Manfaat Informasi Iklim untuk Bidang Pertanian

1. Pendahuluan

Menyimak pemberitaan beberapa media masa akhir-akhir ini tentang semakin rawannya ketersediaan pangan di Indonesia tentunya sangat memprihatinkan. Pengaruh kegagalan panen, bangkrutnya petani dan harga pangan yang makin meningkat dapat meruntuhkan prospek pertumbuhan ekonomi. Kondisi dimana harga bahan pangan dan komoditi lain yang tinggi tentu saja berakibat pada peningkatan inflasi. Semakin rawannya ketahanan pangan di Indonesia merupakan akibat semakin menurunnya luas lahan pertanian dan produktivitas lahan yang tidak mungkin ditingkatkan. Artinya beberapa upaya untuk meningkatkan hasil produksi pertanian sudah tidak ekonomis lagi.

Peningkatan kebutuhan terhadap produksi pertanian akibat peningkatan jumlah penduduk di satu sisi, dan semakin terbatasnya jumlah sumber daya pertanian disisi lain, menuntut perlunya optimalisasi seluruh sumber daya pertanian, terutama lahan dan air. Oleh sebab itu, sistem usahatani yang selama ini lebih berorientasi komoditas (commodity oriented) harus beralih kepada sistem usahatani yang berbasis sumber daya (commodity base), seperti halnya sistem usahatani agribisnis. Salah satu aspek penting dalam pengembangan agribisnis adalah bahwa kualitas hasil sama pentingnya dengan kuantitas dan kontinuitas hasil.

Disamping faktor tanah, produktivitas pertanian sangat dipengaruhi oleh ketersediaan air dan berbagai unsur iklim. Namun dalam kenyataannya, iklim/cuaca sering seakan-akan menjadi faktor pembatas produksi. Hal tersebut disebabkan kekurang selarasan sistem usahatani dengan iklim akibat kekurang mampuan kita dalam memahami karakteristik dan menduga iklim, sehingga upaya antisipasi resiko dan sifat ekstrimnya tidak dapat dilakukan dengan baik. Akibatnya, sering tingkat hasil dan mutu produksi pertanian yang diperoleh kurang memuaskan dan bahkan gagal sama sekali.

Sesuai dengan karakteristik dan kompleksnya faktor iklim, maka kemampuan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) dalam memodifikasi dan mengendalikan iklim sangat terbatas. Oleh sebab itu pendekatan yang paling efektif untuk memanfaatkan sumber daya iklim adalah menyesuaikan sistem usahatani dan paket teknologinya dengan kondisi iklim setempat. Penyesuaian tersebut harus didasarkan pada pemahaman terhadap karakteristik dan sifat iklim secara baik melalui analisis dan interpretasi data iklim. Mutu hasil analisis dan interpretasi data iklim, selain ditentukan oleh metode analisis yang digunakan, juga sangat ditentukan oleh jumlah dan mutu data.

2. Iklim dan Tanaman

2.1 Terminologi iklim

Iklim merupakan salah satu komponen ekosistem (bio-fisik) yang proses dan dinamikanya dipengaruhi oleh faktor global dan berada di luar atmosfer. Kejadian iklim tidak terlepas dari dinamika alam, terutama proses rotasi 23,5 0 teradap bidang (normal), air serta energi. Penjabaran dari zat alir dan energi tersebut adalah unsur-unsur iklim, seperti tekanan udara dan angin, curah hujan, suhu, radiasi surya, kelembaban nisbi dan lain-lain.

Istilah “iklim” yang sehari-hari dipahami secara awam, sebenarnya terkandung dua pengertian dan terminologi yang agak berbeda berdasarkan dimensi waktu, yaitu iklim itu sendiri dalam pengertian climate, dan cuaca dalam pengertian weather. Secara sederhana, iklim adalah gambaran umum atau keadaan rata-rata dari fisika atmosfer pada suatu lokasi atau wilayah selama periode waktu tertentu (minimum harian). Sedangkan cuaca adalah keadaan fisika atmosfer pada suatu lokasi atau wilayah pada saat tertentu atau dalam periode jangka pendek (maksimum harian).

2.2 Peranan unsur-unsur iklim bagi tanaman

Pertumbuhan dan produksi tanaman merupakan hasil akhir dari proses fotosintesis dan berbagai fisiologi lainnya. Proses fotosintesis sebagai proses awal kehidupan tanaman pada dasarnya adalah proses fisiologi dan fisika yang mengkonversi energi surya (matahari) dalam bentuk gelombang elektromagnetik menjadi energi kimia dalam bentuk karbohidrat. Sebagian energi kimia tersebut direduksi/ dirombak menjadi energi kinetik dan energi termal melalui proses respirasi, untuk memenuhi kebutuhan internal tanaman. Sedangkan bagian lainnya direformasi menjadi beberapa jenis senyawa organik, termasuk asam amino, protein dan lain-lain melalui beberapa proses metabolisme tanaman.

Selain radiasi surya, proses fotosintesis sangat ditentukan oleh ketersediaan air, konsentrasi CO2 dan suhu udara. Sedangkan proses respirasi dan beberapa proses metabolisme tanaman secara signifikan dipengaruhi oleh suhu udara dan beberapa unsur iklim lain. Proses transpirasi yang menguapkan air dari jaringan tanaman ke atmosfer merealisasikan proses dinamisasi dan translokasi energi panas, air, hara dan berbagai senyawa lainnya di dalam jaringan tanaman. Secara fisika, proses transpirasi tanaman sangat ditentukan oleh ketersediaan air tanah (kelembaban udara), radiasi surya, kelembaban nisbi dan angin.

Selain proses metabolisme, proses pembungaan, pengisian biji dan pematangan biji atau buah juga sangat dipengaruhi oleh radiasi surya (intensitas dan lama penyinaran), suhu udara dan kelembaban nisbi serta angin. Oleh sebab itu, produkstivitas dan mutu hasil tanaman yang banyak ditentukan pada fase pengisian dan pematangan biji atau buah sangat dipengaruhi oleh berbagai unsur iklim dan cuaca, terutama radiasi surya dan suhu udara. Pada Tabel 1 disajikan matriks relative peranan unsur-unsur iklim dalam berbagai proses fisiologis, pertumbuhan dan produksi tanaman.

Secara aktual, berbagai proses fisiologi, pertumbuhan dan produksi tanaman sangat dipengaruhi oleh unsur cuaca, yaitu keadaan atmosfer dari saat ke saat selama umur tanaman, ketersediaan air (kelembaban tanah) sangat ditentukan oleh curah hujan dalam periode waktu tertentu dan disebut sebagai unsur iklim, yang pada hakikatnya adalah akumulasi dari unsur cuaca (curah hujan dari saat ke saat). Demikian juga, pertumbuhan dan produksi tanaman merupakan manivestasi akumulatif dari seluruh proses fisiologi selama fase atau periode pertumbuhan tertentu oleh sebab itu dalam pengertian yang lebih teknis dapat dinyatakan bahwa pertumbuhan dan produksi tanaman dipengaruhi oleh berbagai unsur iklim (sebagai akumulasi keadaan cuaca) selama pertumbuhan tanaman.

3. Pemanfaatan Informasi Iklim dalam Pertanian

Secara teknis dalam budidaya tanaman, hampir semua unsur iklim berpengaruh terhadap produksi dan pengelolaan tanaman. Namun masing-masing mempunyai pengaruh dan peran yang berbeda teradap berbagai aspek dalam budidaya tanaman.

Sedangkan secara konseptual, pendekatan dan informasi iklim dalam pembangunan pertanian berkaitan dengan 5 aspek atau kegiatan (Las, Fagi & Pasandaran, 1999 dalam Surmaini, dkk.), yaitu :
a. pengembangan wilayah dan komoditas pertanian seperti kesesuaian lahan, perencanaan tata ruang, pemwilayahan agroekologi dan komoditi, sistem informasi geografi (GIS) dan lain-lain
b. perencanaan kegiatan operasional (budidaya) pertanian, seperti perencanaan pola tanam, pengairan, pemupukan, PHT (pengendalian hama terpadu), panen, dan lain-lain
c. peramalan dan analisis sistem pertanian, seperti daya dukung lahan, ramalan produksi, pendugaan potensi hasil dan produktivitas pertanian
d. pengelolaan dan konservasi lahan (tanah dan air)
e. menunjang kegiatan penelitian komoditas dan sumberdaya lahan serta pengkajian teknologi pertanian, terutama dalam merumuskan atau menyimpulkan hasilnya.

Informasi iklim sangat dibutuhkan dalam mengidentifikasi potensi dan daya dukung wilayah untuk penetapan strategi dan arah kebijakan pengembangan wilayah, seperti pola tanam, cara pengairan, pemwilayahan agroekologi, dan komoditi. Pemwilayahan komoditi pertanian dapat disusun berdasarkan agroklimat, karena tiap jenis tanaman mempunyai persyaratan tumbuh tertentu untuk berproduksi optimal. Suatu tanaman yang tumbuh, berkembang dan berproduksi optimal secara terus-menerus memerlukan kesesuaian iklim. Kondisi kesesuaian tersebut memungkinkan suatu wilayah untuk dikembangkan menjadi pusat produksi suatu komoditi pertanian. Kajian sumberdaya agroklimat pada strata ini harus sejajar dan padu dengan kajian tanah, sosial ekonomi dan faktor produksi lainnya.

Informasi iklim yang dibutuhkan dalam pengembangan wilayah adalah identifikasi dan interpretasi potensi dan kendala iklim berdasaran data meteorologi, seperti curah hujan, suhu udara, radiasi surya dan unsure iklim lainnya. Pada kajian yang lebih kuantitatif data iklim dibutuhkan sebagai input utama dalam pemodelan/simulasi pendugaan potensi produksi atau produktivitas dan daya dukung lahan.

Keadaan iklim aktual (cuaca) pada periode tertentu sangat menentukan pola tanam, jenis komoditi, teknologi usahatani, pertumbuhan , produksi tanaman, serangan hama/penyakit dan lain-lainnya. Apalagi sistem usahatani pada lahan kering, berbagai unsur iklim terutama pola dan distribusi curah hujan sangat dominan teradap produksi.

Dalam praktek, iklim dan cuaca sangat sulit untuk dimodifikasi/dikendalikan sesuai dengan kebutuhan, kalaupun bisa memerluan biaya dan teknologi yang tinggi. Untuk itu, pendekatan yang memerlukan input rendah adalah menyesuaikan kegiatan budidaya dan paket teknologi pertanian dengan iklim dan cuaca yang ada pada suatu wilayah.

Efektivitas dan efisiensi pestisida untuk pengendalian hama dan penyakit juga sangat ditentukan oleh curah hujan, suhu udara dan kelembaban. Pengendalian hama terpadu (PHT) dengan menggunakan musuh alami yang dimungkinkan atas dasar pengetahuan tentang iklim dan cuaca. Faktor cuaca, suhu, curah hujan, kelembaban dan faktor cuaca lainnya dapat mempengaruhi cara dan keberhasilan pengendalian hama penyakit, baik yang dilakukan dengan cara kimiawi, hayati maupun kultur teknis.

Kegiatan operasional pertanian memerlukan prakiraan cuaca /iklim yang lebih akurat dan kuantitatif dalam periode harian, dasarian, bulanan atau musiman. Ini dapat dilakukan melalui pengembangan /penerapan sistem analisis dan teknik prakiraan cuaca dan pendugaan iklim yang lebih kuantitatif dengan model statistik. Akurasi analisis dalam prakiraan tersebut sangat tergantung pada ketersediaan, sebaran dan mutu data meteorologi.

Dibandingkan dengan faktor produksi atau sumberdaya pertanian lainnya, peranan dan pertimbangan terhadap sumberdaya iklim dalam pembangunan dan peningkatan produksi pertanian relatif terbatas. Hal tersebut disebabkan oleh beberapa faktor antara lain :
a. perbedaan persepsi terhadap karakteristik iklim. Banyak kalangan mengagnggap iklim bukan sebagai sumberdaya, melainkan sebagai kendala produksi pertanian.
b. Kurangnya apresiasi terhadap sumberdaya iklim. Sumberdaya iklim yang dinilai bersifat “given” harus diterima apa adanya dan tidak perlu dilakukan upaya antisipasi dan upaya memanfaatkannya secara optimal.
c. Sangat terbatasnya informasi iklim efektif dan aplikatif (berdayaguna) untuk bidang atau kegiatan pertanian. Informasi agroklimat yang efektif dan aplikatif dapat berupa identifikasi, analisis dan interpretasi, prediksi, ramalan, zonasi, modeling dan lain-lain.

Selain sangat erat kaitannya dengan kemampuan dan penguasaan teknik dan metodologi analisis iklim, keterbatasan informasi yang aplikatif dan efektif juga disebabkan oleh terbatasnya jumlah, mutu dan sebaran data iklim. Beberapa faktor penting untuk mengatasi keterbatasan tersebut adalah melalui memperbanyak peralatan/stasiun pengamatan serta penyediaan dan pembinaan SDM untuk meningkatkan mutu pengamatan dan kemampuan analisis.

4. Informasi Iklim dalam Ketahanan Pangan dan Pengembangan Agribisnis

Resiko pertanian akibat pengaruh iklim antara lain terjadi melalui dampak kekeringan, kebasahan atau banjir, suhu tinggi, suhu rendah atau “frost”, angin, kelembaban tinggi dan lain-lain. Resiko pertanian akibat iklim tersebut, selain menyebabkan rendahnya hasil baik secara kuantitas maupun kualitas, juga ketidakstabilan produksi pertanian secara nasional. Faktor penyebab resiko pertanian antara lain, fluktuasi dan penyimpangan iklim, ketidaktepatan peramalan iklim, perencanaan usahatani dan pemilihan komoditas/varietas yang kurang sesuai dengan kondisi iklim.

Analisis iklim dalam kaitannya dengan resiko pertanian antara lain adalah pemodelan iklim untuk peramalan iklim dan penyimpangannya, karakteristik dan analisis sifat curah hujan, peluang deret hari kering (tanpa hujan) dalam kaitannya dengan kekeringan, intensitas dan pola curah hujan dalam kaitannya dengan resiko ancaman banjir, erosi dan lain-lain.

Dalam pembangunan pertanian yang lebih berorientasi atau berbasis dan bertujuan untuk optimalisasi dan efisiensi sumberdaya pertanian termasuk sumberdaya agroklimat dibutuhkan suatu sistem pertanian preskriptif (prescriptif farming). Sistem preskriptif adalah sistem usaha pertanian yang sesuai (produkstivitas tinggi dan efisien) dengan potensi sumberdaya, faktor sosial ekonomi dan kelembagaan (Makarim, Sirman dan Sarlan, 1999).

Dalam sistem pertanian preskriptif dibutuhkan informasi yang lengkap dan handal seluruh komponen dan sub komponen dalam sistem produksi, termasuk iklim (Bell and Doberman, 1997 dalam Surmaini, 2000). Berbeda dengan komponen produksi lain, peluang untuk memanipulasi faktor iklim sangat kecil, sulit diduga tetapi sangat menentukan produktivitas tanaman. Oleh sebab itu, informasi iklim sangat strategis dan menjadi pertimbangan yang lebih dini dalam pengembangan pertanian preskreptif tersebut.

Berdasarkan analisis resiko akibat iklim, dapat dikembangkan sistem pengelolaan lahan yang terintegrasi dengan mempertimbangkan karakteristik biofisik, terutama sumberdaya tanah dan iklim. Untuk lebih efektif dan berdaya hasil tinggi dan berkelanjutan, diperlukan kombinasi optimal antara teknologi produksi dan komoditas dengan sistem pengelolaan sumberdaya lahan secara optimal.

Konsep pertanian tangguh yang antara lain dicirikan oleh sistem agribisnis adalah pertanian yang mampu menghasilkan produksi secara optimal, mantap (stabil) dan berkelanjutan yang secara ekonomi menguntungkan serta mampu melestarikan sumberdaya dan lingkungan. Oleh sebab itu, analisis resiko iklim tidak hanya ditujukan untuk memproteksi tanaman dari deraan iklim, tetapi juga memproteksi atau mengkonservasi sumberdaya lahan secara efektif dan antisipatif.

5. Hambatan Pengembangan Jaringan Pengamatan dan Database Iklim

Dinamika iklim yang sangat tinggi membutuhkan teknik dan metode analisis yang komprehensif dengan sistem data base yang iklim yang handal dan berkelanjutan. Untuk itu, data base iklim harus diperaharui dan untuk kebutuhan berbagai analisis iklim pada umumnya membutuhkan data seri waktu dalam periode tertentu. Oleh sebab itu, pengkayaan dan pemutakhiran data iklim yang didukung oleh sistem pengamatan yang baik haruslah berkelanjutan.

Selain adanya interaksi antar unsurnya, kondisi iklim suatu lokasi saling berkorelasi dengan lokasi lainnya, baik dalam skala lokal (meso) maupun regional dan global (makro). Oleh sebab itu, untuk menghasilkan informasi iklim dan analisis resiko iklim yang efektif dan akurat dibutuhkan data iklim dari beragai stasiun pengamatan iklim yang satu sama lain saling melengkapi dan bersifat sinergis (Las, Irianto & Surmaini, 2000).

Kegunaan stasiun iklim adalah : (a) untuk mengetahui kondisi cuaca dan iklim secara real time untuk berbagai keperluan/tujuan, (b) pengkayaan data (berdasarkan waktu dan lokasi) untuk keperluan analisis dan interpretasi iklim yang membutuhkan data time series dari banyak lokasi, (c) untuk mendukung peramalan/pendugaan iklim. Oleh sebab itu, kerapatan stasiun sangat besar pengaruhnya terhadap akurasi analisis dan interpretasi iklim. Untuk setiap pembangunan stasiun iklim harus diintegrasikan dalam satu sistem dengan stasiun lainnya, tanpa harus mempertimbangkan sistem kepemilikan (Las, Irianto & Surmaini, 2000).

Data iklim yang tersedia saat ini masih sangat terbatas dengan sebaran yang tidak merata. Namun demikian sebagian diantaranya malah over lapping akibat belum efektifnya sistem koordinasi dan jejaringan kerjasama antar instansi penyedia dan pengguna data iklim. Jenis unsur iklim yang diamati dan periode pengamatan masih sangat beragam dan sering terputus. Akibatnya sebagian data tidak dapat dimanfaatkan.

Selain sistem koordinasi, standarisasi alat dan sistem pengamatan juga perlu disesuaikan dengan kebutuhan dan tujuan pengamatan dalam suatu jaringan stasiun iklim. Sebagian alat yang ada diamati dengan interval pengamatan yang tidak sama untuk tujuan yang sama atau sebaliknya ada pengamatan yang sama untuk tujuan yang berbeda.

6. Kesimpulan

Dari uraian diatas, dapat disimpulkan :
1. Iklim merupakan komponen ekosistem dan faktor produksi yang sangat dinamik dan sulit dikendalikan dan diduga, oleh karena itu pendekatan yang paling baik dalam rangka pembangunan pertanian adalah menyesuaikan sistem usahatani dengan keadaan iklim setempat
2. Faktor iklim mempunyai peranan yang sangat penting dalam perencanaan dan sistem produksi pertanian karena seluruh unsur iklim berpengaruh terhadap berbagai proses fisiologis, pertumbuhan dan produktivitas tanaman.
3. untuk meningkatkan efektifitas infomasi iklim dan penggunaannya, perlu dikembangkan suatu sistem jaringan stasiun dan data base yang lebih efektif yang didukung sistem kelembagaan dan koordinasi yang terpadu.

7. Pustaka

Las, Irianto & Surmaini. 2000 “ Pengantar Agroklimat dan Beberapa Pendekatannya” Balitbang Pertanian, Jakarta.

Makarim, dkk. 1999. “Efisiensi Input Produksi Tanaman Pangan melalui Prescription Farming”. Simposium Tanaman pangan IV. Puslitbang Tanaman Pangan, Bogor.

Surmaini, dkk. 1999. “Analisis Peluang Penyimpangan Iklim dan Pola Ketersediaan Air pada Wilayah Pengembangan IP Padi 300”. Puslittanak ARMP II, Balitbang Pertanian, Jakarta.

Winarso, P.A. 2000 “ Kondisi & Masalah Penyusunan Prakiraan Cuaca & Iklim dan Prospeknya di Indonesia” BMG, Jakarta.

Winarso, P.A. 1998 “ Peramalan Cuaca & Iklim serta Pemanfaatannya untuk Pertanian” Makalah Pelatihan Analisa & Pemantauan Faktor Iklim untuk Pertanian, Dept. Pertanian, Jakarta.