budidaya tanaman
ahmad said
nurhayati
zuniarti
xi ipa 1
sma n 1 kaliwiro
tp 2013/2014
TEKNOLOGI BUDIDAYA TANAMAN TANPA TANAH (HiDROPONIK)
Ø HIDROPonIK
Tidak seperti budidaya tanaman yang dilakukan
dengan media tanah, budidaya tanaman secara hidroponik dilakukan tanpa tanah,
tetapi menggunakan larutan nutrisi sebagai sumber utama pasokan nutrisi
tanaman. Pada budidaya tanaman dengan media tanah, tanaman memperoleh unsur
hara dari tanah, tetapi pada budidaya tanaman secara hidroponik, tanaman
memperoleh unsur hara dari larutan nutrisi yang dipersiapkan khusus. Larutan
nutrisi dapat diberikan dalam bentuk genangan atau dalam keadaan
mengalir.
Selain
itu, larutan nutrisi juga dapat dialirkan ke media tanam hidroponik sebagai tempat
berkembangnya akar. Media tanam hidroponik dapat berasal dari bahan alam
seperti kerikil, pasir, sabut kelapa,
arang sekam, batu apung, gambut, dan potongan kayu atau bahan buatan seperti
pecahan bata, busa, dan rockwool.
Selain
lingkungan di sekitar tanaman, yaitu di atas daerah perakaran, lingkungan daerah
perakaran juga harus memenuhi persyaratan pertumbuhan optimal tanaman. Hal ini
ditentukan oleh keadaan larutan dan sirkulasinya. Nilai pH larutan nutrisi
perlu diupayakan berada pada kisaran 5,5 sampai 6,5 sesuai untuk tanaman yang dibudidayakan.
Penurunan dan peningkatan pH larutan nutrisi dapat dilakukan melalui penambahan
asam (HNO,, H,PO, atau H,SO,) atau penambahan basa (KOH) ke larutan nutrisi. Nilai
Electrical Conductivity (EC) larutan nutrisi harus disesuaikan dengan
umur tanaman dan fase pertumbuhannya. Tanaman yang dibudidayakan secara
hidroponik dapat tumbuh dengan baik, jika memperoleh unsur hara yang diperlukan,
serta cukup air dan oksigen.
Dibandingkan
dengan budidaya tanaman dengan media tanah,
sistem hidroponik memiliki banyak kelebihan, yaitu:
1)
serangan
hama dan penyakit cenderung jarang dan lebih mudah dikendalikan,
2)
penggunaan pupuk dan air lebih efisien,
3)
tidak ada
kegiatan yang memerlukan tenaga intensif untuk pekerjaan berat seperti pengolahan
tanah dan pemberantasan gulma,
4)
larutan
nutrisi tanaman dapat dipasok sesuai dengan tingkat kebutuhan tanaman
5)
dapat
diusahakan di lahan tidak subur maupun
di lahan yang sempit,
6)
kebersihan
lebih mudah dijaga dan terhindar dari penyakit yang berasal dari tanah,
7)
budidaya tanaman dapat dilakukan tanpa
bergantung musim.
Ø
Teknologi Greenhouse dan Hidroponik
Budidaya
tanaman dengan sistem hidroponik pada umumnya dilakukan
di dalam greenhouse. lstilah yang sering digunakan untuk
terjemahan greenhouse adalah rumah kaca. Namun, hal ini i tidak
lagi sesuai karena sebagian besar greenhouse di Indonesia justru dibangun tidak lagi menggunakan kaca sebagai bahan penutup tetapi
menggunakan plastik. Oleh karena itu, penulis memperkenalkan
istilah rumah tanaman sebagai terjemahan greenhouse
(Suhardiyanto, 2009).
Penggunaan
rumah tanaman di kawasan yang beriklim
tropika basah seperti Indonesia tentu saja berbeda
dengan di kawasan subtropika. Di daerah yang beriklim tropika basah, rumah tanaman berfungsi sebagai bangunan perlindungan tanaman. Dalam hal ini, rumah tanaman lebih ditujukan untuk melindungi tanaman dari hujan, angin dan hama, mengurangi intensitas radiasi matahari yang berlebihan, mengurangi penguapan air dari daun dan media, serta memudahkan perawatan tanaman. Oleh karena itu, rancangan rumah tanaman di daerah tropika basah sebaiknya tidak meniru rancangan rumah tanaman di daerah yang beriklim subtropika yang umumnya ditujukan untuk melindungi tanaman dari suhu udara yang rendah pada musim dingin (Suhardiyanto,
2009).
Dalam
perancangan rumah tanaman, prinsip-prinsip keseimbangan panas yang dipelajari
sebagai bagian dari ilmu fisika merupakan landasan dalam memprediksi kondisi
lingkungan termal di dalam rumah tanaman. Dengan demikian, sebelum rumah tanaman
dibangun, kondisi lingkungan termal di dalam rumah tanaman tersebut dapat
diprediksi. Setelah mengetahui kondisi lingkungan termal tertentu yang akan
dicapai, perancang dapat dengan lebih mudah membuat rancangan rumah tanaman. Hubungan
antara rancangan rumah tanaman dengan kondisi lingkungan termal di dalamnya
dapat disajikan dengan mudah menggunakan simulasi komputer.
Teknologi
hidroponik dikembangkan terutama untuk meningkatkan produktivitas dan kualitas
hasil panen pada waktu yang lebih sesuai rencana. Sistem hidroponik
memungkinkan aplikasi perkembangan teknologi komputer dan kontrol otomatik serta
ilmu pengetahuan fisiologi tanaman untuk menyediakan lingkungan yang lebih
sesuai bagi pertumbuhan tanaman. Dengan demikian, pengembangan sistem
hidroponik menjadi tantangan tersendiri bagi para peneliti dan merupakan hal
yang sangat menarik generasi muda. Selain itu, budidaya tanaman secara
hidroponik merupakan bisnis yang menarik dan menjanjikan keuntungan yang
memadai. Tanaman yang sering dibudidayakan secara hidroponik adalah tanaman
yang bernilai ekonomi tinggi. Berbagai sayuran daun, sayuran buah, buah-buahan
dan tanaman hias eksotik yang umum dibudidayakan secara hidroponik antara lain
adalah selada, sawi putih, pakchoy, caysim, bayam, kangkung, seledri, kubis,
tomat, timun jepang, paprika, terung, brokoli, kubis bunga, stroberi, melon,
semangka, krisan, poinsettia, anggrek, gerberra, dan kaktus.
Ø
Sistem Hidroponik
Pada
saat ini telah banyak ragam sistem hidroponik yang digunakan dalam skala
komersial, sebagaimana disajikan pada Gambar 1. Sistem hidroponik dikelompokkan
menjadi dua, yaitu kultur media tanam dan kultur larutan nutrisi. Pada kultur
media tanam, penanaman dilakukan menggunakan media tanam padat berpori sebagai tempat
dimana akar tanaman tumbuh. Media tanam yang digunakan dapat berupa media
organik, anorganik, atau campuran keduanya. Berdasarkan metode pemberian
larutan nutrisinya, kultur media dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu sub
irrigation (irigasi bawah permukaan) dan top irrigation (irigasi permukaan).
Karena top irrigation sering diaplikasikan pada sistem hidroponik dengan
menggunakan penetes maka sistem ini lebih terkenal dengan sebutan drip
irrigation system (sistem irigasi tetes). Sub irrigation dibagi dua, yaitu
passive sub irrigation (sistem irigasi dengan prinsip kapiler), dan ebb and
flow (sistem irigasi genang dan alir).
Pada
kultur larutan nutrisi, penanaman dilakukan tidak menggunakan media tanam atau
media tumbuh, sehingga
akar tanaman tumbuh di dalam larutan nutrisi atau di udara. Kultur
larutan nutrisi dibagi menjadi tiga kelompok besar, yaitu hidroponik larutan
diam, hidroponik dengan larutan nutrisi yang disirkulasikan, dan aeroponik.
Sistem hidroponikdipilih berdasarkan pertimbangan jenis tanaman yang akan
dibudidayakan, kebijakan investasi, kompetensi tenaga kerja, dan kondisi iklim.
Beberapa sistem hidroponik yang umum digunakan dalam budidaya tanaman.
secara kornersial adalah drip irrigation system, ebb and flow system, passive hydroponics, floating hydroponics, nutrient film technique, dan aeroponics.
Ø
Drip Irrigation System (Sistem lrigasi Tetes)
Jenis tanaman yang berbatang besar dan
berbuah berat, seperti melon, mentimun, tomat, dan paprika, lebih sesuai menggunakan
kultur media atau dikenal juga dengan sebutan I hidroponik
substrat. Karena akar tanaman harus kuat menahan batang dan buah, maka diperlukan media tanam yang padat. Pada sistem hidroponik substrat, akar berkembang di
dalam media tanam dan mencengkeram media tanam sehingga
mampu menopang batang dan buah. Supaya dapat berdiri
tegak, tanaman yang tumbuh rnelebihi 1 meter perlu ditopang dengan
tali ajir. Kebutuhan tanaman terhadap unsur hara tidak
dipenuhi dari media tanarn
melainkan dari pasokan larutan nutrisi yang dilakukan dengan berbagai alternatif rnetode. Jika larutan nutrisi diberikan kepada
media tanarn secara langsung rnelalui penetes (emitter) secara sinambung dan perlahan di dekat tanarnan, maka sistern ini disebut drip irrigation system atau sistern irigasi tetes.
Jaringan irigasi tetes terdiri dari pornpa, pipa utarna, pipa rnanipol, pipa lateral, dan penetes (emitter), serta kornponen lainnya seperti katup-katup, pengukur tekanan, filter (sand filter, disk filter, dan screen filter), kran (ballvalve) dan tangki larutan nutrisi. Pernberian larutan nutrisi dengan irigasi tetes (drip system) rnerupakan sistern terbuka, yaitu larutan nutrisi yang dialirkan ke tanaman tidak disirkulasikan kernbali. Larutan nutrisi dibiarkan terbuang jika media tanarn sudah jenuh. Pernberian larutan nutrisi dengan irigasi tetes ini harus tepat dari segi jurnlah agar efisien dan larutan nutrisi tidak banyak yang terbuang karena rnengalir keluar dari media tanarn. Untuk rnenjaga akurasi pernberian larutan nutrisi telah dikernbangkan sistern kendali otomatik untuk kelernbaban media tanarn pada sistern irigasi tetes.
Skerna sistern tersebut disajikan dalarn Garnbar 2
Ø Ebb
and Flow System (Sistem
Genang dan Alir)
Pada sistem
hidroponik genang dan alir, Larutan nutrisi dialirkan ke bak tanaman hingga merendam akar Lalu
dialirkan keluar bak untuk selang waktu tertentu. Ada juga yang menyebut sistem
ini sebagai flood and drain system. Pada umumnya sistem ini
terdiri dari: bedengan kedap air, wadahlpot yang berlubang di bagian bawahnya dan berisi media tanam, tangki untuk
larutan nutrisi, pompa, pipa-pipa untuk mengalirkan Larutan nutrisi, klep inlet dan outlet.
Sistem ini termasuk kategori sistem hidroponik
dengan sirkulasi tertutup. Tanaman dalam pot diletakkan pada bak tanaman dimana
larutan nutrisi dialirkan kedalamnya. Ketika kran inlet dibuka,
larutan nutrisi mengalir kedalam bak tanaman hingga pot terendam sampai
ketinggian tertentu. Selama perendaman, kran outlet ditutup. Setelah larutan
nutrisi merembes ke dalam media tanam, outlet dibuka. Dengan demikian Larutan
nutrisi mengalir secara gravitasi kembali ke bak penampung hingga tidak ada lagi genangan di bak tanaman. Selanjutnya, larutan nutrisi di dalam
bak penampungan dialirkan kembali kedalam bak tanaman ketika waktunya tiba.
Untuk memberi kesempatan larutan nutrisi menembus ke dalam media tanaman,
biasanya digunakan patokan i waktu perendaman sekitar 10 menit setelah larutan
nutrisi memenuhi bak tanaman. Dengan perembesan Larutan nutrisi secara berkala
ini tanaman mendapat cukup unsur hara, udara dan air. Sistem ini banyak
digunakan untuk tanaman bunga dalam pot, seperti krisan dan poinsettia.
Ø Passive
Hydroponics
Passive
hydroponics termasuk kategori
kultur media. Tanaman ditanam dalam pot berisi media tanam dan
diletakkan di atas wadah berisi Larutan nutrisi yang dangkal
sehingga larutan nutrisi
dapat mengalir dari bagian bawah pot ke media tanam di dalam pot melalui mekanisme aliran fluida di dalam pipa kapiler. Larutan nutrisi tidak disirkulasikan. Media tanam yang digunakan harus memiliki porositas yang baik, sehingga lubang-lubang di dalamnya berfungsi sebagai pipa kapiler. Pada umumnya sistem ini digunakan untuk budidaya tanaman bunga.
Ø
Floating Hydroponics (Hidroponik Rakit Apung)
Hidroponik rakit apung termasuk hidroponik kultur
larutan nutrisi. Pada hidroponik rakit apung, tanaman ditanam dengan posisi
akar terendam di dalam larutan nutrisi yang tidak mengalir. Karena tidak
menggunakan media tanam, tanaman perlu ditopang agar dapat tumbuh tegak.
Tanaman dibudidayakan dengan cara menempatkan tanaman pada styrofoam yang
mengapung di atas permukaan larutan nutrisi dalam suatu bak, sehingga akar-akar
tanaman terendam dan dapat menyerap nutrisi dan air. Batang tanaman dijepitkan
pada lubang styrofoam yang dipersiapkan lebih dahulu. Karakteristik
sistem ini antara lain adalah terisolasinya lingkungan perakaran, sehingga
fluktuasi suhu larutan nutrisi tergolong rendah. Fluktuasi suhu larutan nutrisi
dalam sistem ini dipengaruhi oleh kondisi lingkungan sekitar, umur tanaman, dan
kedalaman Larutan nutrisi. Larutan nutrisi dapat didaur ulang sesudah
dievaluasi kepekatan larutannya kurang lebih setiap minggu
Kandungan oksigen dalam larutan nutrisi pada
hidroponik rakit apung dapat dijaga agar tidak turun dengan mengalirkan oksigen
ke dalam larutan nutrisi. Sistem ini disebut Static Aerated Technique
(SAT) sedangkan sistem yang tidak dialiri oksigen disebut Static
Unaerated Technique (SUT). SAT dilengkapi dengan aerator untuk memompa
oksigen ke dalam larutan nutrisi sebagai upaya memenuhi kadar oksigen bagi akar
tanaman. Peralatan penunjang yang digunakan SAT antara lain adalah bak,
aerator, dan styrofoam. SUT dapat dioperasikan tanpa menggunakan
energi listrik, karena penempatan larutan nutrisi kedalam bak dapat dilakukan
secara manual. Penerapan SUT yang mempunyai kelebihan karena hemat energi ini
dapat dilakukan di daerah-daerah yang belum terjangkau
oleh jaringan listrik.
Ø Nutrient
Film Technique (NFT)
Nutrient
Film Tehnique (NFT) diartikan sebagai metode budidaya
tanaman dimana akar tanaman tumbuh di dalam larutan nutrisi
sangat dangkal yang membentuk lapisan tipis nutrisi (nutrient
film) dan tersirkulasi. Dengan demikian, tanaman dapat memperoleh
unsur hara, air, dan oksigen yang cukup. Komponen sistem
NFT adalah saluran, tangki, pompa, pipa, dan styrofoam. Penggunaan
NFT di daerah tropika seringkali mengalami masalah peningkatan
suhu larutan nutrisi ketika disirkulasikan melalui saluran
pada siang hari. Untuk mengatasi masalah tersebut dapat digunakan
mesin pendingin sebagaimana dikembangkan oleh Matsuoka
dan Suhardiyanto (1992). Skema sistem tersebut disajikan dalam Gambar 3.
Tangki larutan nutrlsl
NFT
memiliki karakteristik, bahwa akar tanaman berada di udaradan larutan nutrisi
sekaligus. Sebagian akar berada pada ruang udara dalam saluran, sehingga dapat
menyerap oksigen, sebagian yang lain terendam dalam larutan nutrisi sehingga
dapat menyerap unsur hara dan air yang diperlukan oleh tanaman. Saluran yang diletakkan
dengan kemiringan tertentu memungkinkan larutan nutrisi mengalir sampai ujung
saluran dan ditampung kembali dalam tangki. Dalam sistem ini, larutan nutrisi
disirkulasikan terus menerus secara tertutup. Akar dari tanaman berkembang di
dalam saluran dan membentuk jalinan sesuai bentuk saluran. Untuk membuat
sirkulasi larutan nutrisi yang baik, perlu diusahakan agar:
- Kemiringan saluran tempat mengalirnya larutan
nutrisi ke ujung saluran benar - benar seragam, yaitu dengan slope 0,5 sampai
4 %.
- Kecepatan aliran larutan nutrisi sesuai untuk
pertumbuhanakar, yaitu pada debit aliran larutan nutrisi 1 sampai 2
liter1menit, bergantung keadaan perakarannya
- Lebar saluran harus cukup memadai untuk
menghindari terbendungnya aliran larutan nutrisi oleh jalinan akar
- Panjang saluran masih memungkinkan tidak
terjadinya defisiensi nitrogen, yaitu maksimal 12 meter.
- Dasar saluran harus rata dan tidak cekung atau
cembung untuk mencapai kedalaman larutan nutrisi yang disyaratkan.
Ø
Aeroponics ( Aeroponik)
Aeroponik
adalah metode budidaya tanaman dimana akar tanaman menggantung di udara serta
memperoleh unsur hara dan air dari larutan nutrisi yang disemprotkan ke akar.
Pada umumnya, aeroponik digunakan untuk budidaya sayuran daun seperti bayam, caisin,
kailan, kangkung, pakchoy, selada dan sebagainya. Larutan nutrisi disemprotkan
dalam bentuk kabut, ke akar tanaman yang berada dalam chamber dengan
durasi tertentu (Gambar 4).
Chamber merupakan lingkungan tertutup tempat tumbuhnya akar. Sistem ini rneliputi sprayer nozzles untuk menyemprotkan larutan nutrisi, pornpa yang dilengkapi dengan timer, chamber,styrofoam dan pipa. Aeroponik tidak rnernerlukan media tanam.Hanya saja, tanaman perlu ditopang agar dapat turnbuh dengan tegak. Biasanya helaian styrofoam yang telah dilubangi digunakan untuk rnenernpatkan pangkal batang tanarnan. Helaian styrofoam ini diletakkan di bagian atas chamber, rnemisahkan kanopi dengan akar tanarnan. Pada skala kornersial, beberapa chamber untuk aeroponik dirangkai rnernbentuk suatu jaringan sistern aeroponik.
Untuk
tanarnan yang memiliki berat biornassa rnelebihi kapasitas yang dapat ditopang
oleh styrofoam, yaitu 3 kg/rn2, diperlukan kawat atau tali penahan kanopi
tanarnan agar helaian styrofoam tidak rnelengkung dan patah. Aeroponik sangat
efisien dalam penggunaan air dan nutrisi. Debit aliran Larutan nutrisi yang
diperlukan untuk NFT adalah sekitar 1 liter per rnenit, sedangkan
aeroponik hanya memerlukan 1,5 ml per menit. Pada sistem aroponik perlu
dilakukan pengecekan terhadap nozzle secara berkala untuk
menjamin kelancaran pengkabutan larutan nutrisi ini karena kalau tidak, nozzle
sering tersumbat oleh kotoran atau partikel dalam larutan nutrisi.
Selain itu, larutan nutrisi yang sampai ke akar tanaman harus benar-benar dalam
bentuk kabut dan tersebar secara merata. Aeroponik semakin populer sebagai
metode budidaya tanaman pada masa depan. Aplikasi aeroponik
pada budidaya berbagai jenis tanaman yang sebelumnya tidak lazim
dibudidayakan menggunakan metode aeroponik, mulai banyak dilaporkan dalam
berbagai jurnal ilmiah.
Penutup
Dalam perkembangannya, sistem hidroponik di dalam rumah
tanaman dapat Lebih diarahkan menjadi salah satu bentuk pertanian modern yang
bebas insektisida. Hal ini mendorong para pebisnis untuk terjun mengembangkan
usaha budidaya tanaman yang mempunyai nilai ekonomi tinggi dan umur relatif
pendek dengan sistem hidroponik. Perkembangan lebih lanjut dari teknologi hidroponik
dan rumah tanaman adalah penggunaan kemajuan di bidang teknologi komputer,
kontrol otomatik, robotik, optik, dan lain sebagainya untuk mengendalikan semua
proses metabolisme
tanaman, sehingga tercipta semacam industri tanaman
atau plant factory.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar