BAHAN DAN METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April 2011 di lahan percobaan Fakulas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Bahan dan Alat Penelitian Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sumber air untuk penelitian, bibit tanaman sawi (Brassica Juncea L) dan pupuk Growmore. Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah gelas ukur nutrisi, talang berbentuk kotak, pipa pvc, ph meter, EC meter, ember larutan nutrisi, alat tulis, kamera digital, kalkulator, pompa air akuarium, timbangan digital, selang plasik, botol kocok. Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan pada percobaan ini adalah metode observasi lapangan dan analisis data meliputi kebutuhan air tanaman, keseragaman fertigasi, produktivitas tanaman dan evaluasi kemiringan talang. Metode observasi lapangan adalah cara pengambilan data melalui pengamatan langsung di lapangan. Sedangkan analisis dilakukan baik secara kualitatif yaitu melakukan pengkajian berdasarkan data yang tidak dapat diukur dengan angka-angka dan secara kuantitatif yaitu melakukan pengkajian berdasarkan data yang dapat diukur dengan angka-angka.
Prosedur Penelitian Adapun prosedur penelitian adalah sebagai berikut: A. Pembuatan kontruksi hidroponik NFT 1. Disiapkan bahan untuk pembuatan konstruksi hidoponik NFT. 2. Dirancang konstruksi hidroponik NFT dengan kemiringan 6% dan 9%. 3. Diletakkan ember larutan nutrisi pada posisi sejajar dengan ketinggian minimum dari ujung outlet talang. 4. Disusun talang pada alat hidroponik NFT. 5. Dipasang pipa lateral yang dilengkapi selang plastik sebagai inlet pada drum nutrisi. 6. Dipasang pipa penampung dengan posisi miring yang dilengkapi dengan selang plastik sebagai outlet. 7. Didirikan rumah atap plastik. B. Pelaksanaan Persemaian 1. Disediakan tempat persemaian berupa wadah plastik berukuran 40 x 30 x 5 cm. 2. Diisi wadah dengan tanah setinggi 3-4 cm. 3. Dibasahi tanah dengan air sampai lembab. 4. Ditaburkan benih di atas media tanah dengan jarak yang tidak terlalu rapat. 5. Di tutup tempat persemaian dengan plastik hitam agar tidak terkena sinar matahari langsung. 6. Dipindahkan tanaman sawi ke talang setelah 10 hari.
Pelaksanaan Penelitian Adapun pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut: 1. Drum diisi dengan larutan nutrisi dan air sesuai dengan takaran dicampur merata. Kemudian dihitung EC dan ph. 2. Pompa diaktifkan agar nutrisi mengalir di dalam talang. 3. Dilakukan pemindahan tanaman dari persemaian ke talang. 4. Dilakukan pengamatan pada setiap data yang di tentukan sampai tanaman dapat di panen. Parameter Penelitian 1. Perhitungan kebutuhan air tanaman Perhitungan kebutuhan air tanaman terdiri dari perhitungan kebutuhan air tanaman secara teoritis (persamaan Blaney and cridle yang telah diubah) yaitu persamaan (1), (2) dan (3). 2. Keseragaman air fertigasi Perhitungan keseragaman air fertigasi dengan persamaan (6) 3. Keseragaman konduktivitas listrik Perhitungan keseragaman konduktivitas listrik dengan persamaan (7) 4. Keseragaman ph larutan Perhitungan keseragaman ph larutan dengan persamaan (8) 5. Produktivitas tanaman Produktivitas tanaman diukur dengan menghitung rataan berat tanaman dalam setiap talang setiap satu kali produksi untuk masing-masing kemiringan 6% dan 9%.
Kebutuhan Air Tanaman Teoritis HASIL DAN PEMBAHASAN Kebutuhan air tanaman teoritis adalah jumlah air yang digunakan untuk memenuhi evapotranspirasi tanaman agar tanaman dapat tumbuh dengan baik. Kebutuhan air tanaman teoritis dihitung dengan menggunakan metode Blaney and Criddle yang telah diubah pada persamaan (1). Suhu rata-rata harian bulan April selama periode pertumbuhan diperoleh dari pengukuran langsung di lapangan dengan menggunakan termometer. Suhu diukur selama 30 hari periode pertumbuhan tanaman sawi (Brassica Juncea L). Dari pengukuran di lapangan diperoleh suhu rata-rata harian pada bulan April sebesar 27.80 o C. Data hasil pengukuran suhu harian rata-rata dapat dilihat pada Lampiran 7. Persentase jam siang Lintang Utara untuk wilayah Medan Polonia (3 0 27 12 LU) diperoleh dari data sekunder persejjjntase jam siang Lintang Utara yang dapat dilihat pada Lampiran (6). Persentase jam siang Lintang Utara pada bulan April yang diperoleh sebesar 8.23%. Besarnya nilai evapotranspirasi tanaman (ETc) pada setiap periode pertumbuhan tanaman sawi dapat dilihat pada Tabel 5 dan Gambar 1. Tabel 5. Nilai evapotranspirasi tanaman (ETc) pada setiap periode pertumbuhan Periode pertumbuhan Evapotranspirasi (mm/hari) Awal 2.46 Tengah 4.29 Akhir 5.54 Periode awal pertumbuhan : 0-10 hari setelah pindah tanam Periode tengah pertumbuha : 11-20 hari setelah pindah tanam Periode akhir pertumbuhan : 21-30 hari setelah pindah tanam Nilai koefisien (Kc) untuk tanaman sawi yaitu : 0.40 untuk periode awal pertumbuhan, 0.70 untuk periode tengah pertumbuhan dan 0.90 untuk periode
akhir pertumbuhan (Doorenbos and Pruitt, 1984). Sehingga diperoleh nilai evapotranspirasi tanaman sebesar 2.46 mm/hari pada awal periode pertumbuhan, 4.29 mm/hari pada tengah periode pertumbuhan dan 5.54 mm/hari pada akhir periode pertumbuhan. Perhitungan besarnya nilai evapotranspirasi pada setiap periode pertumbuhan tanaman dapat dilihat pada Lampiran 9. 6 5,54 5 4 4,29 ETc 3 2 2,46 1 0 Awal Tengah Akhir Periode Gambar 1. Diagram kebutuhan air tanaman teoritis/evapotranspirasi (Etc) Gambar 1 menunjukkan nilai evapotranspirasi tanaman atau kebutuhan air tanaman (ETc) terus meningkat selama periode pertumbuhan tanaman. Hal ini sesuai dengan Hansen et al (1992) yang menunjukkan bahwa tingkat kebutuhan air tanaman terus meningkat seiring dengan pertumbuhan tanaman. Semakin besar tanaman maka kebutuhan air tanaman juga semakin besar hal ini terjadi karena kehilangan air akibat evaporasi dan transpirasi juga meningkat. Kebutuhan air tanaman teoritis pada setiap periode pertumbuhan tanaman diperlukan untuk mengetahui jumlah air irigasi termasuk larutan nutrisi yang dibutuhkan atau
sejumlah air yang dibutuhkan untuk mengganti air yang hilang akibat penguapan (evaporasi dan transpirasi) agar tanaman dapat tumbuh lebih baik. Keseragaman Air Fertigasi (Debit Outlet) Keseragaman fertigasi (debit outlet) diperoleh dengan menggunakan persamaan (6). Besarnya persentase keseragaman fertigasi (debit outlet) pada setiap periode pertumbuhan tanaman disajikan pada Tabel 6 dan Gambar 2. Tabel 6. Nilai Keseragaman Fertigasi (debit Outlet) pada setiap periode pertumbuhan Periode Pertumbuhan Keseragaman Fertigasi (Debit Outlet) (%) Kemiringan 6% Kemiringan 9% Awal 80.36 89.73 Tengah 90.21 92.24 Akhir 94.76 95.25 Nilai keseragaman fertigasi merupakan persentase yang diperoleh dari pengukuran debit outlet setiap talang pada setiap periode pertumbuhan tanaman. Perhitungannya dapat dilihat pada Lampiran 13. % CU 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 89,36 89,73 90,21 92,24 94,76 Awal Tengah Akhir Periode 95,25 Kemiringan 6% Kemiringan 9% Gambar 2. Diagram keseragaman fertigasi (Debit Outlet) pada setiap periode pertumbuhan Gambar 2 menunjukkan besarnya nilai keseragaman (CU) debit outlet untuk kedua perlakuan kemiringan talang ini sudah lebih besar dari 80%, hal ini
berarti nilai keseragaman fertigasi (debit outlet) sudah memenuhi standar keseragaman. Sesuai dengan pernyataan Sapei (2003), bahwa besarnya nilai keseragaman fertigasi (Debit outlet) harus lebih besar dari 80%. Hal ini menunjukkan bahwa jaringan fertigasi hidroponik NFT (Nutrient Film Technique) mampu memberikan distribusi larutan yang cukup merata pada setiap talang untuk kedua perlakuan. Namun apabila nilai keseragaman Fertigasi (debit outlet) tidak mencapai 80% maka jaringan fertigasi hidroponik NFT dinilai tidak layak, karena pendistribusian air tidak merata yang pada akhirnya akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Dari data pengukuran debit oulet yang dapat dilihat pada Lampiran 11 untuk kedua perlakuan tersebut cenderung menurun untuk setiap periode pertumbuhan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Untung (2000) bahwa jika akar tanaman semakin banyak maka kecepatan aliran nutrisi otomatis semakin berkurang. Pertambahan akar tanaman pada setiap periode pertumbuhan tanaman akan mengakibatkan debit pada saluran outlet yang terukur akan semakin berkurang dalam setiap periode pertumbuhan tanaman sawi tersebut. Keseragaman ph Larutan Nutrisi Keseragaman ph larutan nutrisi diperoleh dengan menggunakan persamaan (8). Besarnya nilai keseragaman ph larutan nutrisi pada setiap periode pertumbuhan disajikan pada Tabel 7 dan Gambar 3 Tabel 7. Nilai keseragaman ph larutan nutrisi pada setiap periode pertumbuhan Periode Pertumbuhan ph Larutan Nutrisi (%) Kemiringan 6% Kemiringan 9% Awal 97.30 97.35 Tengah 97.27 96.52 Akhir 97.48 96.43
Nilai keseragaman ph larutan nutrisi merupakan persentase yang diperoleh dari pengukuran ph larutan nutrisi melalui saluran oulet setiap talang pada setiap periode pertumbuhan tanaman. Perhitungannya dapat dilihat pada Lampiran 14 dan Lampiran 15. % CU 100,00 99,00 98,00 97,00 96,00 95,00 94,00 93,00 92,00 91,00 90,00 97,30 97,35 97,27 97,48 96,52 96,43 Awal Tengah Akhir Periode Pertumbuhan Kemiringan 6% Kemiringan 9% Gambar 3. Diagram keseragaman ph larutan nutrisi pada setiap periode pertumbuhan Gambar 3 menunjukkan nilai keseragaman ph larutan nutrisi untuk kedua perlakuan kemiringan talang ini sudah lebih besar dari 80%, hal ini berarti nilai keseragaman ph larutan nutrisi sudah memenuhi standar keseragaman. Sesuai dengan Sapei (2003) yang menyatakan bahwa besarnya nilai keseragaman ph larutan nutrisi harus lebih besar dari 80%. Hal ini menunjukkan distribusi ph larutan nutrisi untuk setiap talang kedua perlakuan terdistribusi secara merata. Data hasil pengukuran nilai ph larutan nutrisi kedua perlakuan dapat dilihat pada Lampiran 14 dan Lampiran 15. Dari data hasil pengukuran nilai ph larutan nutrisi cenderung berfluktuasi untuk setiap periode pertumbuhan tanaman. Pada awal periode pertumbuhan tanaman, tanaman lebih banyak menyerap anion
sehingga larutan nutrisi lebih banyak mengandung kation maka larutan bersifat asam. Kation adalah ion-ion yang bersifat positif antara lain : NH - 4, K +, Ca 2+, Mg 2+, Mn 2+, Mo 2+ dan Zn 2+. Periode tengah pertumbuhan tanaman lebih banyak menyerap kation sehingga larutan nutrisi lebih banyak mengandung anion maka larutan bersifat basa. Anion adalah ion-ion yang bermuatan negative antara lain : NO 3 -, PO 4 3-, SO 4 2- dan BO 3 3-. Hal ini sesuai dengan Sutiyoso (2004) yang menyatakan bahwa dalam periode pertumbuhan tanaman mungkin akan ada perubahan ph atau ph akan mengalami naik dan turun. Keseragaman Konduktivitas Listrik Keseragaman konduktivitas listrik diperoleh dengan menggunakan persamaaan (7). Besarnya nilai keseragaman konduktivitas listrik setiap periode pertumbuhan tanaman disajikan pada Tabel 8 dan Gambar 4. Tabel 8. Nilai keseragaman konduktivitas listik pada setiap periode pertumbuhan Periode Pertumbuhan ph Larutan Nutrisi (%) Kemiringan 6% Kemiringan 9% Awal 97.05 97.20 Tengah 95.12 96.20 Akhir 96.58 96.52 Nilai keseragaman konduktivitas listrik merupakan persentase yang diperoleh dari pengukuran konduktivitas listrik melalui saluran oulet setiap talang pada setiap periode pertumbuhan tanaman. Perhitungannya dapat dilihat pada Lampiran 16 dan Lampiran 17.
% CU 100,00 99,00 98,00 97,00 96,00 95,00 94,00 93,00 92,00 91,00 90,00 97,05 97,20 96,20 96,58 96,52 95,12 Awal Tengah Akhir Periode Kemiringan 6% Kemiringan 9% Gambar 4. Diagram keseragaman konduktivitas listrik pada setiap periode pertumbuhan Gambar 4 menunjukkan nilai keseragaman konduktivitas listrik untuk kedua perlakuan kemiringan talang ini sudah lebih besar dari 80%, hal ini berarti nilai keseragaman konduktivitas listrik sudah memenuhi standar keseragaman. Sesuai dengan Sapei (2003) yang menyatakan bahwa besarnya nilai keseragaman konduktivitas listrik harus lebih besar dari 80%. Hal ini menunjukkan distribusi konduktivitas listrik untuk setiap talang kedua perlakuan terdistribusi secara merata. Data hasil pengukuran nilai konduktivitas listrik setiap periode pertumbuhan tanaman dapat dilihat pada Lampiran 16 untuk kemiringan 6% dan Lampiran 17 untuk kemiringan 9%. Dari data yang didapat nilai EC pada kemiringan 9% lebih besar daripada nilai EC pada kemiringan 6%. Hal ini disebabkan kemiringan 9% memiliki lapisan larutan nutrisi yang lebih tipis dibandingkan dengan kemiringan 6%, sehingga hal ini akan meningkatkan oksigen terlarut dalam larutan nutrisi. Hal ini sesuai dengan Karsono, dkk (2002)
yang menyatakan jika kemiringan talang semakin besar maka kadar oksigen dalam larutan nutrisi akan meningkat. Peningkatan oksigen dalam larutan nutrisi secara tidak langsung akan meningkatkan nilai EC larutan nutrisi. Dari data hasil pengukuran nilai EC juga dapat dilihat nilai EC pada setiap periode pertumbuhan cenderung meningkat setiap hari. Hal ini disebabkan adanya penambahan materi organik dan mikroorganisme di dalam larutan nutrisi dan juga akibat akar yang mati dan lapuk akibat kekurangan oksigen dalam larutan nutrisi. Hal ini sesuai dengan Sutiyoso (2004) yang menyatakan nilai EC dipengaruhi oleh tingkat kepekatan dari konsentrasi kation dan anion. Semakin pekat konsentrasi kation dan anion maka semakin tinggi nilai EC larutan nutrisi. Dan penambahan materi-materi dalam larutan menambah besarnya padatan yang terlarut di dalam larutan nutrisi setiap periode pertumbuhan. Produktivitas Tanaman Sawi (Brassica Juncea L) Tingkat produktivitas tanaman sawi dapat diukur langsung di lapangan, yaitu dengan cara menimbang tanaman pasca panen tanpa harus dikeringkan terlebih dahulu. Berat tanaman sawi dari kedua perlakuan disajikan pada Tabel 9 dan Gambar 5. Tabel 9. Berat produksi tanaman (gram) Perlakuan Berat tanaman (gr) T1 T2 T3 T4 total Kemiringan 6 % 513 518 476 461 1.968 Kemiringan 9 % 829.2 767.2 757.4 692.6 3046.4 Produktivitas tanaman dapat diukur dari total produksi tanaman dalam tiap perlakuan. Perbedaan kemiringan talang yang diaplikasikan dalam budidaya tanaman sawi tersebut mengakibatkan perbedaan berat produksi.
900 800 700 829,2 767,2 757,4 692,6 Berat 600 500 400 300 200 513 518 476 461 Kemiringan 6% Kemiringan 9% 100 0 T1 T2 T3 T4 Talang Gambar 5. Diagram produktivitas tanaman sawi (Brassica Juncea L) Gambar 5 menunjukkan nilai berat produksi tanaman pada kemiringan 9% lebih besar daripada kemiringan 6%, hal ini disebabkan tingkat kemiringan talang yang berbeda. Sesuai dengan Sutiyoso (2004) yang menyatakan semakin curam talang NFT maka semakin tinggi produktivitas tanaman. Hal ini dikarenakan kondisi talang yang semakin curam akan menghasilkan lapisan nutrisi yang lebih tipis dan juga menimbulkan banyak riak sehingga oksigen terlarut di dalam nutrisi lebih banyak. Oleh sebab itu proses metabolisme respirasi pada akar yang akan menghasilkan energi guna menyerap air dan hara semakin lancar sehingga tanaman lebih cepat bertumbuh besar. Pengamatan tanaman sawi secara visual, bentuk dan ukurannya tidak dapat disamakan dengan tanaman sawi yang ada di pasaran. Bentuk dan ukuran tanaman sawi yang sudah di panen dapat di lihat pada gambar 16. Tanaman yang dihasilkan memiliki struktur yang panjang akan tetapi daun tanaman tidak terlalu melebar dan batang tanamannya yang relatif panjang. Berbeda dengan tanaman yang ada di pasar yang strukturnya kecil, berdaun lebar dan batang yang tidak terlalu panjang. Hal ini disebabkan keadaan suhu, kelembaban dan lingkungan
budidaya tanaman sawi yang berbeda, dimana tanaman sawi yang di pasaran kebanyakan dibudidayakan di daerah dataran tinggi yang memiliki suhu tidak terlalu tinggi dan kelembabannya relatif tinggi. Sedangkan pada penelitian ini, tanaman sawi dibudidayakan pada suhu yang relatif tinggi (bekisar 30 0 C), dan kelembaban yang rendah. Oleh sebab itu, untuk mengatasi keadaan tersebut, diperlukan perlakuan yang intensif, berupa pemberian larutan nutrisi yang kontinu untuk memenuhi kebutuhan air tanamannya, hal ini diharapkan agar kelembaban disekitar tanaman dapat ditingkatkan. Selain itu, diperlukan juga naungan berupa rumah beratap plastik bening untuk memperkecil radiasi sinar matahari agar suhu tidak terlalu tinggi di sekitar tanaman. Kelebihan tanaman sawi yang dibudidayakan secara hidroponik NFT ini adalah selama periode pertumbuhannya tidak diberikan pestisida sama sekali sehingga tanaman sawi ini aman untuk dikonsumsi. Berbeda dengan tanaman sawi yang berada di pasaran yang pada umumnya menggunakan pestisida yang memiliki efek negative jangka panjang bagi kesehatan manusia.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Besar kebutuhan air tanaman teoritis (Etc) pada bulan April adalah sebesar 2.46 mm/hari untuk awal periode pertumbuhan, 4.29 mm/hari untuk tengah periode pertumbuhan dan 5.54 mm/hari untuk akhir periode pertumbuhan. 2. Besar nilai keseragaman air fertigasi (debit outlet) selama periode pertumbuhan secara berturut-turut untuk kemiringan talang 6% sebesar 80.36% untuk awal periode pertumbuhan, 90.21% untuk tengah periode pertumbuhan serta 94.76% untuk akhir periode pertumbuhan, sedangkan untuk kemiringan talang 9% sebesar 89.73% untuk awal periode pertumbuhan, 92.24% untuk tengah periode pertumbuhan serta 95.25% untuk akhir periode pertumbuhan. 3. Besar nilai keseragaman ph larutan nutrisi selama periode pertumbuhan tanaman secara berturut-turut untuk kemiringan talang 6% sebesar 97.30% untuk awal periode pertumbuhan, 97.27% untuk tengah periode pertumbuhan serta 97.48% untuk akhir periode pertumbuhan, sedangkan untuk kemiringan talang 9% sebesar 97.35% untuk awal periode pertumbuhan, 96.52% untuk tengah periode pertumbuhan serta 96.43% untuk akhir periode pertumbuhan. 4. Besar nilai keseragaman konduktivitas listrik selama periode pertumbuhan tanaman secara berturut-turut untuk kemiringan talang 6% sebesar 97.05% untuk awal periode pertumbuhan tanaman, 95.12% untuk tengah periode
pertumbuhan serta 96.58% untuk akhir periode pertumbuhan, sedangkan untuk kemiringan talang 9% sebesar 97.20% untuk awal periode pertumbuhan, 96.20% untuk tengah periode pertumbuhan serta 96.52% untuk akhir periode pertumbuhan. 5. Berat produksi total tanaman sawi untuk kemiringan 6% sebesar 1968 gram, sedangkan untuk kemiringan 9% sebesar 3046.4 gram. 6. Kemiringan talang 9% memberikan hasil produk tanaman sawi dan keseragaman EC yang lebih baik dibandingkan dengan kemiringan talang 6%. Saran 1. Dari hasil penelitian yang dilakukan, berat produksi untuk tanaman sawi pada kemiringan talang 9% lebih baik dari pada kemiringan 6% maka sebaiknya teknologi hidroponik NFT diterapkan pada kemiringan 9% dan perlu dilanjutkan untuk kemiringan yang lebih curam. 2. Dalam budidaya tanaman sawi secara hidroponik NFT perlu diperhatikan kondisi lingkungan yang mendukung pertumbuhan tanaman agar dapat diperoleh hasil yang optimal dan perawatan tanaman secara intensif untuk mencegah kerusakan tanaman akibat hama dan penyakit. 3. Perawatan pada jaringan pipa dan talang untuk menghindari terjadinya kerusakan dan kemungkinan bocor pada jaringan pipa.