian akan dikalkulasi dengan konsep Reamur. Persamaan koreksi pada satuan panas bereduksi rendah adalah sebagai berikut: M
M
SP = Σ {( Tmaks + T min )/2 – 10} - Σ (T maks – 30)/2 i=1
i=1
untuk T maks > 30 0C Sedangkan satuan koreksi pada satuan panas bereduksi tinggi adalah sebagai berikut: M
M
SP = Σ {( Tmaks + T min )/2 – 10} - Σ (T maks – 30) i=1
i=1
untuk T maks > 30 0C
12
Dalam penelitiannya Ismal (1983) menemukan bahwa satuan panas bereduksi tinggi sebagai metode paling baik untuk dipakai karena memiliki koefisien keragaman yang nyata lebih kecil. Di Indonesia metode akumulasi panas telah banyak digunakan. Ismal (1989) menganjurkan pemakaian metode ini di Indonesia untuk tanaman industri dan telah menggunakannya untuk menentukan kematangan pada jagung. Rachman (2002) telah menggunakan metode yang sama untuk tanaman padi pada beberapa tempat dengan ketinggian berbeda di wilayah Jawa Barat. Mengingat padi merupakan jenis tanaman yang sangat dibutuhkan oleh masyarakat sebagai bahan makanan pokok, maka hal tersebut layak untuk dilanjutkan. Handoko (1994) menyusun persamaan dari konsep Reamur untuk mendapatkan persamaan yang berlaku umum pada berbagai tempat penanaman padi di Indonesia sebagai berikut: M
SP = Σ {( T maks + T min )/2 – Td} i=1
di mana : SP
= jumlah panas (degree day)
T maks
= suhu maksimum harian (0C)
T min
= suhu minimum harian (0C)
Td
= suhu dasar
i
= hari mulai tanam sampai matang fisiologis (M) 50 % (black layer)
Handoko (1994) menerapkan rumusan di atas pada studi kasus tanaman padi varietas IR 64 dan Ciliwung dengan suhu dasar 17 0C. Dari parameter perkembangan tanaman tersebut diperlukan panas sebanyak 980 dd untuk mencapai kematangan dan layak panen. Kita dapat menentukan jumlah panas yang dibutuhkan untuk mencapai kematangan pada
varietas lain,
dengan membandingkan hari panen dalam data deskripsi varietas.
13
D. PENDUGAAN HASIL PADI Radiasi surya merupakan unsur iklim yang sangat berperan dalam pertumbuhan dan produksi tanaman melalui energi untuk fotosintesis. Pada proses fotosintesis, klorofil daun menyerap energi radiasi surya pada kisaran panjang gelombang PAR (Photosynthetic Active Radiation) yaitu antara 0.380.68 μm. Laju fotosintesis meningkat sampai titik kejenuhan cahaya dengan semakin tingginya kerapatan fluks radiasi. Nisbah antara peningkatan laju fotosintesis dengan peningkatan kerapatan fluks radiasi disebut efisiensi penggunaan radiasi surya (Pahlevi, 2006). Untuk tanaman yang tumbuh di lapang, efisiensi penggunaan radiasi surya biasanya dinyatakan dengan nisbah antara penambahan massa tanaman dengan jumlah radiasi yang diintersepsi tajuk tanaman (Handoko, 1994). Intersepsi radiasi surya yaitu selisih antara radiasi yang datang dengan radiasi yang ditransmisikan. Intersepsi radiasi surya dipengaruhi berbagai faktor, antara lain indeks luas daun (leaf area index) dan jarak tanam/populasi tanaman. Produksi biomassa potensial dihitung berdasarkan efisiensi penggunaan radiasi surya yang diintersepsi tajuk tanaman. Untuk menghitung radiasi yang diintersepsi digunakan hukum Beer (Handoko, 1994) sebagai berikut: Q int = (1 - τ) . Q s
;
τ = e –k . LAI
di mana: Q int
= radiasi yang diintersepsi (MJ m-2)
τ
= proporsi radiasi surya yang ditransmisikan oleh tajuk tanaman
k
= koefisien pemadaman
Qs
= radiasi surya (MJ m-2)
LAI
= indeks luas daun
Nilai parameter ditentukan berdasarkan nilai rata-rata selama sehari, yang selanjutnya dirata-ratakan selama musim pertumbuhan dan nilainya sekitar 0.5 (Handoko, 1994). Produksi biomassa potensial dihitung
14
berdasarkan hasil kali antara efisiensi penggunaan radiasi surya (ε) dengan radiasi yang diintersepsi (Q
int).
Handoko (1994) menentukan nilai ε sebesar
-1
0.0014 kg MJ . Atau dapat dirumuskan sebagai berikut: dw = ε . Q int
di mana : dw = produksi biomassa potensial (ton ha-1) ε
= efisiensi penggunaan radiasi surya (kg MJ-1)
Dari persamaan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa nilai produksi biomassa potensial berbanding lurus dengan radiasi yang diintersepsi oleh tajuk tanaman. Sehingga dengan meningkatnya radiasi yang mampu diintersepsi tajuk, dapat menambah akumulasi biomassa tanaman. Nilai produksi biomassa potensial menjadi acuan untuk menentukan potensi hasil padi. Setiap varietas tanaman padi memiliki nilai indeks panen. Indeks panen (harvest index) merupakan nilai kemampuan potensi panen suatu tanaman. Nilai indeks panen dikalikan dengan nilai produksi biomassa akan menghasilkan nilai potensi produksi padi (yield). Atau dapat dirumuskan sebagai berikut:
Y = hi . dw
di mana : Y = produksi biomassa potensial (ton ha-1) hi = indeks panen dw = produksi biomassa potensial (ton ha-1)
Namun demikian, kondisi aktual yang terjadi di lapangan belum mencapai nilai potensi produksi padi yang ideal. Hal ini dikarenakan banyak hambatan budidaya padi yang belum dapat ditangani dengan baik.
15
E. SISTEM INFORMASI Sistem adalah sekumpulan komponen yang saling bekerjasama untuk mencapai suatu tujuan (Winarno, 2004). Masing-masing komponen memiliki fungsi yang berbeda dengan yang lain, tetapi tetap dapat bekerjasama. Fungsi sistem yang utama adalah menerima masukan, mengolah masukan dan menghasilkan keluaran. Agar dapat menjalankan fungsinya, sistem harus memiliki komponen-komponen input, proses, keluaran dan kontrol untuk menjamin bahwa semua fungsi dapat berjalan dengan baik. Hubungan antar komponen sistem dapat dilihat pada Gambar 1.
Perangkat masukan
Pemroses
Perangkat Keluaran
Perangkat Kontrol Gambar 1. Skema komponen sistem (Winarno, 2004)
Menurut Winarno (2004) data adalah representasi atau wakil dari suatu objek. Data diciptakan untuk mempermudah komunikasi dan pemrosesan data. Agar dapat menggambarkan objek yang diwakilinya, harus dipilih data yang paling sesuai. Data yang akurat bila diproses juga akan menghasilkan informasi yang akurat. Informasi adalah data yang telah diolah sehingga berguna dalam proses pengambilan keputusan. Post dan David (2003) menyatakan bahwa, informasi merupakan data yang telah diolah, diorganisir, dan digabungkan untuk memberikan pengertian yang lebih dalam. Sistem informasi memiliki banyak pengertian sesuai dengan sudut pandang yang mengartikannya. Jika dilihat dari bidang komputerisasi, sistem informasi dapat diartikan sebagai aplikasi komputer untuk mendukung operasi dari
suatu
organisasi
yang
meliputi
pengoperasian,
instalasi,
perawatan/pemeliharaan komputer, perangkat lunak, dan data. Pengertian lain dari sistem informasi adalah sekumpulan hardware, software, brainware,
16
prosedur dan atau aturan yang diorganisasikan secara integral untuk mengolah data menjadi informasi yang bermanfaat guna memecahkan masalah dan pengambilan keputusan (www.wikipedia.org). Sistem
informasi
adalah
sekumpulan
komponen
yang
saling
bekerjasama, yang digunakan untuk mencatat data, mengolah data dan menyajikan informasi untuk para pembuat keputusan agar dapat menghasilkan keputusan dengan baik (Winarno, 2004). Menurut O’Brien (1991) sistem informasi adalah suatu sistem yang menerima sumber data sebagai masukan dan mengolahnya menjadi produk iformasi sebagai keluaran. Tujuan sistem informasi adalah mengubah data menjadi informasi. Sistem informasi berbasis komputer merupakan sebuah sistem yang terintegrasi, sistem antara manusia dan mesin yang memanfaatkan perangkat keras dan perangkat lunak komputer, prosedur, dan basis data yang bertujuan untuk menyediakan informasi yang mendukung operasi, manajemen dan fungsi pengambilan keputusan dalam suatu organisasi (Kadir, 2003). Sistem informasi berbasis komputer merupakan bagian dari sistem informasi. Oleh sebab itu terdapat hubungan yang sangat erat antara sistem informasi dan sistem komputer. Menurut O’Brien (1999), model sistem informasi didasarkan pada konsep sistem yang dilengkapi dengan performance control system dan data store, serta memiliki 5 (lima) sumber daya, yaitu (1) perangkat lunak (software), (2) perangkat keras (hardware), (3) data (dataware), (4) manusia (brainware), dan (5) jaringan (netware), di mana kegunaannya untuk melakukan 7 (tujuh) aktivitas, yaitu pemasukan data (data entry), pemrosesan (processing),
penyimpanan
(storing),
perolehan
kembali
(retrieving),
memproduksi dan mendistribusikan informasi (producing and distributing info), melaporkan (reporting), dan merespon (responding). Model sistem informasi menurut O’Brien (1999) dapat dilihat pada Gambar 2.
17
B
RA
W IN
AR
S O Data F T W A R E
DA
E
TA
Performance Control System
Process
Data Store
WA
RE
H A R Info D W A R E
NETWARE
Gambar 2. Model sistem informasi menurut O’Brien (1999). Menurut pendapat Stair (1986) di dalam Syughly (1999), karakteristik dari sistem informasi yang baik adalah : 1. Tepat waktu, artinya informasi sampai pada penerimanya tidak terlambat. 2. Akurat, yaitu informasi tersebut bebas dari kesalahan dan tidak bias. 3. Fleksibel, yaitu sistem informasi dapat digunakan di masa kini dan yang akan datang. 4. Bernilai ekonomi, yaitu manfaat dari informasi lebih besar dibanding biaya yang dikeluarkan untuk mendapatkannya. 5. Reliable, yaitu informasi benar-benar nyata. 6. Singkat dan sederhana, yaitu mudah dibaca dan dimengerti oleh penerima informasi. Seperti yang berlaku pada kebanyakan proses, pengembangan sistem informasi juga memiliki daur hidup berupa daur hidup pengembangan sistem informasi, atau secara lebih umum dinamakan SDLC (System Development Life Cycle) atau daur hidup pengembangan sistem. SDLC merupakan metodologi klasik yang digunakan untuk mengembangkan, memelihara dan menggunakan sistem informasi. Metodologi ini mencakup sejumlah fase atau tahapan. Kadir (2003) menggambarkan model air terjun dalam SDLC (Gambar 3), dengan tahapan sebagai berikut : 1. Investigasi sistem, mencakup perumusan masalah yang terjadi di lapangan dan solusi atau alternatif pemecahannya. Pada tahapan ini juga dilakukan studi kelayakan sistem informasi yang akan dibangun.
18
2. Analisis sistem, yaitu identifikasi kebutuhan fungsional spesifik pengguna mencakup hal-hal detail yang akan dikerjakan oleh sistem informasi ketika diimplementasikan. 3. Desain sistem, terdiri dari aktivitas sistem yang menghasilkan spesifikasi sistem yang memenuhi kebutuhan fungsional dalam tahap analisis sistem. Aktivitas desain yang dimaksud meliputi desain user interface, desain data dan desain proses. 4. Implementasi sistem, melibatkan pengadaan hardware dan software, pengembangan software, pengujian program dan prosedur, pembangunan dokumentasi dan berbagai aktivitas instalasi. 5. Perawatan sistem, melibatkan proses monitoring, evaluasi dan modifikasi sistem untuk membuat perbaikan yang diinginkan secara periodik. Kesalahan dalam pembangunan sistem dapat dikoreksi oleh aktivitas perawatan sistem.
Rumusan masalah
Investigasi sistem Peninjauan kembali permasalahan
Kebutuhan sistem
Analisis sistem Perubahan lingkup/ kebutuhan
Desain sistem
Kesalahan yang tak mungkin implementasi dilaksanakan Implementasi kurang lengkap
Desain
Implementasi sistem
Sistem siap beroperasi
Perawatan sistem
Gambar 3. Model air terjun dalam tahap SDLC (Kadir, 2003)
19
F. SISTEM MANAJEMEN BASIS DATA Basis data adalah pengorganisasian sekumpulan data yang saling terkait sehingga memudahkan aktivitas untuk memperoleh informasi (Kadir, 2003). Untuk mengelola basis data diperlukan perangkat lunak yang disebut DBMS (Database Management System). DBMS adalah developer yang mengolah database, menyimpan data, mendukung bahasa query pembuatan laporan dan dapat menampilkan data entry (Post, 1999). Tujuan utama DBMS adalah menyediakan lingkungan yang convenient dan efisien untuk penggunaan dalam mendapatkan kembali (retrieve) dan menyimpan informasi dari dan ke database (Korth dan Silberschatz, 1986). Kadir (2003) mengemukakan elemen yang harus tersedia dalam lingkungan basis data, yaitu: 1) Perangkat keras 2) Perangkat lunak 3) Database 4) Prosedur (teknik perencanaan dan desain database) 5) Orang (administrator basis data, programer dan pengguna) Falsafah pokok dalam mendesain DBMS adalah dengan melihat sistem informasi apa yang akan didukung oleh DBMS tersebut. Untuk itu terdapat empat tahapan dalam mendesain DBMS, yaitu: 1) Menentukan data yang perlu disimpan 2) Menentukan relasi yang terjadi antar data 3) Menentukan operasi-operasi basis data yang diperlukan 4) Menentukan model data yang digunakan DBMS meliputi kegiatan: 1) Pendefinisian struktur penyimpanan informasi 2) Penyediaan mekanisme pengolahan dan pemanfaatan informasi 3) Pengamanan bagi informasi terhadap usaha-usaha pengaksesan oleh orang-orang yang tidak berwenang Whittington (1988) menyatakan tiga komponen DBMS, yaitu: 1) Query Processor; berfungsi menerima permintaan pengguna dan mengolahnya menjadi suatu form yang merupakan hasil olahan tersebut
20
2) Transaction Manager; bertugas mengatur pengolahan data sesuai permintaan pengguna 3) Toolset; bertugas menyediakan fasilitas untuk berbagai kegiatan seperti pembuatan basis data, restrukturisasi basis data, sistem pengawasan dan pengembangan aplikasi Basis data menjalankan lima tipe pembatas (Jones, 2000), yaitu: 1) Not null; field tidak bernilai null (tanpa nilai) 2) Unique; field harus bernilai unik dengan kolomnya 3) Primarry key; kombinasi dari unique dan not null. Sebuah tabel hanya memiliki satu primary key 4) Foreign key; mendefinisikan hubungan antara dua tabel, baik itu one-toone (1:), one-to-many (1:M), atau many-to-many (M:N) 5) Check; menjalankan rule berdasarkan nilai data yang ada Basis data memiliki satu keuntungan besar yang disebut query. Sebuah query merupakan permintaan untuk mengambil informasi dari database dan merubah atau menambah data ke sebuah database. Korth dan Silberschatz (1986) mengklasifikasikan bahasa query berdasarkan cara melakukan query, yaitu bahasa query procedural ataupun non-procedural. Pada bahasa query procedural, pengguna mencari informasi dengan menginstruksikan sistem untuk melakukan urutan operasi-operasi yang ditentukan oleh pengguna pada database hingga hasil yang diinginkan diperoleh. Pada bahasa query nonprocedural, pengguna cukup menyampaikan karakteristik informasi yang dicari tanpa harus memberikan jenis dan urutan operasi pada database. Bahasa query juga dibagi menjadi bahasa query teoritis, yaitu bahasa formal (matematis) untuk mengekspresikan suatu query, dan bahasa komersial, yaitu implementasi dari bahasa query teoritis yang digunakan dalam paket perangkat lunak komersial. Bahasa query teoritis yang bersifat procedural adalah aljabar relasional (relational algebra), sedangkan yang non-procedural adalah tuple relational calculus dan domain relational calculus. Bahasa query komersial yang procedural adalah SQL (Structured Query Languange) dan yang non-procedural adalah QBE (Query by Example).
21
G. MICROSOFT VISUAL BASIC.NET Tahun 2002 Microsoft secara resmi merilis produk berbasis .NET, salah satunya adalah bahasa pemrograman Visual Basic .NET (VB.NET). Bahasa pemrograman ini merupakan penyempurnaan dari Visual Basic 6.0 yang sudah sangat sering digunakan programer hampir di seluruh dunia. Pengembangan ini dilakukan Microsoft untuk memberikan pemakai akses ke informasi, file atau program, setiap saat, setiap tempat, setiap platform dan setiap device/perangkat. VB.NET adalah bahasa pemrograman untuk membuat aplikasi berbasis windows, aplikasi form web ASP.NET (Active Server Pages), layanan web XML (Extensible Markup Language) dan aplikasi mobile seperti komputer palm dan pocket PC (Kusumo, 2004). ASP.NET (Active Server Pages) adalah bahasa pemrograman lingkungan aplikasi terbuka (open application environment) berjenis server-side untuk membangun aplikasi berbasis web (internet). Sedangkan XML (Extensible Markup Language) adalah format dokumen berbasis teks mirip dengan HTML, tetapi khusus untuk menyimpan informasi dan merupakan metode untuk menampilkan data terstruktur. Kusumo (2004) mengemukakan alasan memilih VB.NET, yaitu: 1) Menyederhanakan develoyment VB.NET mengatasi masalah seperti develoyment dari aplikasi berbasis windows yaitu ”DLL Hell” dan registrasi COM (Component Object Model). Secara berdampingan versioning (pengaturan versi komponen) mencegah tertindihnya dan terkorupsinya komponen dan aplikasi. Develoyment secara XCOPY memungkinkan pengembang menginstal aplikasi windows ke mesin client cukup dengan menyalin file ke suatu direktori. 2) Menyederhanakan pengembangan perangkat lunak VB.NET memiliki fitur compiler yang bekerja secara background realtime dan daftar task/tugas untuk penanganan bug/kesalahan program sehingga pengembang dapat langsung memperbaiki kesalahan kode yang terjadi. VB.NET menyederhanakan pembuatan komponen.
22
3) Mendukung OPP Dalam VB.NET pengguna dapat membuat kode class yang dapat digunakan kembali menggunakan konstruksi berbasis objek. VB.NET memiliki
fitur
bahasa
implementasinya
pemrograman
secara
berbasis
penuh:
objek
termasuk
inheritance/pewarisan,
encapsulation/pembungkusan dan polymorphism/banyak bentuk. 4) Mempermudah pengembangan aplikasi berbasis web Untuk mengembangkan aplikasi web, disediakan desainer form web, di mana digunakan mekanisme ”drag” dan ”drop” untuk membangun form. Editor HTML diperkaya untuk dapat bekerja pada halaman web. Terdapat pula layanan web XML yang memungkinkan suatu aplikasi berkomunikasi dengan aplikasi lainnya dari berbagai platform melalui protokol internet terbuka. 5) Mempermudah migrasi VB6 ke VB.NET Interoperability COM menyediakan komunikasi dua arah antara aplikasi VB6
dengan
VB.NET.
Wizard
upgrade
pada
VB.NET
2003
memungkinkan pengembang dapat melakukan migrasi lebih dari 95 persen kode VB6 ke VB.NET. VB.NET memiliki bahasa pemrograman yang mudah dipelajari dan dipahami. Bagian dari bahasa pemrograman tersebut antara lain:
1. Variabel atau Konstanta Variabel digunakan untuk memasukkan data berupa nilai sementara ke dalam memori selama menghitung, memberi informasi dan sebagainya. Pengguna
dapat
memberi
nama
pada
lokasi
memori
dengan
mendeklarasikan variabel dan menentukan tipe data. Deklarasi variabel adalah proses untuk menyebutkan karakteristik variabel seperti nama, tipe data, jangkauan, masa hidup dan nilai awal. Variabel biasanya dideklarasikan dengan kata kunci ”Dim”. Konstanta mirip dengan variabel tetapi nilainya tidak berubah selama program berjalan. Konstanta dideklarasikan dengan kata kunci ”Const”.
23
2. Tipe Data dan Structure Tipe data dalam variabel menentukan tipe data yang bisa disimpan di dalamnya, format data yang disimpan dan berapa banyak memori yang dialokasikan untuk menyimpan data. Structure berisi satu atau lebih anggota yang dapat berisi tipe data yang sama atau berbeda.
3. Operator Operator adalah simbol (karakter atau kata kunci) yang secara spesifik mengoperasikan satu atau dua operand. Operator yang menangani satu operand disebut operator unnary, sedangkan yang menangani dua operand disebut operator binary. Operator dikelompokkan ke dalam operator aritmatika, operator relasi, operator bitwise, operator logika.
4. Penanganan Kesalahan Ada tiga kesalahan yang mungkin muncul ketika mengembangkan aplikasi VB.NET, yaitu kesalahan sintaks, kesalahan run time dan kesalahan logika. Untuk mengatasi kesalahan, pengguna dapat melakukan pencegahan dengan menambahkan kata kunci ”Option Strict On” dan ”Option Explicit On” yang diletakkan pada bagian awal modul.
5. Alur Percabangan Ketika program berjalan, mungkin hanya blok kode tertentu yang diperlukan saja yang akan dijalankan dengan kondisi tertentu. Hal itu dapat diatur menggunakan alur percabangan. Ada tiga pernyataan yang berkaitan
dengan
alur
percabangan
program
yaitu:
IF...THEN,
IF...THEN...ELSE dan SELECT CASE. Pernyataan IF...THEN akan menguji suatu kondisi, jika True, program akan menjalankan pernyataan yang mengikutinya. Pernyataan IF...THEN...ELSE akan menjalankan sebuah blok pernyataan jika kondisi bernilai True dan blok pernyataan lainnya yang bernilai False. Ketika pernyataan IF...THEN...ELSE memiliki banyak blok kode, maka struktur SELECT CASE akan menguji ekspresi tunggal yang dievaluasi sekali
24
pada bagian atas struktur. Hasil pengujian kemudian dibandingkan dengan beberapa nilai dan jika salah satu ada yang cocok, blok pernyataan yang berhubungan akan dijalankan.
6. Struktur Pengulangan Struktur pengulangan/looping digunakan untuk menjalankan satu atau banyak baris kode secara berulang-ulang. Pernyataan pengulangan adalah
DO...LOOP,
WHILE...END
WHILE,
FOR...NEXT
dan
FOR...EACH...NEXT. Pernyataan DO...LOOP dapat digunakan jika pengguna belum tahu berapa kali pengulangan blok pernyataan, tetapi jika pengguna sudah tau berapa kali pengulangan blok pernyataan digunakan FOR...NEXT. Pengulangan WHILE...END WHILE akan menjalankan suatu blok pernyataan selama kondisi bernilai benar. Pernyataan FOR...EACH...NEXT mirip dengan pernyataan FOR...NEXT, kecuali variabel pengulangan yang diperlukan bukan numerik melainkan array dan collection.
7. Array Array digunakan untuk menyimpan sekumpulan data yang sejenis dalam sebuah variabel dan nilai yang dimasukkan dapat diakses menggunakan indeks. Untuk mendeklarasikan variabel array, sintaksnya mirip dengan variabel lainnya. Pengguna dapat menggunakan pernyataan Dim atau aksesibilitas (Public, Private, Friend dan sebagainya), perbedaannya pengguna harus menambahkan parentheses/tanda kurung setelah nama variabel untuk menunjukkan bahwa itu adalah array.
8. Prosedur Untuk mempermudah pengembangan program, aplikasi yang besar dapat dipecah menjadi segmen kode yang lebih kecil atau disebut prosedur. Ada dua tipe prosedur, yaitu subrutin dan fungsi. Subrutin adalah blok pernyataan untuk mengerjakan suatu tugas yang didefinisikan dengan baik. Blok pernyataan diletakkan di antara pernyataan Sub...End
25
Sub. Fungsi mirip dengan subrutin, bedanya fungsi menghasilkan return value/mengembalikan nilai.
9. Fungsi Built-in VB.NET Berdasarkan kegunaannya, fungsi Built-in bawaan VB.NET terdiri dari fungsi manipulasi file dan folder, fungsi identifikasi tipe data, fungsi konversi tipe variabel fungsi manipulasi string, fungsi matematika, fungsi tanggal dan waktu, fungsi finansial dan fungsi pembangkit angka acak.
Kemampuan VB.NET dalam melakukan koneksi, mengakses dan memanipulasi database digunakan teknologi ADO.NET (ActiveX Data Object yang memakai model koneksi disconnected database, artinya hanya sekali mengirim data dari database, setelah itu koneksinya akan putus. ADO.NET bersama namespace XML merupakan bagian inti dari standar Microsoft untuk akses data dan storage. Komponen ADO.NET dapat mengakses berbagai macam sumber data seperti database Access, SQL Server dan database non Microsoft seperti Oracle. Laporan database dapat dibuat menggunakan Crystal Report yang sudah diintegrasikan ke dalam VB.NET.
H. SISTEM INFORMASI PERTANIAN Saat ini informasi telah menjadi kebutuhan mendasar bagi masyarakat. Sistem informasi telah dimanfaatkan di berbagai sektor, mulai dari sektor pemerintahan, industri, perdagangan, hukum, pendidikan juga di sektor pertanian. Keberadaan sistem informasi pada setiap aspek kehidupan telah sangat memudahkan berbagai penyelesaian masalah. Burch (1992) membagi sistem informasi ke dalam dua kelompok besar, yaitu sistem informasi publik (societal information system) dan sistem informasi organisasi (organizational information system). Sistem informasi publik lebih berkaitan dengan masalah-masalah umum, cenderung berupa pelayanan publik dan dapat diakses oleh masyarakat luas. Sedangkan sistem informasi organisasi lebih dikhususkan pada kepentingan sebuah organisasi dalam mengambil keputusan berbagai permasalahan dalam organisasi.
26
Sistem
informasi
pengolahan
dan
pemasaran
hasil
pertanian
(Singosari) adalah sebuah sistem informasi yang dipublikasikan Departemen Pertanian RI melalui website www.deptan.go.id. Sistem informasi yang dapat diakses oleh masyarakat luas tersebut menyajikan informasi terkait teknik pengolahan hasil-hasil pertanian berikut potensi pasarnya. Singosari termasuk ke dalam sistem informasi publik. Ihsanuddin (1996) telah merancang sistem informasi untuk industri pengolahan buah jeruk dalam bentuk paket program yang diberi nama Orisys. Paket program sistem informasi tersebut dibangun menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 3.0 for Windows. Program Orisys dirancang untuk memenuhi kebutuhan pengguna yang ingin mencari informasi mengenai buah jeruk secara rinci, seperti bahan baku, industri pengolahan, proses pengolahannya, serta penjualan buah jeruk maupun hasil olahannya. Berbeda dengan Singosari, Orysis termasuk ke dalam sistem informasi manajemen berupa sistem kontrol proses industri yang dilengkapi sistem proses transaksi bisnis. Sistem informasi mengenai budidaya tanaman buah-buahan tropis telah dirancang oleh Mulyawan (1998) dan diberi nama Sibutrop. Sistem informasi tersebut dibangun menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0 for Windows. Sibutrop memberikan informasi mengenai budidaya buahbuahan yang meliputi duku, durian, mangga, manggis, pisang, rambutan, dan salak. Sibutrop termasuk ke dalam sistem informasi publik. Budianto
(2001)
mengembangkan
sistem
informasi
mengenai
budidaya tanaman sayuran yang meliputi bawang merah, tomat, kentang, kubis, dan cabai. Sistem informasi ini diberi nama Sibusa. Sama halnya dengan Sibutrop, Sibusa termasuk ke dalam sistem informasi publik berbasis komputer menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0 for Windows. Selain itu di bidang pangan telah dibangun juga sistem informasi mengenai penelitian produk pangan yang akan memberikan informasi mengenai hasil penelitian tanaman pangan yang telah dilakukan sampai saat itu. Sistem informasi ini dikenal dengan nama SIRMAPP dan dibangun oleh Sahmono (2005) dengan basis internet (jaringan).
27
Dalam bidang pertanian, sistem informasi manajemen biasanya terdapat pada beberapa industri pertanian yang sudah establish. Perusahaan menyediakan sistem informasi pendukung pengambilan keputusan meliputi aktivitas yang dilakukan perusahaan, dari proses pemilihan bahan baku hingga tahap pemasaran. Sistem informasi manajemen lebih bersifat khusus dan tidak dapat diakses oleh masyarakat luas. Tambunan (1995) telah merancang perangkat lunak pendugaan saat matang fisiologis jagung (Zea mayz L.) dalam sistem database iklim harian dengan perangkat lunak berupa program DBASE IV rel 2.0 berbasis personal computer (PC) dengan sistem operasi MS. DOS 6.0. Sistem yang dibangun masih memiliki kelemahan yaitu sistem hanya dapat dieksekusi dalam lingkungan MS. DOS 6.0 yang sudah tidak digunakan lagi sebagai sistem operasi komputer. Makarim (1999) telah membuat model simulasi untuk menduga produksi padi dalam program Padi 300.csm. Sistem ini pun hanya dapat dieksekusi dalam lingkungan MS. DOS 6.0. Selanjutnya Makarim (2005) membuat Sistem Pakar Padi (SIPADI) untuk membantu menetapkan komponen teknologi PTT spesifik wilayah menggunakan software Microsoft Excel 2003. Pada penelitian ini
dilakukan pembangunan sistem informasi
pendugaan waktu panen dan produksi padi (Oryza sativa L.) untuk beberapa varietas di wilayah Provinsi Jawa Barat menggunakan metode akumulasi panas dan biomassa berdasarkan data iklim harian. Sistem informasi panen dan produksi padi (Sipaprodi) termasuk ke dalam sistem informasi publik. Penggunaannya diperuntukkan bagi masyarakat luas, dalam hal ini petani, kelompok tani, penyuluh pertanian lapangan dan pemerintah. Sipaprodi memberikan informasi yang akurat akan penentuan waktu panen dan jumlah produksi padi. Seiring berjalannya waktu, data iklim dalam database Sipaprodi dapat diperbaharui agar selalu menghasilkan analisis yang tepat dan aktual. Penggunaan bahasa pemrograman Visual Basic.NET pada tahap pembangunannya, memungkinkan Sipaprodi dijalankan pada jaringan internet yang dapat diakses oleh siapa saja dan di mana saja.
28
