Hidroponik

Daya Tarik Bertanam Hidroponik

Di jaman yang serba modern ini bertanam tak lagi harus menggunakan tanah. Berbagai metode bercocok tanam bisa digunakan bagi yang ingin menekuninya. Salah satunya adalah bertanam secara hidroponik. Berasal dari bahasa Yunani, Hydroponic, dimana hydro berarti air dan ponous berarti kerja. Sesuai arti tersebut, bertanam secara hidroponik merupakan teknologi bercocok tanam yang menggunakan air, nutrisi, dan oksigen.

Tak jarang bertanam hidroponik dijadikan hobi pengisi waktu luang bagi sebagian orang. Bahkan tak sekedar hobi, ada juga kemudian yang melanjutkan hingga menjadi bisnis. Hidroponik biasa digunakan untuk menanam sayur dan buah. Bahkan beberapa tanaman sayur dan buah telah umum ditanam secara hidroponik. Sebut saja paprika, timun mini, tomat, dan sayuran hijau.

Ada beberapa keuntungan yang diyakini bisa didapat dari bertanam secara hidroponik dibandingkan bertanam secara konvensional (bertanam biasa di tanah). Ambil saja salah satu contoh, bertanam paprika secara hidroponik. Pertama, produksi per tanaman lebih besar dan kualitas lebih baik. Selain itu lahan dapat ditanami paprika sepanjang tahun, jika ditanam di tanah harus ada rotasi tanaman. Kehilangan setelah panen lebih kecil dibandingkan bertanam secara konvensional. Sementara harga lebih tinggi dan relatif konstan, tidak mengenal musim.

Tanaman yang dibudidayakan dengan hidroponik juga lebih mudah terhindar dari erosi dan kekeringan. Dengan perawatan intensif, satu tanaman pada sistem hidroponik dapat menghasilkan lebih banyak dari pada ditanam konvensional. Panen dengan cara hidroponik juga terbilang lebih cepat dibandingkan dengan cara konvensional, karena para petani tidak perlu waktu terlalu lama untuk menunggu masa tanam atau masa panen.

Kemahiran dan pengetahuan dalam bidang pertanian bukalah merupakan syarat utama untuk menjalankan bisnis hidroponik. Karena secara praktik ilmu bisa dipelajari. Salah satu contoh kasus, pemilik Parung Farm. Seperti ditulis dalam websitenya (parungfarm.com), pemilik usaha hidroponik di bawah naungan PT Kebun Sayur Segar ini bukanlah sarjana teknik ataupun sarjana pertanian. Namun karena sangat tertarik dengan teknologi hidroponik ia pun mempelajari berbagai teknologi hidroponik, dengan mempelajarinya secara otodidak dari buku-buku yang yang banyak dijumpai pada toko buku online seperti Amazon.com, berlangganan majalah The Growing Edge serta Aquaponics dari Amerika Serikat, Practical Hydroponics and Greenhouses dari Australia.

Disamping itu pemilik usaha tersebut juga melakukan pencarian informasi terkini dari internet, melakukan korespondensi dengan tenaga ahli dari luar negeri, serta berdiskusi dengan para ahli terkait. Kini hasilnya, produk dengan brand Parung Farm dapat ditemui pada hampir semua supermarket dan hipermarket di Jabodetabek dan Bandung.

Harga yang dipatok untuk tanaman hasil teknologi hidroponik yang terbilang mahal, pada umumnya memang bisa ditemui di tempat perbelanjaan seperti supermarket dan hipermarket. Meski bertanam hidroponik membutuhkan biaya yang lebih mahal dibandingkan bertanam biasa, namun harga jual produk yang mahal dengan pangsa pasar khusus merupakan daya tarik khusus bagi pebisnisnya.

HIDROPONIK

1. 1. Pendahuluan

Kecenderungan konsumen dalam memilih hasil produksi tanaman dan makanan di kota-kota besar Indonesia adalah mencari produk dengan nilai tambah terhadap manfaat kesehatan, berpenampilan menarik, dan dengan harga yang rasional. Produk-produk tersebut sebagian besar dapat terpenuhi oleh produk hidroponik. Dalam makalah ini akan dijelaskan tentang cara memproduksi tanaman makanan dan non-makanan (seperti bunga atau yang dikenal dengan ornamental plants) dengan metode hidroponik, secara sederhana hingga otomatis.Hidroponik atau hydroponics, berasal dari bahasa latin yang terdiri atas kata hydro yang berarti air dan kata ponos yang berarti kerja, sehingga hidroponik dapat diartikan sebagai suatu pengerjaan atau pengelolaan air sebagai media tumbuh tanaman tanpa menggunakan media tanah sebagai media tanam dan mengambil unsur hara mineral yang dibutuhkan dari larutan nutrisi yang dilarutkan dalam air.
Beberapa kelebihan sistem hidroponik dibanding dengan media tanah adalah kebersihan lebih mudah terjaga, tidak memerlukan pengelolaan tanah, penggunaan pupuk dan air lebih efisien, tidak tergantung musim, tingkat produktivitas dan kualitas cukup tinggi dan seragam, tanaman dapat dikontrol dengan baik, dapat diusahakan di tempat yang tidak terlalu luas ataupun dipergunakan sebagai bisnis dengan luasan yang cukup, dapat mengurangi jumlah tenaga kerja, kenyamanan kerja dapat ditingkatkan secara ergonomis, dan diferensiasi produk dapat dilakukan

2. Dasar-dasar Teknologi Hidroponik
Dalam upaya memproduksi tanaman atau makanan secara hidroponik, diperlukan beberapa peralatan dasar agar tanaman dapat tumbuh dengan baik seperti daerah perakaran harus memperoleh cukup udara, air dan unsur hara/nutrisi, sehingga dapat menghasilkan tanaman dan makanan yang berkualitas.
Peralatan dasar yang diperlukan untuk memenuhi kriteria tersebut di atas adalah :
1. Tempat tumbuh tanaman, seperti bak atau kolam penampung, pot, dan bedengan.
Diusahakan agar tempat tumbuh tanaman dijaga kebersihannya secara berkala dengan membersihkan dan menghilangkan tumbuhan atau tanaman lain yang tidak diinginkan (terutama dalam bedengan atau kolam penampung).
2. Aerator
Alat ini dipakai untuk tercukupinya oksigen untuk pertukaran udara dalam daerah perakaran. Kekurangan oksigen akan mengganggu penyerapan air dan nutrisi oleh akar dan respirasi [8].
3. Larutan Nutrisi
Larutan nutrisi sebagai sumber pasokan air dan mineral nutrisi merupakan faktor penting untuk pertumbuhan dan kualitas hasil tanaman hidroponik, sehingga harus tepat dari segi jumlah, komposisi ion nutrisi dan suhu. Unsur hara ini dibagi dua, yaitu unsur makro (C, H, O, N, P, S, K, Ca, dan Mg) dan mikro ( B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, dan Zn). Pada umumnya kualitas larutan nutrisi ini diketahui dengan mengukur electrical conductivity (EC) larutan tersebut. Semakin tinggi konsentrasi larutan semakin tinggi arus listrik yang dihantarkan (karena pekatnya kandungan garam dan akumulasi ion mempengaruhi kemampuan untuk menghantarkan listrik larutan nutrisi tersebut). Larutan nutrisi dapat dibuat sendiri dengan melarutkan Larutan nutrisi juga dapat dipertahankan dan dikontrol sesuai dengan kebutuhan tanaman dengan tujuan untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Hal ini mendasari adanya sistem kontrol secara sederhana maupun otomatis pada larutan nutrisi. Selain EC dan konsentrasi larutan nutrisi, suhu dan pH merupakan komponen yang sering dikontrol untuk dipertahankan pada tingkat tertentu untuk optimalisasi tanaman. Suhu dan pH larutan nutrisi dikontrol dengan tujuan agar perubahan yang terjadi oleh penyerapan air dan ion nutrisi tanaman (terutama dalam hidroponik dengan sistem yang tertutup) dapat dipertahankan. Suhu yang terlalu rendah dan terlalu tinggi pada larutan nutrisi dapat menyebabkan berkurangnya penyerapan air dan ion nutrisi [1], untuk tanaman sayuran suhu optimal antara 5-15oC dan tanaman buah antara 15-25oC. Beberapa tanaman sayuran dan buah dipertahankan mempunyai tingkat pH dan EC tertentu yang optimal.

3. Tipe Aplikasi Hidroponik
Secara umum tipe aplikasi hidroponik dapat dibedakan menjadi 3 jenis : aeroponik, Floating Hidroponic System (FHS) dan Nutrient Film Technique (NFT) System.
3.1. Aeroponik.
Prinsip aeroponik cukup sederhana, yaitu menyediakan nutrisi sekaligus memberikan air yang kaya akan oksigen ke tanaman dengan cara penyemprotan air yang mengandung nutrisi tersebut. Akar tanaman dikondisikan tidak terendam air atau tergantung pada media stereoform yang sudah disediakan diatas kolam. Kelebihan dari system ini adalah tumbuhan mendapat suplay oksigen yag sangat banyak, sehingga proser respirasi menjadi sangat optimal. Hasilnya akan diketahui bahwa system ini memiliki kapasitas penyediaan yang lebih dari yang lain, baik dari segi nutrisi ataupun oksigen. Kelemahan system ini adalah penggunaan pompa listrik yang  sangat bergantung pada ketersediaan listrik. Sehingga jika pompa yang diguanakan untuk menyemprotkan air dan nutrisi tersebut mati, maka yang terjadi adalah tanaman  yang di tanam juga akan mati. Jadi harus benar-benar dipastikan bahwa system cadangan yang membackup pompa tetap aktif.
3.2. Floating Hidroponics System (FHS)

Floating hidroponic system (FHS) merupakan suatu budidaya tanaman (khususnya sayuran) dengan cara menanamkan /menancapkan tanaman pada lubang styrofoam yang mengapung diatas permukaaan larutan nutrisi dalam suatu bak penampung atau kolam sehingga akar tanaman terapung atau terendam dalam larutan nutrisi. Metode ini dikembangkan pertama kali oleh Jensen (1980) di Arizona dan Massantini (1976) di Italia [6].
Pada sistem ini larutan nutrisi tidak disirkulasikan, namun dibiarkan pada bak penampung dan dapat digunakan lagi dengan cara mengontrol kepekatan larutan dalam jangka waktu tertentu. Hal ini perlu dilakukan karena dalam jangka yang cukup lama akan terjadi pengkristalan dan pengendapan pupuk cair dalam dasar kolam yang dapat mengganggu pertumbuhan tanaman. Sistem ini mempunyai beberapa karakteristik seperti terisolasinya lingkungan perakaran yang mengakibatkan fluktuasi suhu larutan nutrisi lebih rendah, dapat digunakan untuk daerah yang sumber energi listriknya terbatas karena energi yang dibutuhkan tidak terlalu tergantung pada energi listrik (mungkin hanya untuk mengalirkan larutan nutrisi dan pengadukan larutan nutrisi saja).
Pada Gambar 2 di bawah ditunjukkan pemakaian system FHS pada tanaman daun bawang dalam greenhouse. Tanaman ditancapkan pada lubang dalam styrofoam dengan bantuan busa (agar tanaman tetap tegak) serta ditambahkan penyangga tanaman dengan tali. Lapisan styrofom digunakan sebagai penjepit, isolator panas dan untuk mempertahankan tanaman agar tetap terapung dalam larutan nutrisi. Agar pemakaian lapisan styrofoam tahan lama biasanya dilapisi oleh plastik mulsa. Dalam gambar juga ditunjukkan adanya bak larutan nutrisi dengan penyangganya, biasanya bak penampung ini mempunyai kedalaman antara 10-20 cm dengan kedalaman larutan nutrisi antara 6-10 cm. Hal ini ditujukan agar oksigen dalam udara masih terdapat di bawah permukaan styrofoam. Untuk otomatisasi dalam FHS tidak berbeda jauh dengan cara untuk pot culture system.

3.3. Nutrient Film Technique (NFT)

Nutrient film technique (NFT) merupakan salah satu tipe spesial dalam hidroponik. Konsep dasar NFT ini adalah suatu metode budidaya tanaman dengan akar tanaman tumbuh pada lapisan nutrisi yang dangkal dan tersirkulasi sehingga tanaman dapat memperoleh cukup air, nutrisi dan oksigen. Tanaman tumbuh dalam lapisan polyethylene dengan akar tanaman terendam dalam air yang berisi larutan nutrisi yang disirkulasikan secara terus menerus dengan pompa. Daerah perakaran dalam larutan nutrisi dapat berkembang dan tumbuh dalam larutan nutrisi yang dangkal sehingga bagian atas akar tanaman berada di permukaan antara larutan nutrisi dan styrofoam, adanya bagian akar dalam udara ini memungkinkan oksigen masih bisa terpenuhi dan mencukupi untuk pertumbuhan secara normal. Beberapa keuntungan pemakaian NFT antara lain : dapat memudahkan pengendalian daerah perakaran tanaman, kebutuhan air dapat terpenuhi dengan baik dan mudah, keseragaman nutrisi dan tingkat konsentrasi larutan nutrisi yang dibutuhkan oleh tanaman dapat disesuaikan dengan umur dan jenis tanaman, tanaman dapat diusahakan beberapa kali dengan periode tanam yang pendek, sangat baik untuk pelaksanaan penelitian dan eksperimen dengan variabel yang dapat terkontrol dan memungkinkan untuk meningkatkan produktivitas tanaman dengan high planting density. Namun NFT mempunyai beberapa kelemahan seperti investasi dan biaya perawatan yang mahal, sangat tergantung terhadap energi listrik dan penyakit yang menjangkiti tanaman akan dengan cepat menular ke tanaman lain

Pada sistem NFT, kebutuhan dasar yang harus terpenuhi adalah : Bed (talang), tangki penampung dan pompa. Bed NFT di beberapa negara maju sudah diproduksi secara massal dan disediakan oleh beberapa perusahaan supplier greenhouse dan pertanian, di Jepang terbuat dari styrofoam, namun di Indonesia belum diproduksi sehingga banyak petani Indonesia memakai talang rumah tangga (lebar 13-17 cm dan panjang 4 meter). Tangki penampung dapat memanfaatkan tempat atau tandon air. Pompa berfungsi untuk mengalirkan larutan nutrisi dari tangki penampung ke bed NFT dengan bantuan jaringan atau selang distribusi. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam NFT adalah : kemiringan talang (1-5%) untuk pengaliran larutan nutrisi, kecepatan aliran masuk tidak boleh terlalu cepat (dapat diatur oleh pembukaan kran berkisar 0.3-0.75 L/menit) dan lebar talang yang memadai untuk menghindari terbendungnya larutan nutrisi [1, 3, 11].
Dalam gambar dibawah ditunjukkan NFT system dengan tanaman tomat menggunakan suhu, aliran dan jumlah air (larutan nutrisi) yang terkontrol dengan komputer.

4. Otomasi Hidroponik

Proses pengontrolan dalam hidroponik merupakan proses yang dilakukan secara kontinyu, dalam jangka waktu yang panjang dan memerlukan akurasi pengontrolan yang tinggi (apalagi kalau variabel yang dikontrol cukup banyak). Untuk itu perlu dilakukan pengontrolan otomatik agar tidak terjadi permasalahan seperti pada pengontrolan secara manual antara lain : kelelahan, subyektifitas, kejemuan, ketidakseragaman dan ketidaktelitian manusia. Pada kontrol otomatik ini, tahapan kontrol seperti mengukur, membandingkan, menghitung dan mengoreksi dilakukan oleh instrumen secara berulang. Dengan kontrol otomatik dapat dicapai tujuan kelancaran operasi, pengendalian keamanan dan mutu produk [11]. Secara umum pengontrolan yang dilakukan dalam hidroponik dapat dilakukan untuk mengontrol : air (penjadwalan, sirkulasi dan distribusi), larutan nutrisi (kandungan konsentrasi nutrisi, pH, suhu, EC dan oksigen) dan juga faktor ekternal seperti lingkungan dalam greenhouse.

Pengontrolan air dapat dilakukan dengan mudah dengan menggunakan aksi kontrol on-off (seperti yang diterapkan dalam gambar 3 untuk sistem NFT). Untuk pengontrolan larutan nutrisi diperlukan sensor-sensor yang akan membaca kandungan larutan nutrisi (sensor ion), sensor pH, sensor suhu dan sensor oksigen (DO sensor). Sebagai contoh yang dilakukan oleh beberapa peneliti dalam mengontrol komposisi larutan nutrisi baik dengan pendekatan matematik maupun simulasi [4,9] ataupun penerapan dalam sistem NFT [5]. Untuk pengontrolan konsentrasi larutan nutrisi secara otomatis diperlukan : dispensing technology; tangki pencampur dan pompa pengukur; sensor untuk mengukur konsentrasi larutan nutrisi (per ion nutrisi atau menggunakan ISFET (ion selective field effect transistor), EC dan pH; software computer untuk mengukur, mengontrol dan komunikasi termasuk model dan algoritma untuk menentukan set point dan kebutuhan air dan nutrisi [5].