JOURNAL INDUSTRIAL ENGINEERING AND MANAGEMENT
(JUST-ME)
ISSN : 2723-0341
ISSN : 2745-7303
VOL.
No.
02 Desember - 2025
SIMULASI SISTEM DINAMIS MENGENAI PENGGUNAAN PUPUK SEMI
ORGANIK UNTUK MENINGKATKAN PROFITABILITAS
Santi Amalia Handayani1.
Hery Murnawan2 Jurusan Teknik Industri.
Fakultas Teknik.
Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya.
Jurusan Teknik Industri.
Fakultas Teknik.
Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Jalan Semolowaru No.
45 Menur Pumpungan.
Kec.
Sukolilo.
Surabaya.
Jawa Timur Email: santiamlia@gmail.
ABSTRACT
Dynamic systems are a modeling approach to understanding the behavior of complex systems that change over time through cause-and-effect relationships between variables.
In agricultural practice, fertilization is an important part of crop care, where some of the need for chemical fertilizers is met through government subsidies.
However, the remaining needs must be met with high-priced non-subsidized fertilizers, resulting in increased operational costs.
This condition also occurs in Gombang Village, one of the villages located in Pakel District.
Tulungagung Regency, which faces similar challenges in managing agricultural costs, so the dynamic systems approach is relevant to analyzing the effectiveness of fertilizer use in increasing farmer profitability in the area.
This dynamic system is carried out with the help of STELLA software.
STELLA is used to design a strategy to increase profitability by compiling two scenarios.
The first scenario, the use of superior seeds increases the average profitability by 31,271,686,263.
The second scenario, the use of semi-organic fertilizers increases the average profitability by 38,494,816,533.
Keywords: Dynamic System.
Gombang Village.
Fertilizer Effectiveness ABSTRAK Sistem dinamis adalah pendekatan pemodelan untuk memahami perilaku sistem kompleks yang berubah seiring waktu melalui hubungan sebab-akibat antar variabel.
Dalam praktik pertanian, pemupukan merupakan bagian penting dari perawatan tanaman, di mana sebagian kebutuhan pupuk kimia dipenuhi melalui subsidi pemerintah.
Akan tetapi, sisa kebutuhan tersebut harus dipenuhi dengan pupuk non-subsidi yang berharga tinggi, sehingga berdampak pada meningkatnya biaya operasional.
Kondisi ini juga terjadi di Desa Gombang, salah satu desa yang terletak di Kecamatan Pakel.
Kabupaten Tulungagung, yang menghadapi tantangan serupa dalam pengelolaan biaya pertanian, sehingga pendekatan sistem dinamis menjadi relevan untuk menganalisis efektivitas penggunaan pupuk dalam meningkatkan profitabilitas petani di wilayah tersebut.
Sistem dinamis ini dilakukan dengan bantuan software STELLA.
STELLA digunakan untuk merancang strategi peningkatan profitabilitas dengan menyusun dua Skenario pertama penggunaan bibit unggul meningkatkan rata - rata profitabilitas sebesar Skenario kedua penggunaan pupuk semi organik meningkatkan rata-rata profitabilitas Kata kunci: Sistem Dinamis.
Desa Gombang.
Efektivitas Pupuk Copyright .
Journal Industrial Engineering & Management (JUST-ME) 2025 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.
0 International License.
DOI: https://doi.
org/10.
47398/just-me.
JOURNAL INDUSTRIAL ENGINEERING AND MANAGEMENT
(JUST-ME)
ISSN : 2723-0341
ISSN : 2745-7303
VOL.
No.
02 Desember - 2025
PENDAHULUAN
Kabupaten Tulungagung merupakan salah satu wilayah di Jawa Timur yang berperan dalam penyediaan bahan pangan.
Wilayah ini mencakup area seluas kurang lebih 105.
565 hektar dan terdiri atas 19 kecamatan serta 271 desa atau Salah satu kecamatannya adalah Kecamatan Pakel.
Kecamatan ini memiliki total luas wilayah sekitar 3.
610 hektar, terdiri atas 191 hektar lahan sawah dan 1.
419 hektar lahan non-sawah.
Dalam Kecamatan Pakel terdapat Desa Gombang.
Desa Gombang memiliki luas wilayah sebesar 272,18 hektar dengan luas lahan sawah sebesar 191,5 hektar.
Padi dan jagung merupakan komoditas pertanian utama di desa ini.
Petani di desa ini dihadapkan pada berbagai kendala, seperti tingginya biaya operasional, keterbatasan akses terhadap pupuk bersubsidi, serta ketidakstabilan harga jual hasil panen.
Permasalahan utama yang muncul adalah ketidakseimbangan antara biaya operasional yang tinggi dengan keuntungan yang diperoleh.
Sebagian besar petani sangat bergantung pada pupuk kimia, yang tidak hanya mahal tetapi juga sering kali sulit diperoleh.
Kondisi ini menyebabkan peningkatan biaya produksi, sementara harga jual padi cenderung berfluktuasi terutama saat masa panen raya.
Dalam jangka panjang, ketergantungan terhadap pupuk kimia turut mengurangi kesuburan tanah, sehingga dapat mengancam keberlanjutan produktivitas Di sisi lain, regenerasi petani masih rendah karena sektor pertanian dianggap kurang menguntungkan secara ekonomi.
Temuan dari analisis ini dapat dijadikan bahan pertimbangan dalam pengambilan keputusan petani terkait penggunaan pupuk alternatif non-kimia.
Selain itu, penerapan bibit unggul dan metode tanam yang tepat juga perlu dioptimalkan guna meningkatkan hasil panen dan pendapatan petani, sehingga kesejahteraan mereka dapat lebih Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sistem pertanian yang ada di Desa Gombang dengan menggunakan pendekatan sistem dinamis dengan bantuan perangkat lunak STELLA.
Pendekatan sistem dinamis dapat digunakan untuk memahami struktur dan perilaku sistem yang kompleks, serta melakukan simulasi kebijakan yang berdampak pada sistem tersebut dalam jangka waktu tertentu (Widodo.
Et al.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan pendekatan sistem dinamis untuk menganalisis efektivitas penggunaan pupuk dalam meningkatkan profitabilitas pertanian.
Sistem dinamis dipilih karena mampu menggambarkan hubungan sebab-akibat antar variabel dalam suatu sistem yang kompleks serta memungkinkan simulasi terhadap perubahan kebijakan atau strategi dalam rentang waktu tertentu.
Pendekatan sistem dinamis ini dilakukan dengan bantuan perangkat lunak STELLA.
Tahapan dalam pemodelan sistem dinamis di perangkat STELLA sebagai berikut :
Membuat Causal Loop Diagram Causal loop diagram adalah alat visual yang berfungsi untuk menggambarkan dan menganalisis keterkaitan sebab-akibat dalam suatu sistem yang kompleks.
Diagram ini sering digunakan dalam pendekatan sistem dinamis, termasuk dalam system thinking .
emikiran siste.
, untuk menunjukkan interaksi antar elemen dalam sistem, baik yang bersifat langsung maupun tidak Membuat Stock and Flow Diagram Stock and flow diagram merupakan alat yang digunakan dalam pemodelan sistem dinamis untuk merepresentasikan keterkaitan antara variabel stok dan alirannya.
Diagram ini JOURNAL INDUSTRIAL ENGINEERING AND MANAGEMENT
(JUST-ME)
ISSN : 2723-0341
ISSN : 2745-7303
VOL.
No.
02 Desember - 2025 membantu dalam menganalisis perilaku memudahkan pemodel dalam memahami bagaimana perubahan pada satu bagian sistem dapat memengaruhi bagian lainnya.
Melakukan Verifikasi dan Validasi Model Verifikasi model dalam pemodelan sistem dinamis adalah proses untuk memastikan bahwa struktur model telah dibangun dengan benar dan sesuai dengan logika sistem nyata yang dianalisis.
Setelah melakukan verifikasi model dilakukan validasi model untuk memastikan bahwa model tersebut mampu merepresentasikan kondisi sistem nyata secara akurat.
Validasi dilakukan rata-rata (Means Compariso.
dan perbandingan variasi amplitudo .
ercentage error varianc.
Suatu model dapat dikatakan valid pada uji means comparison apabila nilai E1 O 5%.
Sedangkan pada uji percentage error variance, model dinyatakan valid jika nilai E2 berada di O 30%.
Cara menghitung uji means comparison dan uji percentage error variance adalah sebagai Uji Means Comparison ya1 = | ya Oeya ya | x 100% .
Membuat Model Skenario Tahapan ini mencakup proses simulasi model guna mengidentifikasi skenario yang paling optimal.
Tujuannya adalah untuk meningkatkan profitabilitas petani dengan mempertimbangkan berbagai kebijakan atau HASIL DAN PEMBAHASAN:
Faktor utama yang mempengaruhi pemodelan sistem dinamis ini adalah faktor personal atau people, faktor planet, dan faktor Faktor personal atau people yang didalamnya terdapat indikator yaitu usia, pendidikan, adaptasi teknologi.
Faktor planet yang didalamnya terdapat indikator yaitu jenis bibit pada tiap masa tanam, jenis pupuk, sumber air.
Faktor profit yang didalamnya terdapat indikator mengenai pendapatan dan keuntungan petani dalam tiap masa tanam.
Causal Loop Diagram Causal Loop Diagram (CLD) adalah representasi visual yang digunakan dalam sistem dinamis untuk menggambarkan hubungan sebab-akibat antar variabel dalam suatu sistem.
Diagram ini memperlihatkan bagaimana satu variabel mempengaruhi variabel lainnya melalui panah yang menunjukkan arah hubungan, serta simbol positif ( ) atau negatif (A.
untuk menandai jenis pengaruh tersebut.
Bentuk causal loop diagram dapat dilihat pada gambar 3.
Keterangan :
S = Nilai rata-rata hasil simulasi A = Nilai rata-rata data Uji Percentage Error Variance ya2 = | yaya Oeyaya yaya | x 100% Keterangan :
Ss = Standar Deviasi Model Sa = Standar Deviasi Data Gambar 3.
1 Hubungan Sebab Akibat JOURNAL INDUSTRIAL ENGINEERING AND MANAGEMENT
(JUST-ME)
ISSN : 2723-0341
ISSN : 2745-7303
VOL.
No.
02 Desember - 2025 Gambar 3.
1 mengenai hubungan sebab akibat antar variabel dalam meningkatkan profitabilitas petani di Desa Gombang khususnya komoditas tanaman padi dan jagung Dapat dilihat untuk penduduk sendiri dipengaruhi oleh pertumbuhan penduduk dan pengurangan penduduk.
Populasi ini akan mempengaruhi permintaan beras dimana permintaan beras dipengaruhi oleh hasil panen padi dan kebutuhan beras perkapita setiap orang.
Luas lahan tanam yang digunakan dan tingkat potensi gagal panen akan menentukan seberapa besar luas panen dari masing-masing komoditas yang akan berdampak pada hasil panen.
Dari Hasil panen dan harga jual gabah akan selanjutnya akan dikurangi oleh biaya operasional petani.
Loop-loop ini mencerminkan umpan balik positif dan negatif yang mempengaruhi ketersediaan pangan dan keuntungan petani.
Stock and Flow Diagram 1 Sub Model Person (Peopl.
Sub model person digunakan untuk memperoleh informasi apakah hasil panen padi dari Desa Gombang dapat memenuhi kebutuhan beras penduduknya atau tidak .
urplus Variabel berpengaruh terhadap pemenuhan beras adalah permintaan beras dan produksi padi yang diproses menjadi beras.
Gambar 3.
2 Stock and Flow Diagram Sub Model Person Data yang dibutuhkan untuk sub model person adalah jumlah populasi penduduk Desa Gombang, laju pertumbuhan penduduk, rendemen padi ke beras, dan konsumsi beras Selanjutnya dilakukan simulasi untuk mengetahui bagaimana kondisi pemenuhan kebutuhan primer .
dari hasil panen padi berdasarkan tingkat demandnya.
2 Sub Model Luas Lahan Sawah Sub model luas lahan sawah digunakan untuk menggambarkan seberapa besar produktif luas lahan sawah yang cocok untuk Pengembangan model ini dirancang agar dapat mencerminkan kondisi nyata lahan sawah di Desa Gombang, seperti yang ditampilkan pada gambar 2.
JOURNAL INDUSTRIAL ENGINEERING AND MANAGEMENT
(JUST-ME)
ISSN : 2723-0341
ISSN : 2745-7303
VOL.
No.
02 Desember - 2025 Gambar 2.
2 Stock and Flow Diagram Sub Model Luas Lahan Sawah Pada gambar stock and flow diagram luas lahan sawah meliputi penggunaan lahan sawah serta pengurangan lahan sawah.
Data yang dibutuhkan meliputi luas lahan sawah, laju penggunaan lahan sawah, dan pengurangan lahan sawah.
Simulasi ini digunakan untuk mengetahui kondisi lahan sawah, lahan sawah di Desa Gombang meningkat atau berkurang.
3 Sub Model Planet Submodel planet memiliki peran krusial faktor-faktor produktivitas pertanian di Desa Gombang.
Pada sub model ini menunjukkan bahwa produksi padi diawali dari ketersediaan lahan sawah yang menentukan seberapa luas area yang dapat ditanami.
Luas tanam tersebut meskipun dapat berkurang akibat potensi gagal panen yang disebabkan oleh faktor Jumlah produksi padi dihitung dengan mengalikan luas panen yang tersedia dengan tingkat produktivitasnya.
Gambar 3.
3 Stock and Flow Diagram Sub Model Planet Data yang digunakan dalam sub model ini memerlukan data yang berkaitan dengan aspek lingkungan, seperti luas lahan sawah, luas tanam, produksi tanaman, serta informasi yang mempengaruhi tingkat produktivitas.
3 Sub Model Profit Sub model profit berfungsi untuk menghitung keuntungan yang diperoleh petani dari hasil produksi.
Komponen utama dalam sub model ini meliputi pendapatan yang diperoleh dari penjualan hasil panen tanaman dan biaya operasional yang mencakup penggunaan pupuk, tenaga kerja, air, serta biaya lainnya.
Gambar 3.
4 Stock and Flow Diagram Sub Model Profit Data yang digunakan dalam sub model profit ini memerlukan data yang berkaitan dengan biaya, seperti biaya operasional, harga jual, keuntungan petani, dan luas tanam.
Verifikasi dan Validasi Model Setelah diagram stock and flow dibentuk, dilakukan verifikasi struktur model untuk memastikan keterkaitan antar variabel telah sesuai dalam menggambarkan proses perolehan keuntungan dari budidaya padi.
Setiap submodel terdiri dari komponen stock, flow, dan variabel auxiliary.
Validasi model
dilakukan untuk memastikan bahwa model yang dibangun JOURNAL INDUSTRIAL ENGINEERING AND MANAGEMENT
(JUST-ME)
ISSN : 2723-0341
ISSN : 2745-7303
VOL.
No.
02 Desember - 2025 benar-benar mencerminkan kondisi sistem yang sebenarnya.
Proses validasi ini salah satunya menggunakan behavior validity test.
1 Behavior Validity Test Populasi Penduduk Tabel 3.
1 Behavior Validity Test Populasi Penduduk Tabel 3.
1 memperlihatkan bahwa nilai hitung E1 sebesar 2,89%, yang mana nilai tersebut O 5%.
Selanjutnya, nilai hitung E2 untuk populasi penduduk adalah O 30%, yaitu sebesar 6,55%.
Dengan demikian, model dapat dinyatakan valid.
2 Behavior Validity Test Luas Lahan Sawah Tabel 3.
2 Behavior Validity Test Luas Lahan Sawah Tabel 3.
2 memperlihatkan bahwa nilai hitung E1 sebesar 0,72%, yang mana nilai tersebut O 5%.
Selanjutnya, nilai hitung E2 untuk populasi penduduk adalah O 30%, yaitu sebesar 17,58%.
Dengan demikian, model dapat dinyatakan valid.
3 Behavior Validity Test Planet Tabel 3.
3 Behavior Validity Test Planet Tabel 3.
3 memperlihatkan bahwa nilai hitung E1 sebesar 0,72%, yang mana nilai tersebut O 5%.
Selanjutnya, nilai hitung E2 untuk populasi penduduk adalah O 30%, yaitu sebesar 5,16%.
Dengan demikian, model dapat dinyatakan valid.
4 Behavior Validity Test Profit Tabel 3.
4 memperlihatkan bahwa nilai hitung E1 sebesar 0,77%, yang mana nilai JOURNAL INDUSTRIAL ENGINEERING AND MANAGEMENT
(JUST-ME)
ISSN : 2723-0341
ISSN : 2745-7303
VOL.
No.
02 Desember - 2025 tersebut O 5%.
Selanjutnya, nilai hitung E2 untuk populasi penduduk adalah O 30%, yaitu sebesar 29,78%.
Dengan demikian, model dapat dinyatakan valid.
Hasil Skenario Model 1 Skenario Model Penggunaan Unggul 2 Skenario Model Penggunaan Pupuk Semi Organik Bibit Gambar 3.
7 Stock and Flow Diagram Skenario Penggunaan Pupuk Semi Organik Berdasarkan skenario penggunaan pupuk semi organik didapatkan total profit petani dari tahun 2021 sampai 2030 Gambar 3.
5 Stock and Flow Diagram Skenario Penggunaan Bibit Unggul Berdasarkan skenario penggunaan bibit unggul didapatkan total profit petani dari tahun 2021 sampai 2030 Gambar 3.
8 Perbandingan Profit Petani Skenario Penggunaan Pupuk Semi OrganiK Berdasarkan hasil skenario kedua profit petani meningkat hingga 38.
Hal ini dapat mengoptimalkan keuntungan petani.
Gambar 3.
6 Perbandingan Profit Petani Skenario Penggunaan Bibit Unggul Berdasarkan hasil skenario pertama profit petani meningkat hingga 31.
Hal ini dapat mengoptimalkan keuntungan petani.
KESIMPULAN:
Tingkat keuntungan petani di Desa Gombang dipengaruhi oleh dua kelompok faktor utama, yaitu faktor lingkungan .
dan karakteristik petani .
Faktor
personal mencakup aspek-aspek seperti usia, tingkat pendidikan, dan kemampuan adaptasi
JOURNAL INDUSTRIAL ENGINEERING AND MANAGEMENT
(JUST-ME)
ISSN : 2723-0341
ISSN : 2745-7303
VOL.
No.
02 Desember - 2025 terhadap teknologi, yang berperan dalam pengambilan keputusan dan efisiensi pengelolaan lahan.
Sementara itu, faktor planet meliputi jenis bibit yang digunakan pada setiap musim tanam, jenis pupuk yang diaplikasikan, serta ketersediaan sumber air.
Dengan mempertimbangkan kondisi tersebut, dilakukan penyusunan dua skenario, yaitu skenario penggunan bibit unggul dan penggunaan pupuk semi organik.
Berdasarkan dua skenario, skenario penggunaan pupuk semi organik yang menghasilkan skenario yang meningkat profit petani hingga UCAPAN TERIMA KASIH:
Ucapan terima kasih kami sampaikan Anggota Dinas Pertanian Tulungagung.
Badan Penyuluhan Pertanian (BPP) Kecamatan Pakel, anggota GAPOKTAN
dan POKTAN Desa Gombang, serta para petani yang telah bersedia meluangkan waktu dan kooperatif pada saat diadakan sesi diskusi dan DAFTAR PUSTAKA