Pengembangan metode estimasi kandungan air kanopi daun (canopy water content) tanaman padi dengan data hyperspectal

Biomasa merupakan salah satu variabel kunci yang menjadi perhatian dalam studi tentang tanaman, baik tanaman yang dibudidayakan maupun tanaman yang tidak dibudidayakan. Istilah biomasa dapat mengacu pada berat basah maupun berat kering tanaman. Kandungan air kanopi daun atau canopy water content (CWC) merupakan selisih berat basah daun dan berat kering daun dan menjadi perhatian banyak aplikasi. Padi merupakan tanaman budidaya yang terpenting dalam peradaban manusia, padi juga merupakan makanan pokok bagi 90% penduduk Indonesia. Oleh sebab itu pemenuhan produksi / swasembada beras / padi merupakan masalah penting bagi bangsa Indonesia. Salah satu hal penting dalam produksi padi adalah pemantauan kondisi air pada tanaman padi. Kekurangan air pada tanaman padi akan mempengaruhi penurunan pertumbuhan dan produksi padi. Dengan teknologi penginderaan jauh pemantauan kondisi air tanaman padi dapat dilakukan secara cepat dan mencakup wilayah yang luas.

Pengukuran reflektan kanopi daun padi dengan field spectrometer dilakukan pada beberapa titik pengukuran di lahan padi di Indramayu, Provinsi Jawa Barat. Pengukuran menggunakan panjang gelombang 350-2500 nm (0,350-2,500 µm) dengan resolusi spektral 1 nm dan dilakukan pada jarak 10 cm (FS10) dan 50 cm (FS50) dari permukaan kanopi daun padi. Titik pengukuran dipilih sedemikian sehingga mewakili berbagai tahapan pertumbuhan padi yaitu tahap vegetatif, reproduktif dan ripening. Pada saat yang bersamaan dilakukan juga pengambilan data dari pesawat udara menggunakan sensor Hyperspectral Mapper (HyMap) dengan jumlah kanal 128, resolusi spektral 10-20 nm, jangkauan panjang gelombang 350-2500 nm, dan resolusi spasial 4,5 m. Rumpun padi yang sudah diukur dicabut, dipisahkan menjadi bagian daun, batang dan bulir padi. Selanjutnya ditimbang berat basahnya dan kemudian dikeringkan di laboratorium sampai suhu 60° C untuk ditimbang berat keringnya. Selisih berat basah dan berat kering daun padi per m² didefinisikan sebagai kandungan air daun / canopy water content (CWC). Analisis regresi linear dilakukan untuk mencari hubungan antara CWC dengan spectral index yang sudah dikenal luas yaitu water index /WI-R900/R970 (peñuelas, 1993) dan normalised difference water index / NDWI= (R860-R1240)/(R860+R1240) (Gao, 1996). Selanjutnya dilakukan analisis regresi linear untuk mendapatkan kombinasi kanal yang optimal untuk prediksi CWC dengan spectral index seperti ratio spectral index (RSI-R2/R1), normalised difference spectral index (NDSI=(R2-R1)/(R2+R1)), renormalised difference spectral index (RDSI (R2-R1)/(R2+R1)), soil adjusted spectral index (SASI (R2-R1)* 5 / (R_{1} + R_{2} + 0, 5) ). Analisis multiple linear regression (MLR) antara CWC dengan reflektan kanopi daun juga dilakukan untuk mencari kombinasi kanal yang optimal untuk memprediksi CWC. Selanjutnya model regresi yang diperoleh diaplikasikan pada data HyMap.

Hasil analisis menunjukkan bahwa metode yang paling baik untuk deteksi CWC adalah dengan metode indeks spektral dengan kombinasi kanal yang optimal R1= 1152,5 nm dan R2= 1079,3 nm. Hasil koefisien korelasi R² untuk RSI=0,78, SASI=0,76, NDSI=0,74, RDSI=0,73, NDWI=0,67, dan WI= 0, 65