PENDAHULUAN
Latar Belakang
Greenhouse atau rumah tanaman merupakan lingkungan tumbuh tanaman yang dirancang agar tanaman dapat tumbuh secara optimal. Di dalam greenhouse
tanaman terhindar dari kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan seperti kecepatan angin yang tinggi, curah hujan yang terlalu tinggi, serta serangan serangga. Di dalam greenhouse, parameter lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan terhadap pertumbuhan tanaman, yaitu cahaya matahari, suhu udara, kelembapan udara, pasokan nutrisi, kecepatan angin, dan konsentrasi karbondioksida dapat dikendalikan dengan lebih mudah (Suhardiyanto 2009).
Struktur greenhouse berinteraksi dengan parameter iklim di lingkungan greenhouse dan menciptakan iklim mikro di dalamnya yang berbeda dengan parameter iklim di sekitar greenhouse dimana suhu udara di dalam greenhouse
cenderung lebih tinggi dibanding suhu udara di luar greenhouse. Hal ini dapat mengganggu pertumbuhan tanaman di dalam greenhouse. Untuk mengatasi hal tersebut dilakukan metode-metode penurunan suhu di dalam greenhouse salah satunya adalah zone cooling. Zone cooling adalah penurunan suhu yang dilakukan pada daerah terbatas disekitar tanaman. Salah satu cara yang dilakukan dalam metode zone cooling adalah pendinginan larutan nutrisi. Pendinginan larutan nutrisi bertujuan untuk menjaga suhu daerah perakaran tanaman cukup rendah walaupun suhu udara tinggi pada siang hari (Suhardiyanto 2009).
Pendinginan larutan nutrisi ini bertujuan untuk mendinginkan daerah perakaran tanaman. Pendinginannya bisa dilakukan dengan mendinginkan larutan nutrisi secara langsung menggunakan unit pendingin atau dengan cara mengalirkan air yang didinginkan lalu dialirkan melalui pipa sehingga terjadi pindah panas dengan larutan nutrisi. Sistem pendinginan larutan nutrisi secara langsung memang lebih mudah dilakukan dibandingkan dengan sistem pendinginan dengan mengalirkan air dingin melalui pipa ke larutan nutrisi. Namun mengingat bahwa larutan nutrisi mengandung unsur-unsur kimia yang bisa menyebabkan terjadinya korosif pada unit pendingin, pembekuan larutan nutrisi, dan kendala lainnya. Untuk itu perlu dilakukan analisis efektivitas dari kedua sistem pendinginan daerah perakaran ini.
Tabel 1 Persentase cara konsumsi tomat
Cara Konsumsi Tomat Jumlah Penggunaan (%/Hari) Diproses
Tabel 2 Produksi buah tomat Indonesia
Tahun Tomat (ton)
Tabel 3 Nilai import buah tomat tahun 2013
Tujuan
1. Analisis Efektifitas Pendinginan dari system budidaya tanaman tomat cherry pada daerah perakaran yang menggunakan Static Aerated Technique
2. Analisis pengaruh system pendinginan daerah perakaran terhadap pertumbuhan
3. Analisis kebutuhan energi listrik dan analisis ekonomi
TINJAUAN PUSTAKA
Greenhouse
Greenhouse adalah suatu bangunan untuk budidaya tanaman yang memiliki struktur atap dan dinding yang bersifat tembus cahaya (Nelson 1978). Biasanya budidaya tanaman dengan cara hidroponik dilakukan di dalam greenhouse karena faktor lingkungan di dalam greehouse lebih mudah dikendalikan sehingga dari tanaman yang ditanam dengan sistem hidroponik mendapatkan pertumbuhan dan produktivitas yang optimal. Pada awalnya greenhouse dirancang untuk wilayah subtropis dengan empat musim. Dengan adanya greenhouse tanaman bisa hidup sepanjang tahun meskipun suhu lingkungan diluar greenhouse sangat rendah. Dengan kata lain, suhu di luar greenhouse sangat rendah dibandingkan suhu di dalam greenhouse. Sedangkan di Indonesia dengan iklim tropis, greenhouse
berfungsi untuk melindungi tanaman dari serangan serangga, curah hujan, dan kecepatan angin yang tinggi.
Untuk kawasan yang beriklim tropika basah seperti Indonesia konsep rumah tanaman dengan umbrella effect dipandang lebih sesuai. Rumah tanaman lebih ditujukan untuk melindungi tanaman dari hujan, angin, dan hama. Selain itu, rumah tanaman dibangun untuk mengurangi intensitas radiasi matahari yang berlebihan, mengurangi penguapan air dari daun dan media, serta memudahkan perawatan tanaman (Suhardiyanto 2009).
Hidroponik
Pengertian hidroponik adalah budidaya tanaman dengan menggunakan larutan nutrisi (air yang menggunakan pupuk) baik dengan atau tanpa menggunakan media buatan (rockwool, pasir, batu, kerikil, perlite, dll) untuk mendukung agar tanaman dapat tegak berdiri. Kata hidroponik berasal dari bahasa Yunani, yakni hydros (air) dan ponos (kerja).
larutan nutrisi dibagi menjadi tiga kelompok besar, yaitu hidroponik larutan diam, hidroponik denga larutan nutrisi yang disirkulasikan, dan aeroponik.
Tomat Cherry
Botani
Tomat cherry termasuk kedalam divisio Spermatopytha, sub divisio
Angiospermae, kelas Dicotyledonae, ordo Tubiflorae, family Solanaceae, genus
Lycopersicon, spesies Lycopersiconesculentumvar. Cerasiforme (Harjadi 1989). Tomat cherry merupakan tanaman setahun (annual) berbentuk perdu. Tinggi tanaman dapat mencapai 2-3 meter atau lebih, mempunyai batang lunak dan bulat. Tanaman tomat cherry memiliki pertumbuhan batang interminate, dimana pertumbuhan batangnya tidak diakhiri dengan rangkain bunga atau buah, arah pertumbuhannya vertikal, periode panen buahnya panjang atau dapat dipanen sepanjang musim, dan habitus tanaman umumnya tinggi dan akan lemah bila tidak ditopang (Opena dan Van der Vossen 1994).
Daun tanaman tomat cherry umumnya lebar, bersirip dan berbulu, panjangnya antara 20-30 cm atau lebih. Tangkai daun bulat panjang sekitar 7-10 cm dan tebalnya antara 0.3-0.5 cm (Opena dan Van der Vossen 1994). Bunganya tersusun dalam rangkaian bunga yang jumlah kuntum bunganya sekitar 30-70 buah tiap clusternya. Kuntum bunga terdiri dari 5 daun kelopak berwarna hijau berbulu, 5 buah daun mahkota berwarna kuning yang bagian dalam dasarnya menyatu, sedangkan bagian atasnya meruncing menyebar, seolah-olah menyerupai bintang. Bunga tanaman terdiri dari benang sari (stagmen) yang mengembang menjadi sebuah sarung dan membalut sebuah putik. Tangkai sarinya pendek dan kantong sarinya memiliki 12 alur, sehingga bentuknya seperti granat. Bunga tomat menyerbuk sendiri, tetapi mudah juga dilakukan persilangan (Rubatzky dan Yamaguchi 1999).
Buah tomat cherry berbentuk bulat dengan diameter 1,5-3 cm. Bobot buah ±30 gram, memiliki kulit buah tipis. Kulit buah ada yang berwarna merah muda, merah, oranye atau kuning (Opena dan Van der Vossen 1994).
Mengenai sistem perakaran, tanaman tomat cherry memiliki akar tunggang dan akar-akar yang menyebar ke semua arah pada kedalaman hingga 60-70 cm. Perbanyakan tanaman umumnya dilakukan secara generatif dengan biji-bijinya. Biji tomat cherry berbentuk bulat telur pipih, berwarna coklat pucat, dan berbulu halus (Rubatzky dan Yamaguchi 1999).
Syarat Tumbuh
Idealnya tanaman tomat tumbuh di tempat yang dingin, cuaca kering dan dataran tinggi (1000-1250 mdpl), khusus untuk tomat cherry umumnya tumbuh dan bereproduksi dengan baik pada daerah yang mempunyai ketinggian di atas 700 mdpl. Suhu yang optimum untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman tomat adalah 21-24 0C, suhu di bawah 120C dapat menyebabkan chilling injury,
dan suhu di atas 270C akan menghambat pertumbuhan dan pembentukan buah, kerusakan pollen dan sel telur ketika suhu harian maksimum 380C atau lebih, selama 5-10 hari (Opena dan Van der Vossen 1994).
750-1250 mm per tahun. Meskipun demikian tanaman ini tidak tahan terhadap sinar matahari yang terik dan hujan lebat. Keadaan temperatur dan kelembaban yang tinggi, berpengaruh kurang baik terhadap pertumbuhan, produksi dan kualitas buah tomat cherry. Pembentukan buah umumnya sedikit, jika suhu malam diatas 21 0C selama beberapa hari sebelum dan sesudah anthesi. Angin panas dan kering yang menyebabkan pengguguran bunga. Aplikasi Nitrogen yang berlebihan sering menyebabkan penyakit fisiologis atau busuk buah dan juga terjadinya gugur bunga. Derajat keasaman (pH) yang ideal berkisar 6.0-6.5, pH yang lebih tinggi atau lebih rendah akan menyebabkan kekurangan hara atau dapat menimbulkan keracunan pada tanaman (Rubatzky dan Yamaguchi 1999).
Panen
Pada umumnya buah tomat cherry sudah siap panen pertama pada umur ± 75 hari setelah pindah tanam atau sekitar 3 buan setelah menyebar benih. Saat pemetikan buah yang paling tepat disesuaikan dengan tujuan konsumsi ataupun sasaran pemasaran. Untuk tujuan ekspor idealnya buah tomat dipanen pada waktu stadia buah masih hijau, yaitu kira-kira 3-7 hari sebelum buah menjadi berwarna merah. Tingkat kematangan buah tomat untuk kriteria petik yaitu matang hijau (green mature) buah sudah matang hijau namun masih keras, semburan (breaker
atau turning) yaitu pada ujung buah mulai ada warna kuning atau jingga, merah muda (pink) yaitu seluruh buah berwarna kemerah-merahan, merah (red), dan merah penuh (fullred) yaitu seluruh buah berwarna merah sempurna (Harjadi, 1989).
Buah tomat dipanen dengan cara dipetik secara hati-hati agar tidak rusak. Untuk tomat cherry dipanen disertakan dengan tangkai atau gagang buahnya. Produksi buah tomat per satuan luas sangat bervariasi, tergantung varietasnya. Pada pertanaman yang baik dan dipelihara secara intensif, dapat berproduksi antara 10-60 ton/ha. Untuk tomat cherry hibrida seperti Santa yang rata-rata 500 butir buah/tanaman dan beratnya ± 4 gram per buah, dapat diproduksi antara 32-36 ton/ha (Opena dan Van der Vossen 1994).
Larutan Hara
Pupuk tanaman sayur untuk hidroponik dikenal dengan sebutan AB mix. Hal ini disebabkan pupuk ini terdiri atas dua kelompok, yaitu stock A dan stock B. Larutan stock A mengandung unsur Ca yang dalam keadaan pekat tidak boleh dicampur dengan sulfat dan fosfat yang terdapat dalam larutan stock B. Pupuk AB
mix untuk masing-masing tanaman berbeda, namun secaraumum dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu pupuk AB mix untuk sayuran daun dan AB mix untuk sayuran buah.
Unsur hara diambil tanaman dalam jumlah dan kosnentrasi tertentu sesuai kebutuhan. Untuk mendapatkan pertumbuhan tanaman yang baik khususnya dalam sistem hidroponik, tanaman harus mendapatkan kebutuhan unsur makro (C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S) dan unsur mikro (Fe, Cl, Mn Zn, B, Mo) (Adam et al 1995). Unsur C, H, O diperoleh tanaman dari udara sedangkan unsur lain diperoleh dalam bentuk larutan (Jensen 1997).
1995). Tinggi rendahnya nilai pH akan mempengaruhi ketersediaan beberapa mineral yang diperlukan oleh tanaman. Menurut Harjadi (1989), pH larutan hara mudah berubah karena ketidakseimbangan antara anion dan kation yang diserap oleh tanaman. Unsur hara yang terkandung di dalam larutan hara sama dengan nilai konduktivitas listrik larutannya. Semakin tinggi nilai EC maka semakin banyak unsur hara yang terkandung di dalam larutan, yang diartikan bahwa kemampuan larutan dalam menghantarkan ion-ion listrik ke akar tanaman semakin meningkat (Fahrizal 2002).
METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilakukan di rumah tanaman atau greenhouse laboratorium lapangan Siswadi Soepardjo, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini akan dilakukan dari bulan Januari 2013 sampai April 2013.
Alat dan Bahan
Alat-alat yang diperlukan dalam penelitian ini adalah: 1. Aerator
Aerator merupakan mesin penghasil gelembung udara di dalam air agar air kaya dengan oksigen. Pada penelitian ini aerator digunakan untuk menghasilkan gelembung udara pada larutan nutrisi tanaman agar kandungan oksigennya dapat terjaga.
2. Thermostat
Thermostat merupakan mesin pendingin yang berfungsi untuk mendinginkan air atau larutan nutrisi yang akan disalurkan kepada media hiroponik. Unit pendingin yang digunakan dengan daya 93.75 Watt dengan tegangan 220 Volt sebanyak 2 unit.
3. Hybrid recorder dan thermocouple
Recorder digunakan untuk mencatat suhu pada titik-titik pengukuran tertentu yang dihubungkan dengan thermocouple. Thermocouple merupakan sensor suhu dari lingkungan yang ingin di ukur. Thermocouple yang digunakan berjenis Cover Constanta (CC)
4. Weather Station
Weather Station digunakan untuk mengukur temperatur, arah angin, kecepatan angin, RH, tekanan udara, dan radiasi matahari di dalam greenhouse.
5. Calorimeter
Berfungsi untuk mengukur nilai panas jenis tanaman tomat cherry. 6. pH Meter
Berfungsi untuk mengukur tingkat keasaman (pH) dari larutan nutrisi. 7. EC Meter
Berfungsi untuk mengukur nilai Electric Conductivity dari larutan nutrisi. 8. Spectrophotometer
9. Peralatan pendukung
Peralatan pendukung lainnya yang digunakan dalam penelitian adalah penggaris, jangka sorong, tangki air, wadah baskom, kWh meter, thermometer, styroform, dan gelas ukur.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih tanaman tomat, larutan nutrisi tanaman tomat, dan air.
Metode
Metode-metode yang dilakukan pada penelitian ini meliputi: persiapan penelitian, transplanting, serta pengamatan dan pengukuran. Berikut adalah penjelasan mengenai metode-metode tersebut:
1. Persiapan penelitian
Persiapan penelitian merupakan kegiatan awal yang dilakukan untuk mengupayakan proses-proses penelitian ini berjalan dengan baik dan mendapatkan hasil yang diinginkan. Kegiatan yang dilakukan meliputi:
a. Pembibitan tanaman tomat cherry Pembibitan tanaman tomat cherry dari benihnya dilakukan di dalam nampan dengan media tanam hidroponik substrat arang sekam.
b. Menyiapkan media tanam
Tanaman buah cherry nantinya akan dibudidayakan pada larutan nutrisi yang diberi supply udara dari aerator atau disebut juga sistem hydroponic aerated flow technique. Media tanam penunjang yang digunakan adalah wadah baskom dan styroform. Styroform berada pada lapisan atas dari larutan nutrisi tanam yang terdapat di dalam wadah baskom. Pada styroform ini tanaman tomat cherry di transplanting dari media pembibitan. Lama waktu yang dibutuhkan untuk pembibitan adalah 7-10 hari dengan pertimbangan kemantapan kondisi tanaman untuk dilakukan transplating.
c. Menyiapkan dan pemasangan alat-alat yang dibutuhkan dalam proses penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam proses penelitian ini berfungsi untuk menunjang dalam proses pengambilan data penelitian. Alat-alatnya yaitu: unit pendingin, weather station, pH meter, EC meter, termocouple dan recorder,
thermometer, pipa PVC, pipa penukar panas, dan lainnya. Pemasangan ini dilakukan selama proses pembibitan berlangsung yaitu 7-10 hari
Weather station dipasang di dalam greenhouse bertujuan untuk mengukur parameter lingkungan mikro di dalam greenhouse yaitu: temperatur, arah angin, kecepatan angin, RH, tekanan udara, dan radiasi matahari.
styroform pada permukaan larutan nutrisi di dalam wadah baskom sebagai media pertumbuhan tanaman tomat cherry. Lalu dilakukan pemasangan aerator yang nantinya akan men-supply udara larutan nutrisi.
Pemasangan unit pendingin telah dilakukan sebelumnya di laboratorium lapang Siswadhi Soepardjo. Unit pendingin beserta tangki-tangki air digunakan sebagai bagian yang berfungsi mendinginkan larutan nutrisi. Pemasangan pipa-pipa dari unit pendingin untuk disambungkan ke wadah baskom (media tanam) untuk mengalirkan larutan nutrisi yang telah didinginkan oleh unit pendingin. Lalu dilakukan pemasangan pipa-pipa yang mengalirkan air yang telah didinginkan oleh unit pendingin. Pipa ini menyambungkan unit pendingin dengan pipa-pipa penukar panas yang terdapat di dalam wadah baskom.
Pemasangan thermocouple dilakukan pada beberapa titik yaitu 5 titik untuk masing-masing media tanam, 2 titik untuk lingkungan dekat tanaman (radius < 10 cm dari tanaman), 2 titik di dalam pipa PVC, 2 titik di dalam pipa penukar panas, 1 titik pada permukaan luas wadah baskom, dan 1 titik pada styroform yang kontak dengan udara luar. Thermocouple ini terhubung dengan recorder untuk mengetahui nilai pengukuran suhu.
2. Transplanting
Transplanting bibit tomat cherry ke media tanam hidroponik dilakukan setelah 7-10 hari pembibitan. Pada proses transplanting digunakan rockwool dan
cup kecil untuk menyangga batang tanaman tomat cherry agar berdiri tegak di media tanam hidroponik. 1 media tanam ditanami oleh 6 tanaman tomat cherry. Tujuannya adalah pada umur 25 hari, dilakukan penggabungan batang 6 tanaman cherry ini menjadi 1 dengan cara menempel atau okulasi. Tujuan okulasi adalah untuk mendapatkan produktivitas tanaman tomat cherry.
3. Pengamatan dan pengukuran
Pengamatan dan pengukuran dilakukan setiap harinya selama jangka waktu pengambilan data penelitian. Parameter yang diamati yaitu :
a.Radisi b.Suhu
c.Kelembaban d.Kebutuhan Energi e.Pertumbuhan tanaman f.Biaya
a. Pengambilan data dari weather station yaitu temperatur, arah angin, kecepatan angin, RH, tekanan udara, dan radiasi matahari lingkungan mikro dalam greenhouse dilakukan pada pagi hari, siang, dan sore
b. Dilakukan pengukuran Electrical Conductivity (EC) larutan nutrisi menggunakan EC meter pada pagi hari dan sore hari. EC dipertahankan dengan nilai 1000 ppm. Nilai pH larutan nutrisi jugu diukur setiap pagi dan sore dimana pH larutan nutrisi dengan nilai 5-6.
daun sehingga dilakukan pemetikan daun tanaman. Untuk perhitungan laju pertumbuhan tanaman tomat cherry, digunakan formulasi yang dikembangkan oleh Redford (1967) yang meliputi Laju Tumbuh Pertanaman (LTP), Laju Asimilasi Netto (LAN), dan Laju Tumbuh Relatif (LTR) dengan formula sebagai berikut:
LTP (g/tanaman)
LAN (g/dm2/hari)
LTR (%)
dimana, W1 = bobot kering pada saat t1, W2 = bobot kering pada saat t2, A1 = luas daun pada saat t1, A2 = luas daun pada saat t2. Perhitungan ini dilakukan untuk data yang diambil dari pengukuran setelah tanaman dicabut atau setelah proses pengamatan selesai.
d. Perekaman data suhu oleh recorder dilakukan setiap 30 menit yang berlangsung 24 jam.
e. kWh meter mengukur nilai daya yang terpakai untuk unit pendingin dan aerator diukur sepanjang penelitian.
Parameter yang di ukur dalam penelitian ini : Radiasi
HASIL YANG DIHARAPKAN
Hasil yang diharapkan dari penelitian ini adalah mengetahui efektivitas budidaya tanaman tomat cherry dari system pendinginan, pengaruh pertumbuhan, kebutuhan energy dan analisis ekonomi dan maanfaat teknologi pendinginan daerah perakaran tanaman cherry dengan agrowisata darah dataran rendah .
DAFTAR PUSTAKA
Adam CR, Bamford KM, Early KM. 1995. Principle of Horticulture. London (EN): Butterworth Heinemang.
Fahrizal M. 2002. Mempelajari Kinerja Sistem Irigasi pada Budidaya Tanaman Bayam (Amaranthus tricolor, L.) secara Hidroponik dengan Media Pasir dan Arang Sekam [skripsi]. Bogor (ID). Institut Pertanian Bogor.
Harjadi SS. 1989. Dasar-dasar Hortikultura. Bogor (ID): IPB Pr. Jansen MH. 1997. Hydroponics. J Hort. Sci. 32(6):1018-1021.
Kreith F. 2004. Prinsip-prinsip Perpindahan Panas (diterjemahkan oleh Priyono). Jakarta (ID): Airlangga.
Mastalerz JW. 1977. The Greenhouse Environment “The Effect of Environmental Factors on the Growth and Development of Flowers Crops”. New York (USA): John Wiley & Sons, Inc.
Opena RT, Van der Vossen HAM. 1994. Lycopersicon esculentum Miller. in: Siemonsma JS, Pileuk K (Eds). Plant Resources of South-East Asia. Bogor (ID): Prosea Foundation.
Redford, P. J. 1967. Growth analysis formulae. Their use and abuse.Crop sci. 7 (3): 171-175.
Rubatzky VE, Yamaguchi M. 1999. World Vegetables Principles, Production, and Nutrition Values 2nd ed. Gaithersburg, Maryland: Aspen Publisher, Inc. Suhardiyanto H.2009. Teknologi Rumah Tanaman Untuk Iklim Tropika Basah.
Bogor (ID): IPB Pr.
