Pengukuran Kandungan Nitrogen Tanah Menggunakan Near-Infrared Spectroscopy (NIRS).

Abstract

Peran nitrogen pada tanah menjadi hal yang penting untuk pertumbuhan tanaman. Ketersediaan unsur hara harus cukup dan seimbang untuk dapat diserap oleh tanaman. Salah satu hal yang dapat dilakukan adalah dengan menganalisis kandungan nitrogen pada tanah. Terdapat beberapa cara dalam menentukan nutrisi yang terkandung di dalam tanah, diantaranya adalah metode elektrokimia, metode spektroskopi dan metode optik. Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) merupakan metode dengan pendekatan fisik non-destruktif, cepat dan murah. NIRS dapat dijadikan salah satu alternatif untuk menganalisis kandungan nitrogen dengan cepat dibandingkan metode pengukuran tradisional . Terkait dengan hal ini maka penelitian ini bertujuan untuk mengukur serta menganalisis kandungan nitrogen dan kadar air dengan NIRS kemudian membangun model pengukuran. Pada penelitian ini juga dilakukan perancangan aplikasi mobile yang nantinya dapat dikembangan dan digunakan untuk pengukuran. Pengukuran dengan NIRS menggunakan perangkat Nirflex N-500 dengan panjang gelombang 1050-2500 nm dan SCiO Spektrometer dengan panjang gelombang 760-1050 nm. Sampel tanah yang digunakan diambil dari beberapa wilayah di Bogor dan sekitarnya. Sampel kemudian diukur dengan perangkat NIRS dan kemudian diuji di laboratorium untuk mengetahui kandungan nitrogen. Data yang diperoleh kemudian dilakukan pre-treatment dengan normalisasi dan Standard Normal Variate (SNV) untuk selanjutnya dibuat pemodelan. Pemodelan dilakukan dengan metode Partial Least Square (PLS) kemudian dilakukan evaluasi berdasarkan nilai R2, Root Mean Square Error (RMSE) dan RPD. Perancangan kebutuhan aplikasi mobile dilakukan dengan menganalisis kebutuhan dan kemudian melakukan perancangan dengan menggunakan Unified Modeling language (UML). Perancangan aplikasi meliputi pembuatan activity diagram, class diagram, sequence diagram dan use case diagram. Hasil penelitian menunjukkan model dari pengukuran nitrogen dengan SCiO spektrometer memiliki hasil yang terbaik pada pre-treatment SNV dengan nilai R2, Standard Error Calibration (SEC) dan Standard Error Prediction (SEP) sebesar 0.83, 0.02, 0.05, pengukuran dengan Nirflex N-500 diperoleh model terbaik pada pre-treatment normalisasi sebesar 0.71, 0.03, 0.04. Model yang diperoleh untuk pengukuran kadar air dengan SCiO spektrometer memiliki hasil yang terbaik pada pre-treatment SNV dengan nilai R2, SEC dan SEP sebesar 0.74, 1.37, 2.11, pengukuran dengan Nirflex N-500 model terbaik diperoleh pada data original dengan nilai sebesar 0.71, 0.03, 0.04. Perancangan kebutuhan aplikasi mobile juga dilakukan dengan menganalisis kebutuhan kemudian merancang kebutuhan aplikasi mobile dengan membuat activity diagram, class diagram, sequence diagram, use case diagram, serta desain mockup aplikasi mobile.