Mari mengenal Hidroponik

Ini artikel yang saya dapat dari Facebook Group Hidroponiku.

Saya share lagi disini, untuk membantu yang lain, terutama yang mau mencoba Hidroponik tapi tidak punya account Facebook.

Pertanian Hidroponik Joglo Farm ini milik anggota grub fb "Paktani Hydrofarm"

Bawang Merah ditanam dengan Hidroponik NFT dari salah satu anggota grub fb

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 di atas adalah :

• 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).


• 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.


• 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 pupuk yang diramu khusus untuk tanaman hidroponik atau membeli pupuk hidroponik secara komersial.
  
  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, untuk tanaman sayuran suhu optimal antara 5-15 derajat C dan tanaman buah antara 15-25 derajat C. Beberapa tanaman sayuran dan buah dipertahankan mempunyai tingkat pH dan EC tertentu yang optimal.

TIPE APLIKASI HIDROPONIK

Secara umum tipe aplikasi hidroponik dapat dibedakan menjadi 3 jenis :

• Pot culture system
• Floating Hidroponic System (FHS)
• Nutrient Film Technique (NFT) System

1. Pot Culture System
   Kalo kita menanam tanaman di dalam rumah menggunakan tempat plastik atau gelas dengan air sebagai media maka ini dapat dikatakan sebagai pot culture system yang sederhana. Namun, sesuai dengan kebutuhan tanaman agar tumbuh dengan baik maka harus diperhatikan ketentuan-ketentuan dasar seperti aerasi dan larutan nutrisi dalam pot atau tabung dengan media air ini.
   
   Untuk aerasi dapat digunakan pompa udara untuk akuarium (kalau ukuran pot atau tabungnya tidak terlalu besar). Selain dua hal tersebut perlu juga diperhatikan suhu larutan nutrisinya, untuk ini dapat digunakan pendingin atau pemanas buatan yang dapat dikendalikan.
   
   Pada gambar 1, ditunjukkan pot culture system yang ditumbuhkan dalam ruang tumbuh (growth chamber) dengan penerangan buatan (artificial lighting) dengan suhu ruangan yang terkontrol, kemudian berkurangnya larutan nutrisi oleh transpirasi dan penyerapan oleh tanaman dapat diketahui dari potometer dan suhu daerah perakaran dapat dikontrol menggunakan pengatur suhu dengan pendingin dan pemanas pada bak air.
   
   Untuk otomatisasi, berkurangnya larutan nutrisi oleh transpirasi dan penyerapan tanaman dapat juga dideteksi menggunakan timbangan otomatis yang dapat diletakkan dibawah pot dan bias dihubungkan dengan komputer. Kemudian bisa juga ditambahkan tangki larutan nutrisi dan dihubungkan dengan pipa atau selang kecil untuk penambahan otomatis. Konsentrasi larutan nutrisi dapat juga diukur dengan menambahkan sensor ion, pH atau EC dalam larutan nutrisi.


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.

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. Nutrient Film Technique (NFT)
Nutrient film technique (NFT) merupakan salah satu tipe spesial dalam hidroponik yang dikembangkan pertama kali oleh Dr. A.J Cooper di Glasshouse Crops Research Institute, Littlehampton, Inggris pada akhir tahun 1960-an dan berkembang pada awal 1970-an secara komersial.

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 computer.

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
• 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 ataupun penerapan dalam sistem NFT.

Untuk pengontrolan konsentrasi larutan nutrisi secara otomatis diperlukan :

1. dispensing technology
2. tangki pencampur
3. pompa pengukur, sensor untuk mengukur konsentrasi larutan nutrisi (per ion nutrisi atau menggunakan ISFET (ion selective field effect transistor), EC dan pH
4. software computer untuk mengukur, mengontrol dan komunikasi termasuk model dan algoritma untuk menentukan set point dan kebutuhan air dan nutrisi.

Adanya kemajuan teknologi sensor, komputer dan elektronika memungkinkan adanya adaptasi wireless teknologi untuk mengendalikan hidroponik secara lebih komprehensif, terutama untuk mengendalikan faktor eksternal lingkungan dalam greenhouse serta pengendalian air dan larutan nutrisi.

PEMBUDIDAYAAN

1. Persemain
   Wadah persemaian yang digunakan berupa bak plastic yang bagian bawahnya telah dilubangi dan dasarnya diberi strimin. Wadah ini diisi dengan media hidroponik yang telah disiapkan bisa menggunakan cocopeat atau rockwool.
   
   Kemudian, benih disebar dan ditutupi dengan media lagi siram air dengan menggunkan sprayer. Untuk menjaga kelembaban, wadah semai ditutup dengan plastic dan ditempatkan di tempat yang gelap. Apabila benih telah berkecambah, plastic dibuka dan benih dipindah ke wadah atau pot yang lebih besar.


2. Penanaman
   Wadah yang digunakan berupa pot atau polybag yang berdiameter 15-20cm. Wadah yang digunakan dibuat lubang 3-4 lubang untuk mengalirkan air yang berlebih. Bagian dasar diberi strimin agar media tidak lolos keluar pot.
   
   Setelah itu, wadah diisi media hidroponik setinggi 2-3cm dari bibir pot. Lubang tanam di tengah media dibuat dengan bantuan pensil. Satu wadah hanya 1 bibit. Bibit dicabut secara hati-hati dan ditanam dalam lubang tanam. Disela-selanya ditutupi media, selanjutnya penyiraman hingga lembab.


3. Perawatan
   Perawatan tanaman yang utama adalah penyiraman air yang dicampur dengan nutrient. Nutrien yang digunakan berupa pupuk yang mempunyai unsure N tinggi karena sayur ini dipanen daunnya. Dosis pupuk harus sesuai anjuran. Penyiraman dapat dilakukan 1-2-3 kali sehari, yang penting media tidak kering.

Ditulis kembali Oleh : Heru Agus Hendra (Paktani Hydrofarm)
Sumber : Affan, M. F.F, 2004, High temperature effects on root absorption in hydroponic system, Master thesis, Kochi University.

Sumber: https://www.facebook.com/groups/hidroponiku/doc/291484274195434/