TINJAUAN PUSTAKA
Bayam
Bayam merupakan tanaman dengan family amaranthaceae. Genus Amaranthus yang paling terkenal adalah untuk produksi biji, tetapi ada kultivar yang ditanam khusus untuk sayuran daun. Spesies bayam sayuran daun utama adalah A. tricolor, A. lividus, A. dubius, A. gangeticus, A. blitium, A.hybrydus (De Padua et al., 1999).
Varietas bayam yang banyak ditanam dan mempunyai nilai komersial yang tinggi antara lain Cummy, Green lake, Tark, Stayful. Varietas lokal yang memiliki kualitas baik yaitu Giti Merah, Giti Hijau, Cimangkok, Kuningan, dan Sukamandi. Bayam termasuk tipe tanaman herba. Bagian yang dapat dikonsumsi dari bayam adalah daun dan batang. Bayam tidak hanya tumbuh di dataran tinggi, tetapi juga dapat tumbuh di dataran rendah (Susila, 2006).
Hidroponik
Hidroponik adalah teknik pengelolaan air yang digunakan untuk memberikan nutrisi, air, dan oksigen yang diperlukan tanaman. Media tanam yang digunakan dapat berupa bahan inorganik seperti pasir, perlit, kerikil, rockwool.
Selain itu, media tanam juga dapat berupa material organik seperti sphagnum peat moss, kulit pohon, dan cocopeat bahkan media udara. Media tanam hidroponik harus memenuhi persyaratan antara lain steril dan inert, memiliki pH netral, serta tidak menimbulkan reaksi kimia yang mengganggu pertumbuhan tanaman ( Jones, 2005).
Beberapa keuntungan dan kerugian budidaya tanaman secara hidroponik menurut Jensen dalam Jones (2005) antara lain :
Keuntungan
1. Pertanian dapat dilakukan walaupun tidak terdapat tanah yang subur atau pada tanah yang terkontaminasi penyakit.
2. Pekerjaan untuk mengelola tanah, penyiraman manual, dan pekerjaan secara tradisional lainya tidak perlu dilakukan.
3. Potensi maksimal lahan dapat dimanfaatkan karena memungkinkan untuk budidaya dengan kerapatan tinggi.
4. Konservasi air dan nutrisi. Hidroponik dapat mereduksi polusi tanah dan sungai karena nutrisi yang diberikan dalam sistem tertutup.
5. Keadaaan lingkungan lebih dapat dikontrol seperti lingkungan akar, waktu pemberian larutan nutrisi, tipe operasi green house, cahaya, temperatur, kelembapan, dan komposisi udara dapat dimanipulasi.
Kerugian
1. Biaya untuk pembuatan konstruksi yang cukup tinggi.
2. Dibutuhkan pekerja yang terlatih dalam proses budidaya. Pengetahuan tentang pertumbuhan dan prinsip dari nutrisi yang diberikan sangat penting untuk diketahui.
3. Penyebaran seed born disease dan nematoda dapat berkembang dengan cepat dalam satu bedengan dengan sumber nutrisi yang sama dalam sistem yang tertutup.
4. Diperlukan pengamatan lingkungan tumbuh dan tanaman tiap hari.
Tanaman yang dibudidayakan secara hidroponik dapat tumbuh dengan baik jika daerah perakarannya memperoleh cukup nutrisi, air dan oksigen.
Beberapa sistem pemberian nutrisi hidroponik menurut Karsono ( 2008) antara lain :
1. Sumbu (wick)
Sistem sumbu adalah tipe hidroponik yang paling sederhana dan merupakan sistem pasif (tidak ada bagian yang bergerak). Larutan nutrisi diserap ke media tanam dari tandon menggunakan sumbu dengan memanfaatkan daya kapilaritas sumbu. Kekurangan dari sistem ini adalah apabila tanaman berukuran besar dan membutuhkan air lebih banyak dari yang disediakan atau dialirkan oleh sumbu.
2. Kultur air (water culture)
Kultur air merupakan sistem yang paling sederhana dari semua sistem hidroponik aktif. Penopang tanaman biasanya dibuat dari styrofoam dan mengapung langsung di atas permukaan larutan nutrisi.
Kekurangan dari sistem ini adalah tidak dapat berhasil baik untuk tanaman besar dan berjangka panjang.
3. Pasang surut (ebb and flow)
Sistem ini bekerja dengan membanjiri nampan pertumbuhan dengan larutan nutrisi selama beberapa waktu dan mengeringkannya kembali dengan mengembalikan larutan kembali ke tandon penampungnya.
Kekurangan sistem ini adalah pada beberapa tipe media tanam sangat sensitif pada ketiadaan listrik, pompa dan pengatur waktu.
4. Sistem tetes
Pengoperasian sistem ini cukup mudah, yaitu dengan pengatur waktu larutan nutrisi akan menetes pada pusat tiap tanaman.
5. Teknik lapisan tipis nutrien (NFT/Nutrient Film Technique)
Sistem NFT memiliki aliran larutan nutrisi yang konstan sehingga tidak dibutuhkan pengatur waktu untuk menyalakan pompa rendamnya.
6. Aeroponik (aeroponic)
Sistem ini menggunakan teknologi yang tinggi. Akar menggantung di udara dan dikabuti dengan larutan nutrisi setiap beberapa menit.
Teknik hidroponik yang lainnya yaitu teknik hidroponik sistem terapung (THST). THST merupakan metode penanaman yang memanfaatkan kolam berukuran besar dengan volume larutan hara yang besar pula, sehingga dapat menekan fluktuasi konsentrasi larutan hara. Tanpa adanya re-sirkulasi larutan hara pada THST menyebabkan berkurangnya ketergantungan terhadap penggunaan listrik (Susila dan Koerniawati, 2004).
Derajat Kemasaman (pH) dan Konduktivitas Listrik (EC) Pada budidaya tanaman secara hidroponik, larutan nutrisi dipertahankan konstan pada kisaran pH 5.5-6.5 dengan menambahkan larutan asam atau basa (Adams et al.,1995). Tinggi rendahnya nilai pH akan mempengaruhi ketersediann beberapa mineral yang diperlukan tanaman. Nilai pH larutan nutrisi mudah berubah karena ketidakseimbangan antara anion dan kation yang diserap oleh tanaman (Harjadi, 1989).
Banyaknya unsur hara yang terkandung di dalam larutan nutrisi sama dengan nilai konduktivitas listrik (EC) larutan nutrisi. Semakin tinggi nilai EC maka semakin banyak unsur hara yang terkandung di dalam larutan nutrisi yang diartikan bahwa kemampuan larutan nutrisi dalam menghantarkan ion-ion listrik ke akar tanaman semakin meningkat (Fahrizal, 2002).
Akar Tanaman Fungsi dan Cara Kerjanya
Akar merupakan organ vegetatif utama yang memiliki dua fungsi utama yaitu secara fisik merupakan alat untuk menopang tumbuhnya tanaman dan alat untuk menyerap air dan ion-ion yang kemudian disalurkan ke seluruh bagian tanaman (Jones, 2005). Air dan ion untuk dapat diserap oleh tanaman, harus berada pada permukaan akar. Dari permukaan akar ini air bersama ion-ion diangkut menuju pembuluh xilem (Lakitan, 2008).
Penyerapan air dan mineral terutama terjadi melalui ujung akar dan rambut akar, walaupun bagian akar yang lebih tua dan lebih tebal juga menyerap sebagian nutrisi yang diberikan. Akar yang lebih tua memainkan fungsi yang diperlukan untuk transport dan penyimpanan bahan, dengan analogi transport bahan dari dan ke daun melalui batang dan percabangan (Gardner et al., 1991).
Proses pergerakan air di dalam pembuluh xilem terjadi karena adanya perbedaan potensial air antara tanah dan atmosfir sebagai tenaga pendorong, adanya tenaga hidrasi dinding pembuluh xilem yang mampu mempertahankan molekul air terhadap gaya gravitasi, dan adanya gaya kohesi antara molekul air yang menjaga keutuhan kolom air di dalam pembuluh xilem (Lakitan, 2008).
Kemampuan penyerapan ion berbeda dan tergantung dari jenis ion itu sendiri. Ion monovalensi seperti K+, Cl-, NO3- lebih cepat diserap oleh akar dibandingkan dengan ion divalensi seperti Ca2+, Mg2+, SO42- (Jones, 2005).
Penyerapan ion oleh akar dilakukan dengan tiga cara yaitu ;
1. Tanaman mampu untuk menyerap ion secara selektif walaupun konsentrasinya berbeda.
2. Akumulasi ion oleh akar tergantung pada gradient konsentrasi ion.
3. Penyerapan ion oleh akar tergantung dari energi yang dihasilkan dari metabolisme sel (Jones, 2005).
Pertumbuhan akar dipengaruhi oleh pertumbuhan tajuk, terutama transpor karbohidrat ke akar dapat memberikan pengaruh yang besar terhadap pertumbuhan akar. Faktor rizosfer seperti kelembapan, temperatur, kandungan mineral, bahan beracun, kekuatan tanah dan agen biologis juga mempengaruhi pertumbuhan akar. Atmosfer tanah biasanya tidak seperti atmosfer pucuk.
Kandungan oksigen dan karbondioksida didalam rizosfer mungkin sangat berbeda dengan atmosfer udara dan keduanya dapat langsung mempengaruhi pertumbuhan akar (Gardner et al., 1991).
Aerasi dan Temperatur
Aerasi merupakan faktor yang penting dan mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Peranan oksigen penting dalam pertumbuhan dan fungsi sel. Jika tidak tersedia pada media perakaran, tanaman akan sakit bahkan mati. Energi akar untuk melakukan penyerapan berasal dari kegiatan respirasi yang memerlukan oksigen. Tanpa penambahan oksigen untuk mendukung respirasi, penyerapan air dan ion akan terhenti dan akar akan mati (Jones, 2005).
Jumlah oksigen dan ruang berpori dalam media perakaran juga memberikan dampak pada pertumbuhan rambut akar. Pada kondisi aerob dengan distribusi air dan udara dan tersedianya ruang berpori, mendorong pertumbuhan akar termasuk rambut akar. Ketersediaan oksigen dalam udara dan air dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu maka ketersediaan oksigen juga akan semakin sedikit. Berikut merupakan ketersediaan oksigen dalam air akibat peningkatan suhu berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Nicklos dalam Jones (2005) (Tabel 1).
Tabel 1. Hubungan Ketersediaan Oksigen dengan Peningkatan Suhu Temperature
Oksigen mg/L (ppm)
0F 0C
32 0 14.6
41 5 12.8
50 10 11.3
59 15 10.1
68 20 9.1
77 25 8.2
86 30 7.5
95 35 6.9
