Dewasa ini, produksi padi di Indonesia sempat mengalami penurunan. Seperti di Yogyakarta, terjadi penurunan sebesar 0,18%. Salah satu penyebabnya adalah serangan hama pada tanaman budidaya. Maka dari itu perlu dilakukan penanggulangan berupa pengendalian hama terpadu. Metode yang banyak digunakan yaitu Passive Acoustics Monitoring. Sobat Smart Farmer, metode ini memanfaat sinyal akustik dari organisme untuk memonitoring pola perilaku oragnisme satu dengan yang lain. Serangga jangkrik merupakan salah satu organisme yang bisa menjadi hama tanaman. Dengan menggunakan metode ini periode waktu aktif serangga jangkrik akan dapat diketahui.
Kerangka Pikir Pengembangan Sistem
Gambar 1. Ilustrasi kerangka pikir Metode Passive Acoustics Monitoring berbasis microcomputer terintegrasi cloud
Kerangka pemikiran dari Metode Passive Acoustics Monitoring berbasis microcomputer terintegrasi cloud diilustrasikan dalam Gambar 1. Alat Monitoring terdiri dari Raspberry sebagai CPU, aki dan solar panel sebagai sumber daya energy dan Microphone Rode sebagai penangkap suara. Hasil dari data suara tersebut di simpan ke SD Card dan disinkronkan dengan Cloud Server yang telah dibuat.
Kelebihan metode user tidak perlu ke lahan untuk mengecek data yang di dapat, user hanya memerlukan smartphone atau PC untuk melakukan monitoring secara berkala. Selanjutnya untuk akuisisi data yang didapat, user menggunakan software Raven Pro 1.6 dan Microsoft Excel sehingga didapatkan visualisasi data yang mudah dipahami. Dari data yang sudah ada, harapannya bisa digunakan sebagai dasar Pengendalian Hama Terpadu berbasis Artificial Intelligence (AI).
Hasil Pengamatan Distribusi Frekuensi
Gambar 2. Distribusi frekuensi tiap tipe suara
Pada Gambar 2. dapat dilihat bahwa terdapat 10 tipe suara yang memiliki frekuensi pada kisaran 3 kHz sampai 11 kHz. Frekuensi setiap tipe suara berbeda-beda. Hal tersebut dikarenakan setiap spesies memiliki kedudukan tersendiri dalam suatu waktu dan frekuensi tertentu untuk menghindari adanya persaingan akustik dan tumpang tindihnya suara yang dihasilkan. Selain itu, menunjukkan bahwa setiap tipe suara serangga jangkrik memiliki relung dan karakter antar spesies yang berbeda antara satu dengan yang lain.
Karakteristik Bioakustik
Tabel 1. Pengelompokan jenis tipe suara
Dari tabel diatas 10 tipe suara yang di dapat di kelompokkan ke dalam dua jenis tipe suara yaitu Chirp dan Trill. Chirp adalah tipe suara yang yang pendek, dan biasanya antar chirp dipisahkan oleh jeda waktu diam. Sementara trill merupakan suara yang terdiri dari beberapa pulse yang berbunyi cepat sehingga sulit untuk dapat dihitung. Suara ini biasanya berdurasi sekitar beberapa detik atau lebih lama. Pada tabel diatas yang termasuk tipe suara trill adalah TS 2, 3 dan 5. Sementara tipe suara chirp adalah TS 1, 4,6,7,8.9 dan 10. Contoh karakteristik untuk tiap tipe suara dijelaskan di bawah berikut:
Gambar 3 a) Oskilogram TS1 ; b) Spektrogram TS 1
Tipe Suara (TS) 1 menunjukkan jenis tipe suara chirp. Durasi bersuara untuk masing-masing chirp berbeda, tergantung jumlah pulse-nya. Pada TS 1 untuk durasi 5 pulse dibutuhkan 0,2255 s dan untuk durasi 5 pulse 0,2655 s. Sementara untuk jeda call antar chirp di dapatkan 1,458 s. Frekuensi terendah, tertinggi dan puncak pada TS 1 berturut turut adalah 3968,47 ; 5289,17 dan 4697,47 Hz.
Ritme Temporal Bioakustik
Gambar 4. Ritme Temporal
Dari hasil analisa ritme temporal bioakustik, pada siang hari sampai sore hari jangkrik jarang mengeluarkan suara dikarenakan untuk menghindari serangan predator pada siang hari, seperti predator burung. Sementara pada malam hari muncul tipe suara yang banyak dikarenakan jangkrik sedang melakukan aktivitas seperti makan, menarik perhatian jangkrik betina dan mempertahankan daerah territorial dengan mengeluarkan bunyi dengan frekuensi yang tinggi sehingga predator yang lain merasa terganggu. Selain merugikan petani, terkadang suara jangkrik juga bisa bermanfaat untuk meningkatkan hasil pertanian, hal itu dikarenakan suara dari jangkrik bisa mempercepat proses pembukaan stomata pada pagi hari.
Dari hasil penelitian yang dilakukan di lahan pertanian PIAT, Berbah, Sleman dapat disimpulkan hubungan antara keterkaitan analisis bioakustik dengan keberadaan hama itu signifikan dilihat dari data akustik menunjukkan serangga jangkrik yang mulai aktif pada pukul 14.55 sore sampai 08.55 pagi, dan puncak aktif serangga jangkrik pukul 22.05-22.45 WIB dengan 7 tipe suara yang aktif yaitu: TS 1, 2, 4, 5, 7, 9 dan 10.
Acknowledgment
Penelitian ini didanai dengan Hibah Pendanaan Penelitian dan Pengabdian Inovasi Agroteknologi Tahun 2019 yang dilaksanakan di Lab Smart Agriculture Research dalam merintis penerapan pertanian presisi mengunakan monitoring bioakustik untuk mendukung Pengendalian Hama Terpadu . Penelitian ini dibimbing oleh: Andri Prima Nugroho, STP., M.Sc., Ph.D. dan Susilo Hadi, S.Si., M.Si., Ph.D.
[simple-author-box]
