TINJAUAN PUSTAKA. Hidroponik NFT adalah pengerjaan atau pengelolaan air yang digunakan

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Sistem Hidroponik NFT Hidroponik NFT adalah pengerjaan atau pengelolaan air yang digunakan sebagai media tumbuh tanaman dan juga sebagai tempat akar tanaman menyerap unsur hara yang diperlukan dimana budidaya tanamannya dilakukan tanpa menggunakan tanah sebagai media tanamnya. Hidroponik NFT juga termasuk bercocok tanam dalam air dimana unsur hara telah dilarutkan didalamnya (Haris, 1994). Dalam sistem hidroponik NFT, air dialirkan ke deretan akar tanaman secara dangkal. Akar tanaman berada di lapisan dangkal yang mengandung nutrisi sesuai dengan kebutuhan tanaman. Perakaran dapat berkembang di dalam nutrisi dan sebagian lainnya berkembang di atas permukaan larutan. Aliran air sangat dangkal, jadi bagian atas perakaran berkembang di atas air yang meskipun lembab tetap berada di udara. Di sekeliling perakaran itu terdapat selapis larutan nutrisi. Dari sinilah muncul istilah NFT, yang didefenisikan sebagai metode budidaya tanaman dimana akar tanaman tumbuh pada lapisan nutrisi yang dangkal dan tersirkulasi, yang memungkinkan tanaman memperoleh air, nutrisi dan oksigen (Chadirin, 2002). Kata film pada hidroponik NFT menunjukkan aliran tipis. Dengan demikian, hidroponik ini hanya menggunakan aliran air (nutrien) sebagai medianya. Keunggulan sistem hidroponik ini antara lain air yang diperlukan tidak banyak, kadar oksigen terlarut dalam larutan hara cukup tinggi, air sebagai media mudah didapat dengan harga murah, ph larutan mudah diatur dan ringan sehingga dapat disangga dengan talang (Sutiyoso, 2004).

2 Pada sistem NFT, air atau nutrien dialirkan dalam wadah penanaman (biasanya berupa talang). Wadah penanaman dibuat miring agar nutrien dapat mengalir. Nutrien yang telah melewati wadah penanaman, ditampung dalam bak atau tangki dan kemudian dipompa untuk dialirkan kembali. Tinggi nutrien hanya 3 mm, tidak boleh lebih dari itu karena air yang terlalu tinggi akan menyebabkan oksigen terlarut sedikit (Lingga, 2009). Salah satu prinsip dasar NFT ialah ketebalan air di dalam hanya beberapa millimeter saja (biasanya 3 mm). Dengan demikian, banyak akar bertumpuk di atas aliran air dan rapat sehingga bila tanaman tumbuh subur, akarnya tebal mirip bantal putih. Ketebalan lapisan air tergantung kecepatan air yang masuk dan kemiringan talang (Untung, 2000). Adapun keuntungan dan kelemahan tipe NFT sebagai berikut: Beberapa keuntungan pemakain NFT, antara lain: 1. Dapat memudahkan pengendalian daerah perakaran tanaman 2. Kebutuhan air dapat terpenuhi dengan baik dan mudah 3. Keseragaman nutrisi dan tingkat konsentrasi larutan nutrisi yang dibutuhkan oleh tanaman dapat disesuaikan dengan umur dan jenis tanaman 4. Tanaman dapat diusahakan beberapa kali dengan periode tanam yang pendek Kelemahan tipe NFT adalah: 1. Investasi dan biaya perawatan yang mahal 2. Sangat tergantung terhadap energi listrik 3. Penyakit tanaman akan dengan cepat menular ke tanaman lain (Tim Karya Tani Mandiri, 2010).

3 Pemberian nutrisi pada sistem pertanian hidroponik NFT berbeda dengan pemberian nutrisi pada sistem pertanian biasa. Pada sistem hidroponik NFT, makanan yang berupa campuran garam-garam pupuk dilarutkan dan diberikan secara teratur, sedangkan bercocok tanam di tanah, pemberian pupuk untuk tanaman hanya sekedar tambahan karena tanah sendiri pada dasarnya secara alami telah mengandung garam-garam pupuk. Pada hidroponik NFT, media tanam tidak berfungsi sebagai tanah. Media tanam hanya berguna sebagai penopang akar tanaman serta meneruskan air larutan mineral yang berlebihan sehingga harus porus dan steril (Untung, 2000). Pada teknik NFT, tanaman di tegakkan di talang berbentuk segi empat yang biasa digunakan untuk talang rumah. Supaya tanaman dapat berdiri tegak, di dalam talang harus dipasangi styrofoam dengan ketebalan 1 cm, lebar dasar talang 10 cm, dan panjang 1 m. Styrofoam tersebut dilubangi dengan diameter 1,5 cm. jarak antar lubang cm untuk sayuran daun dan cm untuk sayuran buah (Karsono, dkk 2002). Sistem Fertigasi Sistem fertigasi sangat sesuai bagi tanaman sayur berbuah saperti tomat, timun jepun, cili merah, terung, melon, cili sayur strawberi dan juga pokok hiasan. Umumnya tanaman ini untuk kebanyakan tanaman bernilai tinggi dipasaran. Tanaman Sistem fertigasi bertujuan untuk mengelakkan tanaman daripada serangan penyakit akar yang disebabkan oleh serangga kulat saperti pythium, fusarium, rhizoton dan juga penyakit layu bacteria yang berpunca daripada tanah (Anonim, 2010).

4 Sistem fertigasi ialah satu kaedah pemberian larutan baja kepada zon akar yang diperlukan oleh pokok secara berkesan, tanpa pembaziran dan pencemaran alam sekitar. Sistem fertigasi sangat sesuai bagi tanaman sayur berbuah seperti tomat, timun jepun, cili merah, terung, melon, cili, sayur, strawberi dan pokok hiasan. Umumnya, tanaman ini untuk kebanyakan tanaman bernilai tinggi di pasaran. Sistem fertigasi bertujuan untuk mengelakkan tanaman daripada serangan penyakit akar yang disebabkan oleh serangga ulat seperti pythium, fusarium, rhizoton dan penyakit layu (Anonim, 2010). Teknologi fertigasi merupakan teknologi baru dalam budidaya sayuran yang bernilai tinggi seperti tomat, cabai, semangka dan melon. Fertigasi merupakan singkatan dari fertilizer (pemupukan) dan irrigation (pengairan). Pemupukan adalah pemberian bahan yang dimaksudkan untuk menambah hara tanaman pada tanah. Sedangkan irigasi adalah pemberian air pada tanah untuk keperluan penyediaan cairan yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanamtanaman. Jadi, fertigasi merupakan suatu sistem pemupukan dan pengairan yang diberikan secara bersamaan. a. Fertigasi konvensional (metode penyiraman) Fertigasi konvensional (metode penyiraman) adalah metode pemberian air terhadap permukaan media dalam bentuk percikan seperti hujan biasa. Pemberian nutrisi dan air dalam jumlah kecil tapi sering, sangat mudah diatur dengan menggunakan penyiraman, cukup membantu dalam banyak keadaan seperti, tanaman berakar pendek, persemaian baru, pengendalian temperatur tanah pada tanaman tertentu seperti sawi dan pengendalian kelembaban pada tanaman tertentu (Hansen et al, 1992).

5 b. Fertigasi NFT (nutrient film technique) Pada sistem NFT, sebagian akar tanaman terendam dalam air yang mengandung nutrisi dan sebagian lagi berada di atas permukaan air. Air bersikulasi selama 24 jam terus-menerus. Lapisan air sangat tipis, sekitar 3 mm sehingga seperti film. Tanaman diletakkan dalam talang berbentuk segi empat. Talang disusun miring dengan sudut kemiringan 1-5% sehingga larutan nutrisi mengalir dari bagian atas ke bawah mengikuti gaya gravitasi (Untung, 2000). c. Fertigasi metode sub irigasi (ebb & flow) Teknologi ini sering disebut flood and drain. Prinsip kerja dari ebb and flow adalah mengisi kemasan dengan media, misalnya arang sekamkemudian menempatkannya di instalasi. Selama lima menit, kemasan yang berisi media tersebut akan dikucuri larutan. Kemudian secara gravitasi, larutan dalam kemasan akan turun kembali ke dalam tandon yang berada dibawahnya. Setelah 10 menit, pompa menyala lagi dan terjadi kembali siklus seperti di atas (Karsono, dkk 2002). Gambaran Umum Tanaman Selada Tanaman selada (Lactuca sativa) merupakan salah satu tanaman yang mempunyai arti penting dalam perekonomian masyarakat. Hal ini dikarenakan nilai jual sayuran selada cukup menjanjikan. Sejalan dengan semakin meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya nilai gizi yang terkandung dalam tanaman selada. Tanaman selada memiliki fungsi sebagai zat pembangun tubuh, dengan kandungan zat gizi dan vitamin yang cukup banyak dan baik bagi kesehatan masyarakat (Harjono, 2001).

6 Adapun klasifikasi botani untuk selada adalah sebagai berikut: Divisi Kelas Sub kelas Ordo Famili Genus Spesies : Magnoliophyta (Tumbuhan Berbunga) : Magnoliopsida (Berkeping dua/dikotil) : Asteridae : Asterales : Asteraceae : Lactuca : Lactuca sativa (Haryanto dkk, 1996). Suhu ideal untuk produksi selada berkualitas tinggi. Suhu optimumnya adalah 20 o C (siang) dan 10 o C (malam). Suhu yang lebih tinggi dari 30 o C biasanya menghambat pertumbuhan, merangsang bolting dan menyebabkan rasa pahit serta mengakibatkan terbentuknya krop yang longgar (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Tanaman selada dapat tumbuh baik di dataran rendah maupun dataran tinggi (pegunungan). Adapun syarat penting agar selada tumbuh dengan baik adalah tanah mengandung pasir dan lumpur (subur), suhu udara derajat, dan derajat kemasaman tanah (ph) 5-6,5. Waktu tanam selada yang baik adalah pada akhir musim hujan (Maret-April). Tapi selada dapat pula ditanam pada musim kemarau, akan tetapi jika pola penyiramannya dilakukan secara teratur (Pracaya, 2002). Selada (Lactuca sativa) memiliki penampilan yang menarik. Ada yang berwarna hijau segar dan ada juga yang berwarna merah. Daun selada yang agak keriting ini sering dijadikan penghias hidangan. Sayangnya jenis selada yang

7 biasa ditanam di dataran rendah terbatas. Jenis selada yang banyak diusahakan di dataran rendah ialah selada daun. Jenis ini begitu toleran terhadap dataran rendah sampai di daerah yang sepanas dan serendah Jakarta pun masih subur dan bagus pertumbuhannya (Nazaruddin, 1999). Tabel 1. Kandungan zat gizi dalam 100 gr selada zat gizi selada protein (g) 1,2 lemak (g) 0,2 karbohidrat (g) 2,9 Ca (mg) 22,0 P (mg) 25,0 Fe (mg) 0,5 Vitamin A (mg) 162,0 Vitamin B (mg) 0,0 Vitamin C (mg) 8,0 Sumber : Direktorat Gizi, Departemen Kesehatan RI, 1979 Tanaman selada ditanam dengan jarak tanam rapat untuk memaksimumkan penggunaan ruangan yang tersedia dan umumnya rata-rata 20 cm antar tanaman. Tanaman selada mempunyai umur panen rata-rata sekitar hari setelah tanam. Selada ditanam secara hidroponik mempunyai umur panen yang lebih singkat sekitar hari (Haryanto, dkk 1996). Tabel 2. Lama perawatan bibit di polibag Jenis tanaman Lama di persemaian Jumlah daun Masa tanam Brokoli 2 minggu 3-4 helai 65 HST Brussel sprout 3-4 minggu 4-5 helai HST Cabai besar hari 4-5 helai HST (panen I) Horenzo 14 hari 3-4 helai HST Kailan hari 3-5 helai HST Melon hari 4 helai HST Pakcoi 3-4 minggu 3-5 helai 2 bulan Paprika 2-3 minggu 4-5 helai 20 MST Seledri 2-3 minggu 4 helai 6-8 MST

8 Sawi 3 minggu 4-5 helai 2 bulan Selada hari 4 helai HST Timun jepang hari 2-3 helai HST Tomat 3 minggu 3-4 helai HST (panen I) Terung jepang hari 5 helai 90 HST (panen I) HST = hari setelah tanam MST = minggu setelah tanam (Untung, 2000) Pupuk Growmore Growmore adalah pupuk daun lengkap dalam bentuk kristal berwarna biru, sangat mudah larut dalam air. Dapat diserap dengan mudah oleh tanaman baik itu melalui penyemprotan daun maupun disiram ke dalam tanah. Mengandung hara lengkap dengan konsentrasi yang berbeda sesuai dengan kebutuhan. Semua produk Growmore dianjurkan dipakai pada tanaman : a. Tanaman hias, bunga potong, anggrek. b. Semangka, melon, jeruk, apel, mangga, durian, kopi, coklat, lada c. Padi, palawija (jagung, kedele, kacang-kacangan). d. Sayuran (tomat, kentang, kubis, bawang, cabe, broccoli). e. Lapangan golf, tanaman hidroponik. f. Pembibitan tanaman perkebunan dan kehutanan.

9 Tabel 3. Kandungan unsur hara makro dan mikro dalam pupuk Growmore Total Nitrogen (N) 10 % Ammoniacal Nitrogen 8.5 % Nitrate Nitrogen 0.5 % Urea Nitrogen 1.0 % Available Phosphoric Acid (P2O5) 55 % Soluble Potash (K2O) 10 % Calcium (Ca) 0.05 % Magnesium (Mg) 0.10 % Chelated Magnesium 0.10 % Sulfur (S), Combined 0.20 % Boron (B) 0.02 % Copper (Cu) 0.05 % Chelated Copper 0.05 % Iron (Fe) 0.10 % Chelated Iron 0.10 % Manganese (Mn) 0.05 % Chelated Manganese 0.05 % Molybdenum (Mo) % Zinc (Zn) 0.05 % Chelated Zinc 0.05 % Sumber : PT. Kalatham Coorporation (Anonim, 2010). Unsur hara Komposisi Formula ini sangat baik untuk merangsang perakaran pada pembibitan, setek (cutting) atau waktu pemindahan pembibitan ke lapangan, meningkatkan ketahanan tanaman terhadap hama dan penyakit, dapat merangsang pembungaan dan pembuahan.

10 Kebutuhan Air Tanaman Teoritis Kebutuhan air tanaman (crop water requirement) adalah jumlah air yang dibutuhkan oleh tanaman untuk pemakaian konsumtif (evapotranspirasi) agar tanaman dapat tumbuh dengan baik (Doorenbos and Pruitt, 1984). Sosrodarsono dan Takeda (1993), menyatakan bahwa salah satu perhitungan evapotranspirasi tanaman adalah metoda Blaney and Cridle yang telah dimodifikasi seperti berikut... (1)... (2)... (3) dimana: U = Evapotranspirasi tanaman (mm/hari) P = Persentase jam siang Lintang Utara (%) Kc = Koefisien tanaman (selada) t = Suhu rata-rata bulanan ( o C) Kt = Koefisien suhu Menurut Guslim (1997) bahwa suhu rata-rata bulanan diperoleh dari perhitungan suhu rata-rata harian selama satu bulan, dengan rumus :... (4) dimana : t = Suhu rata-rata harian ( o C) t = Suhu pada pukul ( o C) t = Suhu pada pukul ( o C) t = Suhu pada pukul ( o C)

11 ... (5) dimana : t = Total jumlah suhu rata-rata selama satu bulan ( o C) Keseragaman Air Irigasi (Fertigasi) Sapei (2003) menyatakan bahwa nilai CU (Coefficient Uniformity) haruslah lebih besar dari 80%. Nilai CU yang rendah dapat dijadikan indikator bahwa banyak kehilangan air dan nilai efektifitas yang rendah. Keseragaman air irigasi (uniformity of water application) merupakan salah satu faktor penentu efisiensi irigasi yang dihitung dengan persamaan koefisien keseragaman air irigasi (CU) dengan rumus :... (6) dimana: Cu = Koefisien fertigasi (%) n = Jumlah outlet = Nilai rata-rata dari debit air pada tiap outlet (ml/s) xi = Volume pemakaian air pada tiap talang ke-i (ml/s) = Jumlah dari deviasi absolute dari rata-rata pengukuran (ml/s) Konduktifitas Listrik (EC) Dalam sistem hidroponik, untuk mengukur kepekatan pupuk digunakan istilah EC (Electro Conductivity) dengan satuan mmhos/cm (satuan daya penghantar listrik) atau ms/cm. Selain EC, kadang-kadang juga digunakan istilah cf (conductivity factor). Namun istilah cf jarang digunakan (Karsono, dkk 2002)

12 Angka EC sangat penting di dalam hidroponik sistem NFT karena berdasarkan angka inilah produktivitas tanaman bisa dipacu. Untuk tanaman kecil/belum dewasa, angka EC berkisar antara 1-1,5. Setelah dewasa atau menjelang berbunga/berbuah, EC bisa ditingkatkan sampai 2,5-4, kecuali untuk tomat yang EC nya bisa sampai 7. Pada umumnya, angka EC lebih dari 4 akan menimbulkan toksisitas pada tanaman (Untung, 2000). Kualitas larutan pupuk sangat menentukan keberhasilan hidroponik NFT, sedangkan kualitas pupuk tergantung pada konsentrasinya. Kalau konsentrasi tidak cocok dengan jenis atau umur tanaman maka produksinya kelak pasti meengecewakan. Konsentrasi pupuk NFT perlu diketahui karena seluruh kebutuhan makanan untuk tanaman disuplai dari larutan ini (Untung, 2000). Tabel 4. Nilai ph, cf dan EC untuk beberapa jenis tanaman sayuran Tanaman ph cf EC Brokoli Kubis Cabai Kubis Bunga Seledri Mentimun Terung Jepang Bawang Daun Lettuce Lettuce Head Bawang Merah Pakcoi Bayam Jagung Manis Tomat Zucchini Kacang-kacangan Sumber : Practical Hydroponik & Greenhouse, issue 37,1997 dalam Untung,2000.

13 Keseragaman Konduktivitas Listrik Keseragaman konduktivitas listrik (EC) ditentukan juga dengan menggunakan persamaan (5). Dengan menyesuaikan variabel yang akan dihitung :... (7) dimana: Cu = Koefisien keseragaman konduktifitas listrik (%) n = Jumlah outlet = Nilai rata-rata dari konduktifitas listrik pada tiap outlet (mmho/cm) xi = konduktifitas listrik pada tiap talang ke-i = Jumlah dari deviasi absolut dari rata-rata pengukuran (mmho/cm) (Sapei, 2003). ph Larutan Derajat keasaman (ph) berkisar dari 0 hingga 14. Di angka 7, ph dianggap netral karena muatan listrik kation H + seimbangdengan muatan listrik anion OH +. Semakin kecil angka ph, semakin asam kondisi larutan. Semakin besar angka ph, semakin alkalis (basa) kondisi larutan. Kisaran ph yang disukai tanaman 5,5-6,5. Di kisaran tersebut, daya larut unsur-unsur hara dalam kondisi optimal (Karsono, dkk 2002). Air untuk NFT perlu di cek derajat keasamannya (ph). Tinggi rendahnya angka ph sangat mempengaruhi daya larut unsur-unsur hara sehingga mudah diserap oleh akar. Kisaran ph larutan hara untuk tanaman selada adalah 6,0 6,5 (Untung, 2000).

14 Angka ph diukur dengan kertas lakmus, kertas ph, maupun ph meter. Kertas lakmus hanya dapat mengetahui ait tersebut asam atau basa, tetapi angka ph-nya tidak terlihat. Penggunaan ph meter dapat untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air hingga ke angka ph. Alat ini bekerja berdasarkan prinsip elektronik (Untung, 2000). ph: menentukan kemampuan daya larut unsur hara dalam larutan nutrisi menjadi bentuk siap diserap oleh akar tanaman. Keseragaman ph Larutan Keseragaman ph larutan ditentukan juga dengan menggunakan persamaan (5). Dengan menyesuaikan variabel yang akan dihitung :... (8) dimana: Cu = Koefisien keseragaman ph larutan (%) n = Jumlah outlet = Nilai rata-rata dari ph larutan pada tiap outlet xi = ph larutan pada tiap talang ke-i = Jumlah dari deviasi absolut dari rata-rata ph larutan Produktivitas Tanaman Produktivitas tanaman diukur dengan menghitung rataan berat tanaman dalam setiap talang setiap satu kali produksi untuk masing-masing kemiringan 6% dan 9%.

15 Larutan Nutrisi Dalam sistem hidroponik pemberian nutrien sangat penting karena dalam medianya tidak terkandung zat hara yang dibutuhkan tanaman. Berbeda dengan penanaman di tanah. Tanah sendiri telah mengandung zat hara sehingga pemupukan hanya bersifat tambahan. Jadi, pemberian nutrien untun tanaman hidroponikharus sesuai jumlah dan macamnya serta diberikan secara kontinu (Prihmantoro, 1999). Menurut Untung (2000) bahwa bahan baku pupuk harus mempunyai daya larut yang bagus sekali, tidak ada endapan bila bahan dilarutkan dalam air. Hartus (2002) menyatakan bahwa larutan nutrisi harus memenuhi persyaratan : 1. Mengandung 14 unsur hara essensial. 2. Konsentrasi dan dosis nutrisi tepat untuk setiap jenis tanaman. 3. ph larutan tepat dan volume yang disiramkan sesuai dengan tahap pertumbuhan (kebutuhan tanaman). Disebut essensial karena mutlak diperlukan. Unsur hara essensial dapat dikelompokkan menjadi hara makro dan hara mikro. Unsur hara makro merupakan unsur hara essensial yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak. Sementara unsur hara mikro merupakan unsur hara essensial yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah sedikit. Tanpa kehadiran unsur hara makro dan mikro yang cukup maka tanaman akan memperlihatkan gejala defisiensi atau kahat dan bentuknya berubah dari biasanya atau disebut malformasi (Sutiyoso, 2004). 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. Larutan nutrisi ini

16 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 (Tim Karya Tani Mandiri, 2010). 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 terjadioleh penyerapan air dan ion nutrisi tanaman (terutama dalam hidroponik dengan sistem yang tertutup) dapat dipertahankan (Susila, 2006). 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 o C dan tanaman buah antara o C. Beberapa tanaman sayuran dan buah dipertahankan mempunyai tingkat ph dan EC tertentu yang optimal (Lingga, 2000).