Ketahanan  pangan adalah keadaan yang mengarah pada ketersediaan pangan  baik jumlah maupun mutu, keamanan, pemerataan, dan keterjangkauan. Ketahanan pangan merupakan hal yang penting dan strategis, karena  pengalaman di banyak negara menunjukkan untuk mencapai pembangunan diperlukan pencapaian ketahanan pangan terlebih dahulu. Undang-undang Nomor 7 Tahun 1996 tentang Pangan memastikan bahwa pemerintah dan masyarakat perlu menciptakan ketahanan pangan bagi seluruh rakyat Indonesia. Karena Indonesia merupakan negara dengan jumlah penduduk yang besar dan tingkat pertumbuhan yang tinggi,  upaya  mewujudkan ketahanan pangan merupakan tantangan yang harus diprioritaskan dalam kepentingan nasional.  Terlebih dengan munculnya pandemi Covid-19 sejak awal tahun 2020 dan sampai saat ini masih berlangsung, tantangan kesiapan ketahanan pangan  bagi masyarakat dalam menghadapi pandemi menjadi sangat diperlukan (Aisyah, 2020).

Ketahanan pangan  Indonesia menitikberatkan pada kebutuhan dasar masyarakat dalam hal ini beras sebagai kebutuhan pokok masyarakat. Beras memiliki peran strategis dalam memperkuat ketahanan pangan, ketahanan ekonomi, ketahanan nasional, dan  stabilitas politik. Tanaman padi adalah sumber karbohidrat utama bagi mayoritas masyarakat Indonesia. Tanaman padi yang bisa dipanen lebih kurang 110 hari membuat para petani bisa menanam dua sampai tiga kali dalam setahun. Berbagai hambatan yg muncul pada proses budidaya padi bisa mengakibatkan goyahnya ketahanan pangan. Salah satunya adalah sulitnya mengendalikan hama burung pemakan padi (Hardian, 2020).

Hama burung adalah salah satu musuh utama bagi petani yang bisa menurunkan produksi tanaman. Menurut Salsabila (1991), hama burung setiap ekornya mampu memakan padi rata-rata sekitar lima gram dalam sehari. Hama burung akan memakan bulir dalam malai padi yang telah memasuki masa masak susu atau padi dengan masa tanam 70 hari. Akibat  serangan burung tersebut, produksi padi menurun 30-50%. Serangan terjadi ketika kondisi cuaca teduh dan burung menyerang dalam kawanan (Ziyadah, 2011). Akibat serangan tersebut mengakibatkan padi menjadi kering bahkan bijinya  kosong. Hal ini menyebabkan kecemasan dan kerugian  besar di kalangan petani.

Para petani menggunakan berbagai cara untuk mencegah hama menyerang tanaman padi, seperti membuat suara untuk mencegah hama burung  dengan mengikat tali pada jarak tertentu dari kaleng bekas dan mengayunkan tali. Tentu saja cara ini sangat merepotkan jika dilakukan sendiri di lahan sawah yang luas. Karena lahan yang luas, beberapa petani mempekerjakan orang untuk benar-benar merawat ladang. Dari segi ekonomi, cara ini kurang efektif dan efisien karena petani menanggung biaya tambahan untuk membayar upah para pekerja (Hardian, 2020).

Berdasarkan masalah diatas,  maka  sangatlah penting untuk mengembangkan “alat yang dapat membantu petani  mengusir burung secara mandiri dan efektif. Dalam proposal ini diajukan gagasan membangun sebuah prototipe pengusir burung otomatis yang dilengkapi panel surya sebagai sumber energinya dengan nama “ NGGUSAH”. Alat dirancang agar bekerja otomatis tanpa perlu campur tangan petani dan mandiri secara energi. Dengan keberhasilan rancangan ini diharapkan akan membantu petani mengusir hama burung secara optimal dan akhirnya dapat berdampak pada peningkatan ketahanan pangan Indonesia

Bentuk sawah khususnya di daerah Indonesia ada bermacam-macam. Ada yang datar dan ada yang miring (terasering). Pengusiran burung yang dilakukan secara manual akan membutuhkan banyak energi dan tenaga bagi petani karena harus bolak-balik. Alat NGGUSAH di rancang selain bisa di gunakan untuk lahan sawah yang datar dan luas juga bisa digunakan untuk lahan sawang yang berada di tanah miring atau terasering.  

Ketika burung pipit mencari makan, mereka akan datang secara berkelompok dengan jumlah yang sukup besar kemudian bertengger di ujung batang padi dan memakan biji padi yang ada didekatnya. Padi di area persawahan yang dimakan burung pipit adalah adalah padi yang telah memasuki  masa masak susu atau padi dengan massa tanam 70 hari atau padi yang sudah mulai menguning.  Serangan burung pipit biasanya terjadi pada kisaran waktu 06.00-10.00 dan 15.00-17.00. Meskipun burung pipit tergolong burung berukuran kecil yakni 8-17 cm dengan berat 6-25 gram, tetapi burung pipit mampu mengkonsumsi makanan (padi) hingga 5 gram per harinya. Hal ini menunjukan bahwa  burung pipit sangat berpotensi untuk menurunkan hasil panen para petani.

Provinsi Jawa Tengah merupakan provinsi dengan suhu dan temperatur temperatur yang ideal bagi burung pipit, sehingga tidak mengherankan jika wilayah Provinsi Jawa Tengah dan sekitarnya menjadi tempat tumbuh dan berkembangnya burung pipit. Jika dilihat dari luas lahan pertanian tahun 2021 diperkirakan seluas 1,7 juta hektar dengan produksi sebesar 9,62 juta ton gabah kering giling (GKG). Kondisi ini  jika dikonversikan menjadi beras setara dengani 5,53 juta ton per tahun hasil beras Provinsi Jawa Tengah.

Biasanya dalam mengusir burung petani akan menggunakan cara tradisional seperti memasang boneka manusia sawah, atau menutupi dengan jaring. Namun karena penggunaannya tidak evisien dan memakan banyak waktu serta tenaga maka dibuatlah “NGGUSAH” yang dapat membantu mengusir burung pipit dari area persawahan. Dalam uji coba “NGGUSAH” menunjukkan bahwa dalam waktu setengah hari, pada petak sawah dengan ukuran  yang menjadi lokasi penelitian, terlihat ada 12 burung yang datang.  Setelah “NGGUSAH” dihidupkan, sepuluh (10) burung pipit tersebut merasa terganggu sehingga pada akhirnya burung terbang meninggalkan tempat mereka bertengger. Namun demikian, masih  ada satu atau dua burung pipit yang masih bertahan. Jika satu ekor burung mampu mengkonsumsi rata-rata 5 gram padi setiap harinya, maka jika ada 10 burung pipit yang ada di area persawahan tersebut, maka burung pipit mampu menghabiskan 50 gram padi tiap hari. Karena burung mulai mengkonsumsi padi pada usia 70 hari atau sekitar satu bulan sebelum panen maka jumlah total padi yang di makan burung pipit ada  50 gram dikalikan dengan satu bulan (30 hari) maka didapat sebanyak 1500 gram padi hilang di makan burung pipit pada setiap luas lahan ujicoba.

Apabila tempat penelitian ini menggunakan ukuran lahan pertanian di Provinsi Jawa Tengah, maka luas keseluruhan lahan pertanian di Provinsi Jawa Tengah, dibagi dengan luas lahan uji coba kemudian dikalikan dengan seberapa banyak padi yang hilang di makan burung,  maka diperoleh sebanyak 108 ribu ton sekali panen padi di wilayah Provinsi Jawa Tengah hilang karena hama burung pipit ini.  Hal ini diasumsikan bahwa dalam satu tahun mengalami 4 kali panen.  Dalam setiap tahun petani  berpotensi mengalami kerugian sebesar 432 ribu ton. Jumlah panen di Provinsi Jawa Tengah pada tahun 2021 sebanyak 5.53 juta ton maka 432 ribu ton dibagi dengan 5,53 juta ton dikali seratus persen diperoleh antara angka 7.8%. Dengan  demikian alat sederhana pengusir burung pipit tersebut secara signifikan dapat digunakan untuk mengusir hama burung pipit.  Tingkat efisiensi  “NGGUSAH” sederhana pengusir burung pipit sebesar 7,8%. “NGGUSAH” dapat meningkatkan keuntungan dari penjualan beras sebesar 4,3 triliun.

Dari hasil ujicoba dilapangan alat “NGGUSAH” dapat digunakan pada luas efektiv 2500 m2. Dari data BPS lahan tersebut dapat menghasilkan sebanyak 863 kg beras dengan daya jual Rp. 8.360.000 dalam sekali panen secara konvensional, namun jika menggunakan “NGGUSAH” dapat berpotensi meningkatkan keuntungan menjadi Rp. 9.321.400. Perhitungan BEP (Break Even Point), dengan ketahanan alat 5 tahun biaya produksi alat “NGGUSAH” sebesar Rp. 850.000. Dengan demikian biaya alat dalam  setiap panennya hanya sebesar Rp. 42.500. Dari perhitungan ini maka biaya alat “NGGUSAH” sangat murah dan terjangkau, sekaligus cepat mencapai titik impasnya.

Sebagai perbandingan produk lain yang sudah ada menggunakan Arduino Uno sebagai kontrol penggeraknya dimana hal tersebut dalam kondisi sawah lahan terbuka sangat rentan gangguan kelistrikan misalnya petir. Selain itu metode pengusiran burung  alat “NGGUSAH”  ini belum ada pada produk yang lain. Dengan demikian alat menjadi lebih ringkas dan lebih tahan terhadap gangguan lingkungan.

Dalam rancangan ini daya dari “NGGUSAH” menggunakan energi terbarukan berupa panel surya berkapasitas 20 WP. Selama panel surya mendapatkan sinar matahari maka akan terus mengisi daya baterai, hal dirancang agar cocok diaplikasikan di sawah yang notabene jauh dari sumber listrik PLN namun memiliki cahaya matahari yang berlimpah. Penggunaan panel surya digunakan untuk memasok daya yang digunakan untuk menggerakan motor untuk menarik tali. Pengukuran dilakukan untuk mendapatkan hasil dari tegangan solar cell. Tegangan dari solar cell dapat dilihat dari “NGGUSAH” solar cell control. Pada uji coba yang dilakukan solar cell dapat mengisi tegangan aki sebesar 13,2-13,8 volt. Ketika cuaca sedang terik atau panas dengan mengarahkan solar cell 90° mendapatkan tegangan masuk sebesar 14,0 volt, tegangan tersebut termasuk optimal untuk mengisi aki. Sedangkan ketika kondisi cuaca yang berawan didapatkan tegangan  dari solar cell sebesar 13,5 volt dalam cuaca yang berawan pun tetap mendapatkan hasil energi yang cukup sebagai penggerak alat. Pada uji coba yang dilakukan ketika hujan “NGGUSAH” tetap dapat beroperasi dengan baik tanpa terkendala serta pengisian tegangan dari solar cell berada di angka 13,2 volt. Dengan demikian penggunaan solar cell mampu diaplikasikan dalam kondisi panas maupun hujan tanpa mengalami kendala.