## Sistem  Pakar Deteksi Tingkat Kesuburan  Tanah  Menggunakan Fuzzy Logic
Ahmad Nidomudin 1 , Achmadi  Prasita  Nugroho 2 ,  Mohammad Nur Cholis 3
1 awdan.ahmad321@gmail.com , 2 masterkey.indonesia@gmail.com, 3 cholis8918@gmail.com
Program  Studi  Teknik  Informatika,  Fakultas  Teknologi  Informasi,  Universitas  Merdeka Pasuruan
Abstract—In the agricultural sector, land is a factor that plays  a  very  important  role  in  determining  agricultural business, in each region has a differe nt soil fertility rate and depends on the type of land and geographical location of an area. Land fertility is one of the determinants of the success of  agricultural  business.  Processing  o f  land  is  not  in accordance with the characteristics of the  type of plant can cause  the  plant  easily  withered  and  plant  growth  is  not optimal.  These  factors  are  often  the  main  cause  of  crop failure that is not known by farmers. Therefore, designed an expert system of soil fertility detector for plant species using fuzzy  logic method. One  method that can be applied is with fuzzy logic where each plant has a tolerance of life value to grow  well while  the  value  of  land    aspects  are  also  not  the same from every  farmer land,  Defuzzyfikasi is the right way so  that  the  determination  of  the  type  of  plant  according  to data  from  experts  Is  expected to  assist  farmers  in  choosing the right types of plants in accordance with a certain level of soil  fertility.  The  measure ment  results  obtained  are  in accordance with the calculation and land criteria that have been in certain areas.
Intisari —Pada  sektor  pertanian,  tanah  merupakan  faktor yang  berperan  sangat  penting  dalam  menentukan  usaha pertanian.  Kesuburan  tanah  adalah  salah  satu  faktor  penentu keberhasilan  usaha  pertanian.  Setiap  daerah  me miliki  tingkat kesuburan tanah yang berbeda-beda dan bergantung pada jenis tanah  dan  letak  geografinya.  Pengolahan  tanah  yang  tidak tepat  dengan  karateristik  jenis  tanaman  dapat  mengakibatkan tanaman  mudah  layu  dan  pertu mbuhan  tanaman  tidak ma ksima l.  Faktor  tersebut  kerap  sekali  men jadi  penyebab utama terjadinya gagal panen yang tidak diketahui oleh petani. Setiap  tanaman  me mpunyai  toleransi  nilai  keh idupan  untuk tumbuh  dengan  baik  sedangkan  nilai  aspek-aspek  tanah  juga tidak sama  dari setiap tanah petani. Penelitian  ini  menyajikan perancangan  sistem  pakar  deteksi  t ingkat  kesuburan  tanah untuk  jenis  tanaman  menggunakan  metode fuzzy  logic digunakan  untuk  menentukan  jenis  tana man  sesuai  data  dari pakar  pertanian,  yang  diharapkan  dapat  me mbantu  petani dala m me milih jenis tanaman yang tepat sesuai dengan tingkat kesuburan  tanah  tertentu.  Hasil  pengukuran  yang  diperoleh sudah sesuai dengan perhitungan dan kriteria  tanah yang telah dilakukan  di daerah tertentu.
Kata  Kunci —Tanah,  Kesuburan  Tanah,  Jenis  Tanaman, Sistem  Pakar , Fuzzy  Logic.

## I.   PENDAHULUAN
Pada  sektor  pertanian,  tanah  merupakan   fa ktor  yang berperan  sangat  penting  dalam  menentukan  usaha  pertanian. Setiap daerah me miliki tingkat kesuburan tanah yang berbeda-
beda dan tergantung dari jenis tanah dan letak geografis suatu daerah  [1].  Kesuburan  tanah  me rupakan  salah  satu  faktor penentu  keberhasilan  usaha  pertanian.  Namun  ada  ka lanya banyak usaha pertanian yang gagal atau hasil tida k  ma ksima l karena  kurangnya  pemaha man  tentang  tingkat  kesuburan tanah  meraka   untuk  jenis  tanaman  tepat  dan  sesuai  dengan sampel tanah dari petani sendiri. Kurangnya pengetahuan dan pemaha man  petani  a kan  t ingkat  kesuburan  tanah  yang  tidak sama satu sama la in untuk ditana mi jen is tanaman yang tepat me mbuat  petani  kesulitan  dala m  menentukan  jenis  tanaman yang  tepat  untuk  me reka  tana m.  Untuk  me mpe roleh  semua pengetahuan yang diperlukan tentunya dibutuhkan  waktu yang cukup lama  [5][6].
Sistem  paka r  da la m  bidang  pertanian  dapat  me mbantu petani  untuk  me mbuat  keputusan  mela lui  pe milihan  jenis tanaman  yang  sesuai  sebelum  mu lai  me la kukan  apapun terhadap  lahan  pertanian  petani  [3].  Di  sa mping  itu  dapat me mbantu  proses  penyebaran  informasi  dan  pengetahuan me la lui  aplikasi  yang  dapat  diakses  kapan  saja  oleh  petani, logika  Fuzzy  digunakan  dala m  penelit ian  ini  untuk  dapat mengatasi  banyak  data  yang  nilainya  mengandung  ketidak pastian (uncertainty) data yang  dimasukkan  oleh  petani  dari setiap  aspek  tanah  yang  telah  diuji  d i  laboratoriu m  [2]. Penelit ian  in i  dilaku kan  di  Kantor  Ketahanan  Tanaman Pangan  Dinas  Pertanian  Pemerintahan  Kabupaten  Pasuruan dan kawasan pertanian Desa Ta mbak Re jo, Keca matan Kraton, Kabupaten Pasuruan.

## II.  PENELITIAN  TERKAIT
Pengguaan  sistem  paka r  dala m  bidang  pertanian  telah banyak  dilaku kan.  Sa lah  satunya  penggunaan  sistem  pakar dengan  menggunakan  fuzzy  te lah  dilaku kan,  diantara penelitian  tentang  imple mentasi  mesin inferensi  fuzzy untuk mendiagnosa penyakit tanaman cabe. Pada penelitian tersebut di  buat  sebuah  alat  bantu  bagi  petani  da la m  menentukan penyakit  pada  tanaman  cabe  serta bagaimana  mengendalikan agar tidak  keliru dala m  me meaki pestisida [2].  Penelitian  lain adalah  penggunakan  sistem  pakar  untuk  menentukan kesesuaian  lahan  pertanian   untuk  pe mbudidayaan  tanaman buah-buahan  menggunakan  forwa rd  chaining.  Penelitian tersebut  berguna  sebagai  med ia  konsultasi mengenai penentuan  kesesuaian  lahan  pertanian  untuk  pe mbudidayaan tanaman  buah-buahan  disertai  dengan  jenis  penyakit  yang sering  menyerang  tanaman  dan  cara   penanaman  tanaman buah-buahan. Informasi yang dihasilkan berbasis pada kriteria lahan  yang  ada,  sehingga  keputusan  yang  dibuat  oleh sistem untuk  jenis  tanaman   buah  mengacu  pada  kriteria  lahan tersebut dilengkapi dengan cara penanaman dan penyakit yang sering  menyerang  tanaman  buah-buahan.  Hasil  uji  coba menunjukan bahwa aplikasi  layak dan dapat digunakan [3].
Untuk  itu  dala m  penelit ian  ini  me mbuat  sebuah  sistem pakar  yang  dapat  menentukan  kesesuaian  tingkat  kesuburan tanah  bagi  jenis   tanaman  pangan  tertentu.  Sistem  paka r  ini diharapkan  a kan  dapat  me mbantu  mengurangi  resiko kesalahan pemilihan jenis tana man pangan yang akan ditana m pada  suatu  lahan  tertentu  dengan  cara  me lihat  nila i  aspek tanah Jumlah para meter yang digunakan ialah 5 variabel aspek tanah.  Penelitian  in i  juga  hanya  dapat  membe rikan  satu reko mendasi  jenis   tanaman  yang  tepat  untuk  aspek  tanah sesuai  dengan  data  kecocokan  hidup  tanaman  serta  hanya dapat  menanalisa  dimana  sampel  tanah  diamb il  dengan kesesuaian  jenis  tanaman  tertentu  di  Keca matan  Kraton, Kabupaten  Pasuruan.  Metode  [4]  yang  digunakan  adalah fuzzy logic, dimana setiap tanaman  me mpunyai tole ransi nila i kehidupan untuk tumbuh dengan baik.

## III.   METODE  PENELITIAN
Penelit ian  ini  te rmasuk  penelit ian  kuantitatif.  Pendekatan analisis kuantit itif terd iri atas perumusan  masalah,  menyusun model,  mendapatkan  data,  menguji  solusi,  menganalisa  hasil dan menginterprestasikan hasil [4].

## A.  Analisa Data
Sistem pendeteksi tingkat kesuburan tanah ini menggunakan  aspek  tanah  sebagai  tolak  ukur  dala m menentukan  ketepatan  jenis  tanaman  dengan  metode fuzzy logic. Terdapat  5  aspek  unsur  tanah    yang  akan  men jadi Masukan atau inputan sistem yaitu :
1. Variabel  Oksigen Tanah
Setiap  tanah  me miliki  ruang  pori-pori  ( pore  space ),  yang nantinya akan diisi oleh udara dan air.  Pada tanah yang subur dan  gembur  serta  ditumbuhi  dengan  baik  oleh  tanaman, dengan  ciri  ruang  pori-pori  mencapai  50%.  Dengan perbandingan antara air dan udara 1:1  [5].  Himpunan domain yang  digunakan  pada  penelitian  in i  untuk  setiap  tanaman sebagai berikut terdapat pada Tabel 1:
TABEL  1 Variabel  Oksigen tanah Himpunan Domain Cabai, Kacang tanah [35,50] Padi, Kedelai, Semangka [51,60] Jagung [61,75]

## 2. Variabel  Keasaman  Tanah
Salah  satu  para meter  tanah  yang  me mpengaruhi  tingkat kesuburan  tanah  adalah  Keasaman  (pH)  yang  dinyatakan dala m  kisaran  1  sampai  14.  Nila i  p H  tanah  netral  adalah  7, jadi  kurang dari  7 dikatakan- asam dan leb ih dari  7 d ikatakan basa.  Hampir  semua  tanaman  dapat  tumbuh  dan  lebih  suka berke mbang pada tanah sedikit asam dan sedikit basah antara pH 5,5  - 7,5  tergantung pada jenis tanamannya [5].
TABEL  2 Variabel  Keasaman Tanah Himpunan Domain Padi, Kedelai, Semangka, Jagung [5.6,6.5] Cabai, Kacang tanah [6.6,7.5]

## 3. Variabel  Kelembapan  Tanah
Kadar air dida la m tanah  me mpunyai peranan penting bagi semua  proses-proses didala m  tanah  baik  yang  bersifat  fisika, kimia dan biologi. Tana man untuk pertumbuhannya me merlukan  kadar a ir sebagai  zat  pelarut dala m pengamb ilan dan pengangkutan unsur hara dari tanah ketubuh tanaman [6].
TABEL  3 Variabel  Kelembapan  Tanah Himpunan Domain Jagung [40,60] Padi, Kedelai, Semangka [61,70] Cabai, Kacang T anah [71,80]

## 4. Variabel  Suhu Tanah
Suhu tanah merupakan hasil dari  keseluruhan radiasi yang me rupakan  ko mbinasi  e misi  panjang  gelo mbang  dan  aliran panas  dalam  tanah.  Suhu  tanah  yang  rendah  dapat me mpengaruhi  penyerapan  air  dari  pertumbuhan  tumbuhan. Jika suhu tanah rendah, kec il ke mungkinan terjadi t ranspirasi dan dapat mengakibatkan tu mbuhan mengala mi dehidrasi atau kekurangan air [5].
TABEL  4 Variabel  Suhu Tanah Himpunan Domain Cabai [10,22] Padi, Kacang T anah [23,27] Kedelai, Semangka, Jagung [28,36]

## 5. Variabel  Tekstur tanah
Tekstur tanah merupakan perbandingan fraksi pasir, debu, dan liat dalam  suatu massa tanah [5].
TABEL  5
Variabel  Tekstur Tanah
Jenis T ekstur Tanah Domain Nama Batas Nilai Minimum Batas Nilai Maksimum Pasir Kasar 0.2 mm 2.0 mm Pasir Halus 0.02 mm 0.2 mm Liat / lembung 0.02 mm 0.002 mm B . Analisa Derajat  Keanggotaan
1) Fungsi Derajat Keanggotaan Variabel Ok sigen Tanah
Gambar  1 Fungsi Keanggotaan Ok sigen Tanah
Pada Gambar  1 Untuk menghitung nilai  x  Oksigen Tanah, dapat dinyatakan dalam  persamaan sebagai berikut :
……………………… (1)
……………………… (2)
……………………… (3)
2. Fungsi Derajat  Keanggotaan  Keasaman  Tanah Pada Ga mba r 2  dibawah ini merupakan   fungsi keanggotaan  keasaman  tanah  untuk  menghitung  nilai  x
e-ISSN:  2541-3619
Keasaman Tanah, dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :
Gambar  2 Fungsi KeanggotaanKeasaman Tanah
………………………  (4) ………………………  (5)
………………………  (6)

## 3. Fungsi Derajat  Keanggotaan  Kelembapan  Tanah
Gambar  3 Fungsi Keanggotaan Kelembapan Tanah
Pada  Ga mbar  3  Untuk  menghitung  nila i  x  Ke le mbapan Tanah, dapat dinyatakan dalam  persamaan sebagai berikut :
………………………  (7)
………………………  (8)
………………………  (9)
4. Fungsi Derajat  Keanggotaan  Suhu Tanah
Gambar  4 Fungsi Keanggotaan Suhu Tanah
Pada  Ga mbar  4  Untuk  menghitung  nilai  x  Suhu  Tanah, dapat dinyatakan dalam  persamaan sebagai berikut :
………………………  (10)
………………………  (11)
………………………  (12)

## C.  Rule
Rule ini  sebagai  alat  bantu  untuk  mengetahui  jenis tanaman yang tepat pada kondisi tanah yang akan  di analisa. Aturan  rule  dituliskan  dala m  bentuk  ( IF-THEN ),  data  aturan yang  digunakan  dalam  menganalisis  menggunakan  metode fuzzy logic .
TABEL  6
Rule Fuzzy untuk Jenis Tanaman Rule O 2 (%) T ekstur (mm) Kelembapan (%) Suhu (C) Keasaman (pH) Jenis T anaman 1 35-50 0.02- 0.1 71-80 10- 22 6.6-7.5 Cabai 2 61-75 0.2-2.0 40-60 28- 36 5.6-6.5 Jagung 3 51-60 0.2-2.0 61-70 23- 27 5.6-6.5 Padi 4 35-50 0.02- 0.1 71-80 23- 27 6.6-7.5 Kacang T anah 5 51-60 0.2-2.0 61-70 28- 36 5.6-6.5 Kedelai 6 51-60 0.2-2.0 61-70 23- 27 5.6-6.5 Semangka

## D.  Flowchart Sistem Aplikasi
Secara  u mu m,  a lur  proses  sistem  pendeteksi  tingkat kesuburan  tanah  pada  jenis  tanaman   in i  dapat  dilihat  pada gambar  dibawah  ini,  deskripsi  dari  alur  sistem  aplikasi tersebut adalah sebagai berikut:
Gambar  5 Flowchart  Sistem
Adapun  penjelasan  dari flowchart pada  gambar  diatas adalah sebagai berikut:
 Input  jenis  tanaman  :  Jenis  tanaman  d i  inputkan  terlebih dahula oleh pakar.
 Input  aspek-aspek  tanah  :  Inputan  tersebut  diambil  dari sampel  tanah  hasil  pe meriksaan  laboratoriu m.  Inputan aspek-aspek tanah tersebut me liputi oksigen,  ke le mbapan, keasaman, tekstur, dan suhu tanah.
 Analisa  Jenis  tanaman  :  Sistem  akan   menganalisa  jenis tanaman  dari  inputan  yang  telah  dimasukkan  sesuai  pada sampel tanah yang akan dianalisa.
 Menentukan derajat kriteria tanah : Dari hasil analisa jenis tanaman,  sistem  akan   me mpero leh  derajat   keanggotaan dari ok sigen ,  kele mbapan,  keasaman,  tekstur,  suhu  tanah, yang nantinya akan didefuzzikasikan.
 Defuzzi fik asi  : Setelah  mendapatkan  nilai  dari  setiap derajat  keanggotaan,  sistem  a kan  mendefu zzikasikan semua nilai  derajat keanggotaan aspek-aspek tanah.
 Hasil  proses  :  Sete lah  me le wati  rangka ian  proses,  akan didapatkan  hasil  proses  yang  berupa  hasil  reko mondasi jenis  tanaman  pada  kondisi  tanah  tertentu  sesuai  sampel tanah yang dianalisa.

## E. Context Diagram (CD)
Diagra m  ini  me mp resentasikan  atau  mengga mbarkan hubungan  antara sistem  dengan pengguna sistem  (petani  dan admin )  yang  me mpengaruhi  operasi  sistem.  Adapun perancangan  diagra m  konteks  pada  system  pakar  ini  dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

## Gambar  6 Diagram  Konteks

## F.  Entity Relationship Diagram (ERD)
Pada  proses  ini  ele men-e le men  data  dike lo mpokkan men jadi satu field database beserta entitas dan hubungannya. Berikut  relasi  sistem yang dapat dilihat  pada Gambar  7.
Gambar  7 Entity Relationship Diagram (ERD )

## IV.  HASIL DAN PEMBAHASAN

## A.  Implementasi Antarmuka Aplikasi
Hala man input data  aspek  tanah  ini  sistem  dapat mena mbah,  menghapus, dan  mencetak  rekap  hasil input data aspek tanah pada Gambar  8.
Untuk menganalisa sa mpel tanah yang akan d ideteksi jenis tanamannya,  yaitu  dengan  menginputkan  nila i-n ila i  aspek tanah sesuai data sampel tanahnya dapat dilaku kan di hala man analisa jenis tanaman seperti pada  Ga mbar  9.  Ke mudian hasil
reko mondasi jenis tanaman yang sebelumnya telah diinputkan petani  pada  halaman  analisa  jen is  tanaman  dapat  dilihat  di halaman  hasil analisa .
Gambar  8 Tampilan Halaman Input Data Aspek Tanah
Gambar  9 Tampilan Halaman Analisa Jenis Tanaman

## Gambar 10 Tampilan Hasil Analisa Jenis Tanaman

## B.  Pengujian Sistem
TABEL  7
Pengujian input data
Pengujian  perta ma  dila kukan  pada  proses  input  data  ini diharapkan  dapat  berfungsi  sesuai  dengan  yang  diharapkan, sehingga data dalam  sistem selalu terupdate sesuai kebutuhan.
Dari hasil pengujian   menunjukkan proses ini data kriteria aspek tanah berhasil sesuai dengan harapan.
Pengujian  kedua  dila kukan  pada  proses  analisa  yang bertujuan  untuk  menentukan  jenis  tanaman  yang  tepat  untuk tingkat kesuburan tanah tertentu.  Pada pengujian ini perta ma- tama   akan   dilaku kan  perhitungan  secara  manual  untuk mengetahui  hasil  tanaman  yang  disarankan,  ke mudian  dari hasil perhitungan manual tersebut akan d ibandingkan hasilnya dengan  hasil  dari  sistem.  Jika  hasilnya  sama  ma ka  sistem dinyatakan telah berjalan sesuai harapan. Perhitungan manual dila kukan  pada  setiap  kriteria  aspek  tanah  yaitu  dengan menggunakan rumus :
………………………  (13)
keterangan : x  = Nilai  inputan a = Batas bawah nilai  kriteria  aspek tanah b = Batas atas nilai  kriteria  aspek tanah
Dimana  dala m  pengujian  ini  d imisalkan  nilai-nilai  unsur aspek tanah adalah :
 Oksigen tanah = 40.
 Keasaman tanah = 7
 Kelembapan  Tanah = 75
 Tekstur Tanah = 0.09  (Pasir  Halus)
 Suhu = 18
Berdasarkan  nilai-nila i  unsur  tanah  diatas  kemudian dila kukan  perhitungan  dengan  menggun akan  rumus  13. Adapun perhitungannya sebagai berikut :
Gambar  11.  Hasil  perhitungan rumus 13 Dari hasil perh itungan diketahui Jenis Tana man  yang tepat adalah tanaman cabai. Selanjutnya akan d ilakukan penginputan  ada  unsur  aspek  tanah  dengan  nilai  yang  sama pada  sistem  pakar  untuk  mengetahui  hasil  dari  sistem. Hasilnya  sistem  pakar  juga  me re ko mendasikan  cabai,  sesuai dengan hasil perhitungan manual.

## V.  KESIMPULAN  DAN  SARAN
Dala m  proses  perancangan  serta  pembuatan  aplikasi sistem  pakar deteksi  t ingkat  kesuburan  tanah  ini,  dapat dia mbil kesimpulan bahwa sistem pa kar in i dapat me mberikan reko mendasi  jenis  tanaman  yang  tepat sesuai  dengan  tingkat kesuburan tanah tertentu menggunakan metode fuzzy logic .

## Ucapan  Terima  Kasih
Penulis  mengucapkan terima  kasih  kepada dosen dan staf fakultas  teknologi  informasi  Universitas  Merdeka  Pasuruan serta  kepada  kepala  Kantor  Ketahanan  Tanaman  Pangan Dinas  Pertanian  Pe merintahan  Kabupaten  Pasuruan  dan kawasan  pertanian  Keca matan  Kraton,  Kabupaten  Pasuruan atas bimbingannya dan dukungannya sampai terselesaikannya penelitian  in i.  Serta  terima  kasih  disampaikan  kepada  Tim JOINTECS  yang  telah  meluangkan  wa ktu  untuk  me mbuat template ini.

## DAFTAR  PUSTAKA
[1]. Sarie f, Sa ifuddin.  2000. Ilmu  Tanah Pertanian . Penerbit Pustaka Buana: Bandung.
[2]. Kaswidjanti.  2011. Implementasi  Mesin  Inferensi  Fuzzy (Studi Kasus Sistem Pak ar Untuk  Mendiagnosa Penyak it Tanaman  Cabe  Merah ).  Penerbit  Fakultas  Informatika Universitas Udaya Bandung.
[3]. Winiarti, Sri dan Fitriana. 2014. Sistem Pak ar Penentuan Kesesuaian  Lahan  Pertanian  untuk   Pembudidayan Tanaman  buah-buahan .  Penerbit  Fakultas  Informasi: Universita Mercubuana, Bogor.
[4]. Sugiono.  2008. Panduan  Metode  Penelitian. Bandung. Alfabeta.
[5]. Afandhie  Rosmarka m  &  Nasih  Widya  Yuwono.  2002. Ilmu Kesuburan Tanah . Penerbit Kanisius: Yogyakarta.
[6]. Subroto  &  Awang  Yusrani.  2005. Kesuburan  dan Pemanfaatan Tanah . Penerbit Bayu Media: Malang.