BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Peningkatan jumlah penduduk di seluruh dunia menyebabkan meningkatnya kebutuhan komoditas tanaman pangan, holtikultura, dan buah-buahan. Banyak lahan menjadi tidak produktif karena kesalahan manusia mengelolanya. Sementara luas lahan pertanian yang tersisa karena tergantikan untuk lahan industri dan pemukiman tidak cukup untuk memproduksi komoditas pangan secara optimal. Iklim juga cenderung berubah ke arah yang tidak menguntungkan sektor pertanian, seperti suhu yang terlalu tinggi, kemarau panjang, angin kencang, banjir, dan sebagainya. Dampak yang paling berpengaruh bagi adalah tanaman kerusakan fisik tanah akibat kemarau dan suhu yang tinggi sehingga menyebabkan kekeringan. Tanah subur yang sebelumnya dijadikan media untuk pertanian telah mengalami perubahan sifat, seperti penurunan daya menahan dan menyerap air. Pengaruh suhu lingkungan yang terlalu tinggi dalam waktu yang panjang dapat mengubah sifat fisik butiran tanah menjadi lebih keras dan padat sehingga menyebabkan air sulit diserap (Nasution dan Winoto, 2000). Hal ini dapat menyebabkan kerusakan permanen bagi tanah di daerah tersebut. Jika hal ini terjadi komoditas pangan akan sulit dibudidayakan dan berdampak negatif terhadap harga komoditas pertanian khusus untuk bahan pangan. Terdapat tiga faktor pertumbuhan eksternal yang sangat vital bagi tingkat pertumbuhan tanaman di daerah tropis untuk bertanam tanpa media tanah, diantaranya 1
suhu, nutrisi, dan cahaya (Lingga 1999 ; Haryanto dkk, 2002). Dengan dasar ini, tanaman untuk pangan dapat dibudidayakan seoptimal mungkin dimanapun lokasi dan medianya melalui konsep pengendalian terhadap faktor iklim mikro dan nutrisi di sekitar tanaman. Dalam memilih media tumbuh, sistem hidroponik merupakan alternatif yang baik karena pada masa budidaya umumnya menggunakan media air, sehingga konsentrasi nutrisi relatif dan distribusi nutrisi lebih mudah dikendalikan. Lokasinya dapat dipilih rumah tanaman (greenhouse), karena di kawasan tropis, rumah tanaman berfungsi sebagai bangunan perlindungan tanaman. Menurut Suhardiyanto (2009), greenhouse di kawasan tropis berfungsi untuk melindungi tanaman dari pengaruh buruk faktor luar seperti angin kencang, hujan deras, hama, dan lain sebagainya. Karakteristik utama greenhouse di daerah tropis yaitu memiliki ventilasi yang cukup untuk mengurangi suhu di dalam dan juga memberikan perlindungan ketika hujan deras, kerangka yang kuat untuk menahan kemungkinan angin kencang, dan biaya yang relatif lebih kecil. Hal ini menjadikan greenhouse merupakan tempat yang ideal untuk budidaya tanaman pangan, tanaman buahan, dan tanaman hortikultura seperti sayuran sawi khususnya di daerah tropis. Sayuran sawi tergolong sayuran yang banyak dikonsumsi oleh penduduk Indonesia, karena rasanya yang manis dan memiliki kandungan gizi yang tinggi. Selain itu, sayuran ini dapat diolah menjadi manisan. Namun demikian sayuran sawi peka terhadap perubahan lingkungan yang tidak sesuai dengan pertumbuhannya. Hal ini ditunjukkan langsung oleh perubahan fisik tanaman seperti daun menjadi layu (Opena dan Tray, 1994). Tanaman ini membutuhkan perlakuan khusus untuk memperoleh 2
panen yang lebih baik. Hal ini dapat dilakukan dengan perawatan yang lebih intensif agar kegagalan panen akibat iklim yang tidak stabil dapat diminimalkan. Menurut Anonim1 (2013), konsumsi sawi di Indonesia dari tahun 2009 hingga tahun 2012 secara umum mengalami peningkatan. Konsumsi sawi di Indonesia tahun 2009, 2010, 2011, 2012 berturut-turut adalah 562,838 ton, 583,770 ton, 580,969 ton, dan 594,911 ton. Hal ini menunjukan kebutuhan masyarakat terhadap sayuran sawi meningkat setiap tahunnya. Kondisi iklim yang cenderung merugikan petani secara terus menerus dapat mengakibatkan turunnya produksi sawi di Indonesia yang tidak diimbangi dengan tingginya permintaan akibat daya tarik masyarakat yang tinggi terhadap sayuran ini. Beberapa langkah dalam pencegahan turunnya produksi adalah peningkatan kualitas benih, pengelolaan distribusi air, pengendalian hama penyakit, pemberian unsur hara yang merata, pemberian naungan dalam budidaya, dan lain sebagainya. Tetapi beberapa teknik ini masih memiliki kelemahan dalam efektifitas pengelolaan, efisiensi penggunaan nutrisi, air, pestisida, dan ketersediaan tenaga kerja. Salah satu langkah pencegahan berkurangnya produksi, serta peningkatan kuantitas dan kualitas tanaman sawi di masa yang akan datang akibat berbagai faktor perubahan iklim dan keterbatasan lahan adalah dengan cara budidaya tanaman sawi dengan sistem hidroponik di dalam greenhouse. Dalam budidaya sistem hidroponik untuk tanaman sawi, nutrisi (unsur hara) dan kondisi iklim mikro merupakan hal yang sangat penting. Nutrisi yang tersedia cukup di media air akan mudah diserap oleh tanaman, dan iklim yang terkendali mendukung pertumbuhan sawi menjadi lebih baik. Sifat-sifat tanaman yang terkait 3
dengan konsentrasi nutrisi dan iklim yang sesuai dengan pertumbuhannya harus diketahui agar pertumbuhan tanaman yang dibudidayakan menjadi optimal. Dalam budidaya tanaman sawi di greenhouse, dibutuhkan kesesuaian cahaya, suhu, dan nutrisi agar pertumbuhan tanaman sawi dapat optimal. Terdapat tiga permasalahan utama, ditinjau dari permasalahan iklim yang dihadapi oleh pelaku pertanian. Permasalahan pertama yaitu, selama ini pelaku pertanian khususnya petani kurang mempertimbangkan tentang aspek pengaruh iklim mikro dan nutrisi terhadap pertumbuhan. Pada umumnya sawi hanya dibudidayakan di tanah yang kosong tanpa pengendalian apapun seperti mengurangi intensitas sinar, suhu, ketepatan waktu pemberian nutrisi (pemupukan), dosis nutrisi, dan tanpa penyiraman. Kelalaian dalam pengendalian iklim yang tidak sesuai dengan syarat tumbuh memiliki dampak terhadap pertumbuhan tanaman sawi menjadi tidak optimal. Ketentuan ini berlaku untuk pertanian hidroponik ataupun dengan tanah, karena suhu, cahaya, dan nutrisi merupakan syarat utama dalam proses bertumbuhnya tanaman. Hal ini pernah dilakukan oleh Telaumbanua (2012) pada tanaman sawi yang ditanam di luar greenhouse tanpa mempertimbangkan faktor iklim mikro. Sawi tumbuh lebih kecil dibanding dengan kondisi terkendali yaitu 27,20 g dengan total luas daun ± 813,26 cm2. Sedangkan budidaya pada kondisi iklim mikro terkendali, dengan intensitas sinar matahari yang tepat, berat tanaman mencapai 81,81 g dengan luas total 1948,08 cm2 pada masa panen. Permasalahan yang muncul yaitu iklim mikro dan nutrisi di lokasi budidaya tidak seluruhnya dapat dikendalikan dengan mudah. Adakalanya pengendalian iklim mikro dan nutrisi sulit untuk dilakukan karena berbagai kendala seperti keterbatasan alat, 4
kondisi lahan, akses listrik, biaya dan sebagainya. Apabila tanaman dibudidayakan di kondisi suhu, intensitas, dan nutrisi yang tidak sesuai, akan berakibat buruk pada pertumbuhan tanaman. Masing-masing kendala terhadap pengaruh iklim mikro dan nutrisi yang tidak sesuai ini perlu amati lebih jauh, agar pelaku pertanian dapat mengetahui hubungan, pengaruh, dan kombinasi faktor suhu, cahaya, nutrisi agar hasil panen menjadi lebih baik. Menurut Suhardiyanto (2009), Haryanto (2002) dan Rault (1988), budidaya seluruh jenis tanaman melebihi suhu optimal, dapat dikendalikan dengan memberi naungan, menambah intensitas pasokan air untuk mencegah kekeringan pada tanah. Penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, menunjukkan bahwa faktor pertumbuhan oleh suhu, cahaya, dan nutrisi saling mempengaruhi tingkat pertumbuhan. Untuk mengetahui hubungan antar faktor ini, diperlukan penelitian tentang identifikasi pola pertumbuhan tanaman sawi. Kajian yang dianalisis antara hubungan suhu, cahaya, dan nutrisi berisi tentang : a. Suhu yang terlalu tinggi akan memperlambat tingkat pertumbuhan, tetapi suhu yang terlalu rendah juga memperlambat tingkat pertumbuhan. Bagian dari kajian ontologi dalam penelitian ini membahas tentang : 1) Bagaimana pengaruh suhu terhadap pertumbuhan tanaman? 2) Suhu optimal dari persyaratan tumbuh untuk pertumbuhan sawi. b. Nutrisi di dalam media tanam yang terlalu rendah akan memperlambat tingkat pertumbuhan, tetapi nutrisi yang terlalu tinggi juga memperlambat tingkat pertumbuhan bahkan dapat menjadi racun bagi tanaman. Bagian lainnya dari kajian ontologi dalam penelitian ini membahas tentang : 5
1) Bagaimana pengaruh nutrisi terhadap pertumbuhan tanaman? 2) Besaran pengaruh dan komposisi nutrisi terbaik bagi pertumbuhan optimal tanaman. c. Cahaya yang baik dan diperlukan tanaman adalah cahaya tampak (visible light) dengan nilai intensitas yang tinggi. Intensitas sinar yang rendah akan menghambat proses fotosintesis sehingga mengganggu pertumbuhan tanaman. Bagian lainnya dari kajian ontologi dalam penelitian ini membahas tentang : 1) Bagaimana pengaruh cahaya dalam pertumbuhan? 2) Intensitas cahaya terbaik untuk pertumbuhan tanaman di greenhouse. 3) Bagaimana hubungan suhu, nutrisi, cahaya dalam pertumbuhan tanaman? Dengan adanya kajian tentang identifikasi pola pertumbuhan oleh suhu, cahaya, dan nutrisi, pelaku pertanian dapat mengetahui hubungan antara faktor dan dapat dengan tepat mengambil keputusan untuk kombinasi yang sesuai di lokasi budidaya agar tingkat keberhasilan panen menjadi lebih baik. Kajian pengaruh iklim mikro dan nutrisi ini diprioritaskan pada budidaya hidroponik di greenhouse, tetapi juga masih memiliki keberlakuan pada budidaya media tanah dengan mengurangi faktor nutrisi hidroponik. Permasalahan kedua yang dihadapi oleh pelaku pertanian di lahan dan hidroponik adalah keterbatasan pengetahuan untuk memprediksi hasil panen yang akan diperoleh. Sejauh ini petani hanya mampu memprediksi hasil panen dengan menghitung 6
luas lahan budidaya dibandingkan dengan kerapatan tanaman tanpa memperhitungkan faktor iklim yang mempengaruhi pertumbuhan. Hal ini dapat dikatakan tidak akurat, mengingat pertumbuhan tanaman sawi dipengaruhi oleh suhu, cahaya, air, dan nutrisi. Pelaku pertanian, khususnya pihak yang belum mengenal baik kondisi iklim di lokasi budidaya, akan kesulitan dalam memprediksi tingkat pertumbuhan dan hasil panen dengan baik. Kesalahan dalam melakukan prediksi dan pengendalian iklim terhadap syarat tumbuh tanaman sawi, dapat menyebabkan kerugian. Langkah yang dapat dilakukan, untuk menghindari hal tersebut adalah dibutuhkannya penelitian tentang pemodelan terhadap hasil rekayasa iklim mikro dan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman sawi yang dapat digunakan oleh pelaku pertanian. Pemilihan perancangan model dengan menggunakan artificial neural network (ANN) atau sering disebut Jaringan Syaraf Tiruan (JST) disebabkan karena tingkat pertumbuhan dan perubahan dimensi tanaman, khususnya daun sawi mempunyai bentuk dan ukuran yang berbeda-beda, sehingga pendekatan secara matematika sering menghasilkan hasil model dengan error besar. Pendekatan dengan matematis terkadang mengandung persamaan-persamaan diferensial yang kompleks (Floros dan Gnanasekharan, 1993 ; Flores, dkk., 2009). Dengan menggunakan JST, pemodelan linier ataupun non-linier terhadap data pertumbuhan dapat disusun dengan memiliki akurasi yang tinggi (Egmont, dkk., 2002). Dengan adanya pemodelan terhadap iklim mikro dan nutrisi, diharapkan pelaku pertanian dapat dengan mudah menentukan standart faktor suhu, cahaya, nutrisi untuk dikendalikan, sesuai dengan iklim di lokasi budidaya. Di samping itu, pelaku pertanian mampu memprediksi tingkat pertumbuhan dan hasil panen. 7
Permasalahan ketiga yaitu, cara pembudidayaan tanaman yang dilakukan petani pada umumnya masih secara manual yaitu dengan pengendalian iklim dan pengawasan oleh tenaga kerja atau petani itu sendiri. Tentunya, kelalaian akibat kesalahan manusia dapat berdampak buruk pada pertumbuhan tanaman yang mempengaruhi hasil panen, seperti keterlambatan penyiraman tanaman, perlindungan terhadap suhu melebihi ambang batas, dan pengendalian nutrisi. Permasalahan ini dapat diselesaikan dengan adanya sistem kendali iklim mikro dan nutrisi di lokasi budidaya tanaman. Sejalan dengan kebutuhan petani terhadap sistem kendali, penelitian identifikasi pola pertumbuhan dan rekayasa iklim mikro dan nutrisi untuk tanaman sawi ini membutuhkan banyak perlakuan sehingga lebih mudah jika menggunakan greenhouse yang terkendali. Untuk itu dibutuhkan sistem kendali yang dapat mengendalikan 27 ruangan greenhouse secara berkelanjutan selama 24 jam selama masa budidaya tanaman. Kinerja sistem pengendali iklim mikro dan nutrisi ini diamati selama masa budidaya, yang meliputi akurasi, kecepatan pengendalian, dan stabilitas hasil rancangan. Dengan menggunakan sistem kendali, hasil panen pada tanaman juga lebih baik dibandingkan dengan tanpa kendali seperti yang dilakukan Telaumbanua (2012). Adanya rancangan alat pengendali iklim mikro dan nutrisi, seluruh proses budidaya dapat ditangani secara otomatis. Kesalahan yang dilakukan oleh manusia di dalam budidaya tanaman dapat dikurangi (Ebere and Francisca, 2013; Watiningsih, dkk., 2014 ; Zulfa, dkk., 2014 ; Nuryadi, 2015). Dengan adanya perancangan sistem kendali, diharapkan pelaku pertanian khususnya sistem hidroponik, dapat menggunakannya hasil 8
rancangan ini, sehingga efisiensi kerja dalam budidaya sawi dapat lebih maksimal, tenaga kerja lebih sedikit dan hasil panen menjadi lebih baik. 1.2. Perumusan Masalah Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh faktor gen di dalam jaringan tanaman dan faktor pertumbuhan eksternal oleh iklim mikro dan nutrisi di lingkungan tumbuhnya. Faktor gen merupakan bagian yang penting di dalam pertumbuhan optimal pada tanaman, tetapi harus didukung oleh kesesuaian iklim dan nutrisi (Harwati, 2008). Budidaya tanaman tanpa mempertimbangkan pengaruh iklim dan nutrisi, menyebabkan pertumbuhan tanaman tidak optimal, dan bahkan tanaman sulit bertumbuh. Kesesuaian iklim untuk pertumbuhan, berpengaruh pada optimalnya pertumbuhan tanaman. Di dalam penelitian ini, membahas mengenai faktor iklim mikro dan nutrisi karena faktor ini terkait erat dengan rekayasa aspek teknik yang sesuai dengan bidang teknik biosistem ataupun keteknikan pertanian. Untuk mengetahui nilai terbaik, laju pertumbuhan, sensitifitas pertumbuhan, hubungan antara faktor pertumbuhan eksternal yang berpengaruh seperti faktor iklim yaitu suhu, cahaya, dan faktor nutrisi, dibutuhkan kombinasi perlakuan pada budidaya tanaman sawi. Hasil pertumbuhan yang telah diidentifikasi, kemudian dimodelkan dengan JST. Pokok permasalahan yang dicari dalam penelitian ini adalah identifikasi pola pertumbuhan dan model pengendalian iklim mikro dan nutrisi otomatis secara hidroponik untuk meningkatkan hasil panen sawi. Lingkup kajian penelitian yaitu perubahan luas daun tanaman terhadap suhu, nutrisi, dan cahaya di dalam ruang 9
budidayanya. Dari hasil pengamatan luas daun tersebut, digunakan untuk identifikasi tingkat pertumbuhan, pemodelan tingkat pertumbuhan tanaman sawi. Hasil perekaman data digunakan untuk analisis kinerja sistem kendali. Permasalahan yang dihadapi dan dicari penyelesaianya di dalam penelitian adalah : 1. Bagaimana pola pertumbuhan tanaman sawi terhadap faktor suhu, cahaya, nutrisi, kombinasi terbaik selama masa pertumbuhan, dan sensitifitas faktor iklim mikro dan nutrisi terhadap tingkat pertumbuhan luas daun? 2. Bagaimana hasil perancangan pengendali iklim mikro dan nutrisi meliputi keakurasian, kecepatan respon, respon sistem, dan stabilitas? 3. Bagaimana model pertumbuhan luas daun tanaman sawi dari variasi pemberian cahaya, suhu, nutrisi? 1.3. Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian tentang model pengendalian iklim mikro dan nutrisi terhadap tingkat pertumbuhan pada budidaya sawi (Brassica rappa var. parachinensis L.) sistem hidroponik di greenhouse adalah : 1. Pola pertumbuhan dan model ini hanya berlaku untuk tanaman sawi hijau (Brassica rappa var. parachinensis L) dengan iklim mikro dan nutrisi yang stabil dari awal budidaya hingga panen. Pemodelan tanaman berlaku menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan. 2. Pola tingkat pertumbuhan dan model tingkat pertumbuhan pengaruh faktor cahaya berlaku pada intensitas cahaya hingga 17000 lux. 10
3. Pertumbuhan sawi ditentukan respon tanaman terhadap iklim mikro dan nutrisi yang konstan karena, faktor pertumbuhan eksternal di setiap greenhouse diatur stabil sehingga tidak terdapat dinamisasi suhu, cahaya, dan nutrisi di setiap greenhouse selama masa budidaya. Hal ini ditujukan untuk dasar kajian analisis memperoleh nilai iklim mikro dan nutrisi terbaik setiap interval hari pertumbuhan dari seluruh greenhouse. 4. Tinggi tanaman tidak diukur, karena tinggi tidak dapat mencerminkan tingkat pertumbuhan sawi. 5. Kelembaban udara tidak divariasikan karena Yogyakarta berada pada kelembaban ± 70 % - 95 % dan masih sesuai dengan syarat pertumbuhan tanaman sawi yaitu ± 75 % (Gallagher, 1990 dan Haryanto dkk, 2002). 6. Ketersediaan unsur-unsur nutrisi untuk tanaman tidak dikaji di dalam penelitian ini karena menggunakan paket nutrisi hidroponik bermerek Goodplant. Uraian komposisi dapat dilihat pada Tabel 2.1. 1.4. Tujuan Tujuan dari penelitian model pengendalian iklim mikro dan nutrisi otomatis untuk pertumbuhan sawi ini adalah : Tujuan umum : Mengidentifikasi interaksi pengendalian iklim mikro dan nutrisi pada pertumbuhan tanaman sawi sistem hidroponik dan mendapatkan model pertumbuhan. 11
Tujuan khusus : 1. Identifikasi pola pertumbuhan luas daun terhadap pengendalian faktor suhu, cahaya dan nutrisi. 2. Menyusun perangkat pengendali cahaya, suhu, dan nutrisi otomatis untuk budidaya tanaman sawi (Brassica rappa var. parachinensis L.) di greenhouse dengan sistem hidroponik. 3. Menyusun pemodelan JST tingkat pertumbuhan tanaman sawi (Brassica rappa var. parachinensis L.) yang ditanam di dalam greenhouse sistem hidroponik dengan variasi iklim mikro dan nutrisi terkendali. 1.5. Kebaruan Penelitian Kebaruan penelitian ini terletak pada identifikasi dan pengembangan model dari tiga faktor yaitu suhu, cahaya, dan nutrisi dengan menggunakan sistem kendali dalam budidaya tanaman sawi hidroponik di greenhouse daerah tropis (Tabel 1.1-1.2). Terdapat tiga faktor iklim yang utama, sebagai syarat pertumbuhan di daerah tropis, diantaranya suhu, nutrisi, dan cahaya (Lingga 1999 ; Haryanto dkk, 2002). Penelitian sebelumnya sebagiam besar hanya membahas 1-2 faktor petumbuhan. Sejauh ini, tidak ditemukan penelitian tentang pengaruh tiga pengaruh iklim di daerah tropis terhadap pertumbuhan tanaman (Tabel 1.4). Penelitian semacam ini jarang, dimungkinkan karena tergolong penelitian yang sulit dilakukan. Dikatakan sulit karena, masingmasing faktor ini harus dikendalikan selama budidaya tanaman dengan sistem kendali dan banyak perlakuan. Hal tersebut merupakan dasar untuk penelitian lanjutan, 12
sehingga dapat katakan dalam penelitian ini, terdapat 3 hal baru yang belum dilakukan oleh peneliti sebelumnya yaitu, identifikasi pola pertumbuhan oleh tiga faktor suhu, cahaya, nutrisi, pemodelan tingkat pertumbuhan, dan perancangan sistem kendalinya. Berdasarkan data penelitian pihak lain yang diperoleh, terkait belum adanya penelitian sejenis, peneliti mampu mengembangkan dan mengidentifikasi pola pertumbuhan tanaman sawi secara hidroponik di daerah tropis dengan memanfaatkan sistem kendali untuk mengendalikan iklim mikro dan nutrisi di dalam greenhouse. Dari tahap identifikasi, kemudian dikembangkan pemodelan. Data yang diperoleh di analisis dan dimodelkan dengan JST, sehingga tingkat pertumbuhan dan panen dapat diprediksi dan dapat digunakan oleh pelaku pertanian. Sistem kendali yang melakukan pengendalian terhadap iklim mikro dan nutrisi, diamati kinerjanya. Sistem kendali yang tangguh dalam melakukan pengendalian, layak untuk diduplikasi ataupun digunakan oleh para pelaku pertanian. Konsep ontologi, epistimologi, dan aksiologi dalam penelitian ini, digambarkan pada Tabel 1.3. Pada Tabel 1.1 menjelaskan roadmap penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya tentang pengaruh iklim terhadap pertumbuhan tanaman. Pada Tabel 1.2 menjelaskan keberlanjutan penelitian yang dapat dilakukan terhadap tanaman sawi terkait dengan iklim mikro dan nutrisi, perancangan kendali cerdas, dan pemodelan. 13
Tabel 1.1. Roadmap perkembangan penelitian pengaruh iklim terhadap pertumbuhan tanaman Tujuan Metode Output Tahun Mengetahui pengaruh faktor lingkungan terhadap pertumbuhan tanaman Dengan menggunakan paranet untuk variasi cahaya yang masuk. Dengan menggunakan naungan dan variasi takaran pupuk daun. Dengan melakukan variasi pupuk hayati Kentang ditanam pada kondisi suhu 30 C/26 C, 26 C/22 C, 22 C/18 C dan 18 C/14 C dengan menggunakan kontrol buatan. Menentukan pengaruh empat macam pupuk organik terhadap pertumbuhan sawi. Mengetahui pertumbuhan tanaman kentang (Solanum tuberosum l.) dalam lingkungan fotoautotrof secara invitro. a. Perancangan sistem kendali iklim mikro greenhouse b.menggunakan JST untuk memprediksi kesuburan. Tinggi tanaman krisan yang dikurangi intensitas sinar yang masuk, mempengaruhi tinggi tanaman. Tanaman tanpa naungan lebih baik dari pada dengan naungan. Pemupukan pada daun tidak mempengaruhi tinggi tanaman seledri. Pemberian pupuk hayati berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman teh. Pemberian pupuk NPK berbagai dosis berpengaruh langsung terhadap pertumbuhan tanaman sawi. Dosis terbaik adalah 250 kg/ha sesuai dengan rekomendasi. Pertumbuhan tanaman menunjukan hasil beda nyata pada setiap percobaan. Hasil pertumbuhan terbaik diperoleh melalui pupuk dari kotoran kambing. Intensitas sinar yang tinggi dan suhu yang tinggi memiliki pertumbuhan yang lebih baik dibanding intensitas sinar yang tinggi dan suhu yang rendah. a. Tanaman terkontrol pertumbuhannya lebih baik dibandingkan tanaman tanpa kontrol iklim mikro. b. JST mampu memprediksi kesuburan dan nutrisi. 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2004 2011 2012 2014 14
Tabel 1.2. Keberlanjutan penelitian yang dapat dilakukan untuk tanaman sawi terkait aspek teknik pertanian Tujuan Kajian pengaruh faktor iklim mikro dan nutrisi terhadap pertumbuhan tanaman, pemodelan, dan perancangan kendali cerdas Metode Merancang pengendali iklim untuk mengendalikan iklim mikro dan nutrisi pada tanaman sawi di dalam 27 greenhouse. Merancang pengendali cerdas yang hemat energi dan mampu di aplikasikan pada masyarakat. Merancang pengendali cerdas yang mampu mengendalikan suhu, cahaya, nutrisi dan mampu mengukur tingkat pertumbuhan tanaman menggunakan machine vision. Diperoleh pola pertumbuhan tanaman, kombinasi iklim mikro dan nutrisi terbaik, rancangbangun sistem kendali serta hasil pemodelan tingkat pertumbuhan. 2015 Diperoleh kendali cerdas yang murah, hemat energi, serta analisis ekonomi. Diperoleh kendali cerdas yang murah dan hemat energi yang mampu mengukur tingkat pertumbuhan tanaman secara real time, mengukur dan mengendalikan suhu, cahaya, nutrisi, yang terintegrasi dengan jaringan internet. 2017 Output Tahun 2016 Melakukan budidaya tanaman sawi pada iklim mikro dan nutrisi yang berbeda, pengamatan warna daun, rasa, tekstur, dan kandungan gizi sawi hijau oleh pengaruh iklim. Diperoleh iklim mikro dan nutrisi terbaik berdasarkan rasa, warna, tekstur.. Diperolehnya model tingkat perubahan warna, rasa, tekstur, dan kandungan gizi setiap faktor iklim. 2018 2019 15
Tabel 1.3. Landasan ontologi, epistomologi, aksiologi dalam model pengendalian iklim mikro dan nutrisi budidaya sawi Makna Ontologi Cakupan Mengetahui seberapa besar pengaruh suhu terhadap pertumbuhan tanaman Epistimologi Konsep Ilmu Kaidah Ilmu Konsep ilmu biologi, Pengembangan ilmu pertanian, iklim mikro, matematika mikrokontroler dan matematika. Mengetahui seberapa besar pengaruh nutrisi bagi pertumbuhan tanaman Konsep ilmu biologi, pertanian, iklim mikro, mikrokontroler dan matematika. Pengembangan ilmu matematika. Konsep ilmu biologi, pertanian, iklim mikro, mikrokontroler dan matematika. Konsep ilmu biologi, pertanian, iklim mikro, mikrokontroler dan matematika. Pengembangan model matematika. Konsep pengembangan model tingkat Mengetahui pengaruh pertumbuhan tanaman cahaya dalam laju sawi oleh faktor cahaya, pertumbuhan tanaman. suhu dan nutrisi Mendapatkan model JST tingkat pertumbuhan tanaman oleh kombinasi pengaruh suhu, nutrisi dan cahaya. Mendapatkan perangkat pengendali iklim mikro dan nutrisi sistem hidroponik untuk greenhouse. Konsep ilmu biologi, pertanian, iklim mikro, mikrokontroler dan matematika. Pengembangan ilmu matematika dan pemodelan JST. Sistem kontrol. Aksiologi Diperolehnya perangkat pengendali iklim mikro dan nutrisi terhadap pada budidaya sawi (Brassica Rappa Var. Parachinensis L.) sistem hidroponik di greenhouse. Didapatkan model matematika laju pertumbuhan dan produksi tanaman sawi (Brassica rappa var. parachinensis L.) terhadap variasi cahaya, suhu dan nutrisi terkontrol yang ditanam dengan sistem hidroponik. Diperoleh nilai suhu, nutrisi dan cahaya terbaik untuk laju pertumbuhan tanaman. Diperoleh hasil pemodelan dengan JST untuk tingkat pertumbuhan tanaman sawi. Selain itu diperolehnya nilai akurasi, stabilitas, sensitifitas dan kecepatan respon dari pengendali iklim. Tabel 1.4. Penelitian pengaruh suhu, cahaya, dan unsur hara No 1 Nama Widiastuti Tahun 2004 Tujuan Metode Menentukan pengaruh Menggunakan paranet Tinggi tanaman krisan intensitas cahaya untuk variasi cahaya yang dikurangi intensitas terhadap pertumbuhan yang masuk. sinar yang masuk, krisan. Hasil mempengaruhi tinggi tanaman. 2 Phaisal 2005 Menentukan pengaruh Menggunakan Tanaman dengan cahaya intensitas sinar dan naungan dan variasi matahari langsung lebih pupuk pada budidaya takaran pupuk daun. baik dari pada variasi Tabel 1.4 bersambung 16
seledri. warna naungan. Pemupukan pada daun tidak mempengaruhi tinggi tanaman seledri. 3 Tamrin 2005 Pemodelan JST timun Melakukan Luas kanopi dan nutrisi mini (Cucumis sativus pengambilan citra yang hilang dapat L marla) pada fase kanopi timun. diprediksi melalui model vegetatif. 3 Ferry, P. 2009 Pengaruh Cahaya Menggunakan Tinggi terbaik diperoleh Terhadap Pertumbuhan metode rancangan dari perlakuan dengan Tanaman Sawi acak lengkap (RAL) cahaya biru, sedangkan Keriting (Brassica juncea L.) dalam Polybag. 4 Setiawan 2009 JST. dengan satu faktor tunggal yaitu pengaruh cahaya. jumlah daun terbaik diperoleh dengan cahaya merah. Menentukan pengaruh Dengan variasi Pupuk memiliki pengaruh empat macam pupuk pemberian jenis pupuk terhadap pertumbuhan organik terhadap organik. tinggi tanaman, yaitu pertumbuhan sawi. kombinasi eceng gondok dan pupuk. 5 Nugroho 2005 Menentukan pengaruh Variasi pemberian Perbedaan pemberian dosis pupuk terhadap takaran pupuk dan dosis pupuk pertumbuhan tanaman jarak tanam. mempengaruhi berat selada. basah dan tinggi tanaman. Jarak tanam berpengaruh nyata terhadap tinggi dan berat tanaman. 6 Handoyo 2009 Menentukan pengaruh Variasi pemberian Variasi pemberian pupuk dosis pemberian pupuk takaran pupuk NPK. NPK pada rentang 16-20- terhadap pertumbuhan 29, tidak berpengaruh sawi. nyata meningkatkan 17 Tabel 1.4 bersambung
tinggi, bobot, warna daun tanaman, tetapi memiliki pengaruh terhadap tanaman tanpa pupuk. 7 Saribun 2008 Mengetahui jenis Variasi pemberian Pemberian pupuk NPK pupuk dan dosis pupuk NPK dan pupuk berbagai dosis terbaik terhadap tunggal sesuai dosis berpengaruh langsung pertumbuhan tanaman yang telah ditentukan. terhadap pertumbuhan sawi. tanaman sawi. Dosis terbaik adalah 250 kg/ha sesuai dengan rekomendasi. 8 Anas 2004 Mengetahui pengaruh Variasi volume media Media busa sintetik volume dan jenis tanam dan jenis media dengan volume 20 cm³ media tanam pada tanam. paling baik dan media pertumbuhan dan hasil arang sekam yang paling tanaman selada dalam lambar pertumbuhannya. teknologi sistem hidroponik. 9 Wachjar 2006 Mengetahui pengaruh Melakukan variasi Pemberian pupuk hayati beberapa jenis pupuk pupuk hayati seperti berpengaruh terhadap hayati terhadap EMP4 dan pertumbuhan tanaman pertumbuhan dua klon pendambahannya pada teh. tanaman teh (Camellia budidaya teh. sinensis L) (O. Kuntze) yang belum menghasilkan. 10 Pertamawati 2010 Mengetahui Percobaan kultur Intensitas sinar yang pertumbuhan tanaman jaringan ini dilakukan tinggi dan suhu yang kentang (Solanum pada tanaman kentang, tinggi memiliki tuberosum l.) dalam dilakukan variasi pertumbuhan yang lebih lingkungan cahaya terhadap suhu baik dibanding intensitas Tabel 1.4 bersambung 18
11 Harwati 2008 fotoautotrof secara dan diamati sinar yang tinggi dan suhu invitro. pertumbuhannya. yang rendah. Mengetahui pengaruh Kentang ditanam pada Perkembangan dan suhu dan panjang kondisi suhu produksi tanaman kentang penyinaran terhadap 30 C/26 C, dapat dipengaruhi oleh umbi 26 C/22 C, 22 C/18 C panjang penyinaran dan kentang (Solanum dan 18 C/14 C dengan tuberosum, ssp.) menggunakan kendali suhu. buatan. 12 Nurshanti 2009 Mengetahui pengaruh Percobaan dilakukan Pertumbuhan tanaman pemberian pupuk dengan melakukan menunjukan hasil beda organik terhadap variasi pupuk organik nyata pada setiap pertumbuhan dan hasil yaitu kotoran sapi, percobaan. Hasil tanaman sawi caisim kambing dan ayam. pertumbuhan terbaik (Brassica Juncea L.) diperoleh melalui pupuk dari kotoran kambing. 13 Suyantohadi 2009 Mengidentifikasi Percobaan dilakukan Tingkat pertumbuhan pertumbuhan tanaman dengan melakukan tanaman kedelai dapat kedelai (glycine max variasi pemberian diidentifikasi secara L) dengan pengaruh komposisi pupuk. periodik dengan JST. Memprediksi kelapa Percobaan dilakukan Model JST dapat sawit berdasarkan dengan data curah memprediksi produksi kualitas lahan dengan hujan, ketinggian, kelapa sawit dengan nilai JST. kelerengan, umur RMSE = 0,07 dan r = 0,9. pemberian komposisi pupuk menggunakan JST. 14 Hermanto 2009 tanam, batuan, solum dan tingkat keasaman. 15 Telaumbanua 2012 Perancangan perangkat Percobaan dilakukan Pertumbuhan tanaman pengendali iklim mikro dengan mengontrol sawi dengan lingkungan Tabel 1.4 bersambung 19
untuk pertumbuhan suhu, kelengasan tanah mikro yang terkontrol di sawi (Brassica rappa dan cahaya selama dalam greenhouse lebih var paracihensis L.). budidaya. baik dibanding di luar greenhouse. 16 Ghosh,S 2014 Perancangan model Percobaan dilakukan JST mampu memprediksi Jaringan syaraf tiruan dengan menganalisis komposisi tanah untuk manajemen bahan organik, nutrisi dibandingkan cara nutrisi dan kesuburan esensial, mikronutrien manual. tanah dengan algoritma yang ditinggalkan backpropagation. tanaman induk,untuk tanaman pada budidaya selanjutnya. 1.6. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian tentang model pengendalian iklim mikro dan nutrisi terhadap tingkat pertumbuhan pada budidaya sawi (Brassica rappa var. parachinensis L.) sistem hidroponik di greenhouse adalah : 1. Diketahuinya pola pertumbuhan tanaman sawi terhadap faktor suhu, cahaya, nutrisi terbaik untuk pertumbuhan dalam umur tertentu, kombinasi terbaik, dan tingkat sensitifitas, bermanfaat untuk proses budidaya tanaman, agar diperoleh hasil panen yang lebih baik. Pelaku pertanian memiliki referensi nilai iklim mikro dan nutrisi untuk pertumbuhan sawi. 2. Diperolehnya hasil perancangan sistem kendali suhu, cahaya, dan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman sawi sistem hidroponik di dalam greenhouse yang bermanfaat bagi pengembangan teknologi dan pelaku pertanian. 20
3. Diperolehnya pemodelan terhadap pertumbuhan luas daun tanaman sawi dengan JST, yang dapat dimanfaatkan oleh pelaku pertanian untuk memprediksi tingkat pertumbuhan sawi, sehingga pelaku pertanian mampu menilai kelayakan lokasi budidaya sawi untuk dikelola. 21