LAPORAN PRAKTIKUM LAPANGAN
REKAYASA LINGKUNGAN PERTANIAN
(TPT-2401)
PERKENALAN REKAYASA LINGKUNGAN PERTANIAN DI BALAI PENGEMBANGAN PERBENIHAN TANAMAN PANGAN DAN HOLTIKULTURA
(BPPTPH)
Disusun Oleh :
Nama : Denny Rachmad P.P. NIM : 10/301967/TP/09889
Dosen Pengampu : 1. Dr.Ir. Sunarto Goenadi, DAA 2. Dr. Joko Nugroho W.K., STP, M.Eng
LABORATORIUM REKAYASA LINGKUNGAN DAN BANGUNAN PERTANIAN
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
BAB I
PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Indonesia adalah negara agraris yang memiliki kekayaan alam yang begitu belimpah, khususnya pada sektor pertanian yang merupakan sumber kehidupan bagi seluruh makhluk hidup di bumi ini.
Adapun bidang-bidang pertanian secara luas mencakup bidang pembudidayaan tanaman pangan, tanaman hortikultura (tanaman pekarangan), tanaman perkebunan, bidang kehutanan, bidang peternakan & bidang perikanan. Pertanian bidang tanaman pangan dan hortikultura merupakan pembudidayaan jenis-jenis tanaman pangan (palawija) dan tanaman-tanaman hortikultura baik tanaman buah-buahan, tanaman hias, tanaman obat-obatan dan tanaman sayuran agar diperoleh hasil yang diinginkan sesuai jenis memengaruhi kenyamanan, produktivitas, dan kualitas dan masa simpan suatu produk hasil pertanian.
B. Tujuan
mempelajari macam-macam permodelan sistem perekayasaan lingkungan pertanian yang dilakukan di Balai Pengembangan Perbenihan Tanaman Pangan dan Holtikultura.
C. Manfaat
Dapat mengaplikasikan ilmu-ilmu yang telah diperoleh dalam bangku perkuliahan secara nyata, dapat mengetahui tentang berbagai macam masalah yang sering terjadi dalam proses perekayasaan lingkungan pertanian yang dapat dipecahkan bersama, dan mendapatkan kesempatan untuk memperdalam ilmu dan memahami profesi dalam kenyataan.
BAB II DASAR TEORI
pertanian. Dari sudut pandang keteknikan, lingkungan dapat dikendalikan secara tertutup.
Elemen lingkungan yang memengaruhi produktivitas tanaman adalah temperatur, kelembapan relatif, intensitas cahaya, angin, polutan, konsentrasi CO2, serta pH, kadar nutrisi, dan kadar airmedia tanam. Media tanam yang digunakan bervariasi, ditentukan oleh praktik menanam yang digunakan. Penanaman dengan cara hidroponik tentu saja memerlukan penanganan pH, nutrisi, dan kadar air media tanam yang berbeda jika dibandingkan dengan menggunakan media tanah, sehingga penanganan lingkungan mikro akan sedikit berbeda. Penanganan faktor lingkungan dalam rumah kaca juga berbeda jika dibandingkan dengan penanganan lingkungan mikro tanaman dalam ruangan terbuka, mengingat bahwa dalam rumah kaca intensitas panas dapat diatur sesuai dengan kebutuhan dan struktur bangunan.
Cahaya merupakan faktor lingkungan yang paling penting bagi tanaman karena merupakan sumber energi bagi fotosintesis tanaman. Cahaya yang paling penting bagi tanaman adalah cahaya tampak, yang memiliki panjang gelombang antara 390-700 nm. Mengendalikan intensitas cahaya agar optimum bagi tanaman merupakan hal yang sulit. Rekayasa lingkungan untuk mendapatkan kondisi cahaya yang sesuai dapat dilakukan dengan sistem perlampuan. Hal ini umum dilakukan jika intensitas cahaya alami yang tersedia kurang atau tidak ada. Namun perlu diperhatikan bahwa tidak semua tanaman pertanian menyukai intensitas cahaya tinggi, ada tanaman pertanian yang tumbuh subur dengan naungan, atau tanaman pertanian dinaungi untuk tujuan tertentu (misal pohon teh untuk membuat teh putih atau tembakau untuk mendapatkan daun yang lebar dan tipis).
Temperatur merupakan salah satu parameter lingkungan yang sangat penting bagi tumbuhan. Temperatur di sekitar tanaman, baik temperatur udara, air, ataupun tanah, dipengaruhi oleh banyak hal seperti durasi dan intensitas radiasi matahari, laju pindah panas, laju transpirasi dan evaporasi, dan aktivitas biologis di sekitar tanaman. Mudah mengukur temperatur udara di sekitar tanaman, namun sulit mengukur temperatur tanaman itu sendiri. Biasanya temperatur daun digunakan sebagai data yang mewakili karena permukaan daun yang luas serta kegunaan daun sebagai organ transpirasi menjadikannya tolok ukur pengukuran temperatur tanaman. Selain itu, temperatur tanah juga digunakan untuk mengukur temperatur organ perakaran tanaman.
Hubungan antara temperatur udara dan pertumbuhan tanaman sangat kompleks, namun pada umumnya memengaruhi kinerja enzim tanaman dan aktivitas air. Tanaman, selayaknya makhluk hidup lain di bumi ini, kehidupannnya dikendalikan oleh aktivitas enzim di dalam maupun di luar sel. Jika temperatur terlalu dingin, sel tidak akan aktif dan cenderung dorman, sedangkan ketika temperatur terlalu tinggi, enzim perlahan-lahan akan mengalami pengurangan aktivitas hingga akhirnya mati. Jika tidak ada aktivitas enzim, kehidupan tidak akan berlangsung dengan baik. Selain itu, temperatur yang tinggi juga akan menyebabkan laju transpirasi meningkat melebihi penyerapan air oleh akar sehingga sel tanaman akan mengering dan mati. Temperatur bersama-sama dengan kelembapan udara adalah yang paling memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan hama dan penyakit tanaman.
dan terjadi secara terus menerus akan menyebabkan tanaman mengering. Kelembapan udara, bersama dengan temperatur paling banyak memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan hama dan penyakit tanaman.
Karbon dioksida adalah gas yang diperlukan oleh tanaman sebagai bahan dasar berlangsungnya fotosintesis. Tanpa Karbon dioksida, tanaman tidak akan menghasilkan hasil pertanian karena karbon dioksida bersama air dan cahaya matahari merupakan bahan dasar proses pembentukan hasil-hasil pertanian melalui fotosintesis tanaman.
Yang dimaksud dengan kecepatan angin dalam hal ini adalah besarannya dan tidak bergantung pada arah. Angin memengaruhi laju transpirasi, laju evaporasi, dan ketersediaan karbon dioksida di udara. Tanaman akan mengalami kemudahan dalam mengambil karbon dioksida di udara pada kecepatan udara antara 0,1 hingga 0,25 m/s. American Society of Agricultural Engineering merekomendasikan kecepatan angin dalam budidaya tanaman tidak melebihi 1 m/s. Pengendalian kecepatan angin dapat dilakukan jika budidaya dilakukan dalam greenhouse dengan ventilasi yang tidak terlalu terbuka serta dinding yang kedap udara.
Sebagai alat produksi, bangunan pertanian digunakan dalam kegiatan-kegiatan atau proses produksi pertanian baik pra maupun pasca panen. Berdasarkan fungsinya, maka bangunan pertanian dapat dikelompokkan dalam berbagai macam atau jenis bangunan sebagai berikut:
Bangunan untuk produksi tanaman
menembus atap dan dinding rumah kaca, sedangkan panas yang dihasilkan dari elemen-elemen di dalam rumah kaca sulit keluar dan terperangkap di dalam sehingga temperatur di dalam rumah kaca menumpuk dan mengimbangi temperatur dingin di luar sehingga memungkinkan bagi tanaman untuk hidup.
Tetapi, efek rumah kaca tidak dapat diterapkan di wilayah tropis karena temperatur yang meningkat akan mematikan tanaman yang didalamnya, mengingat bahwa temperatur lingkungan di wilayah tropis sudah cukup untuk pertumbuhan tanaman. Greenhouse yang dibangun di wilayah tropis umumnya tidak melindungi tanaman dari temperatur udara luar. Hal ini karena konstruksi tembok yang tidak kedap udara dan atap yang berventilasi, memungkinkan udara panas naik dan keluar dari greenhouse. Namun greenhouse ini dapat melindungi tanaman dari hujan dan serangan hama.
Bangunan untuk penyimpanan hasil pertanian
Penyimpanan bahan hasil pertanian telah dilakukan oleh manusia sejak 8000 tahun sebelum masehi pada saat manusia mulai menanam, sedangkan penyimpanan bahan pangan sudah dimulai sejak manusia melakukan budaya berburu dan mengumpulkan makanan untuk mencegah kelaparan ketika musim yang tidak diinginkan datang. Produk hasil pertanian secara luas, baik berupa hasil pertanian, perikanan, peternakan, maupun kehutanan memerlukan fasilitas penyimpanan sebelum diproses atau sebelum dipasarkan. Tujuan
Bangunan penyimpanan hasil pertanian dalam karung (gudang)
Bangunan penyimpanan hasil pertanian dalam bentuk curah (silo)
Bangunan penyimpanan kayu
Rumah beku untuk penyimpanan buah-buahan dan sayuran serta hasil
Gudang adalah suatu bangunan penyimpanan yang memiliki bagian-bagian konstruksi yang terdiri dari atap (penutup), dinding, dan lantai, membentuk suatu ruangan perlindungan yang cukup luas untuk menempatkan atau menyimpan berbagai macam barang atau komoditas. Definisi ini membedakan fasilitas penyimpanan yang lain sepertilumbung, peti, kotak, atau perlengkapan pengemasan lainnya. Gudang secara konstruksi tidak banyak berbeda dengan gedung yang bersifat statis dan memerlukan pondasi untuk memantapkan dan menstabilkan posisi dan kedudukan bangunan tersebut.
Penyimpanan hasil tanaman berupa biji-bijian dapat dilakukan secara curah atau karung. Bangunan penyimpan biji-bijian curah umumnya berbentuk lumbung atau silo berupa silinder tegak. Di Indonesia, yang saat ini digunakan adalah lumbung yang berbentuk rumah panggung persegi. Pada penyimpanan dengan sistem karung, biji-bijian dimasukan ke dalam karung dan disimpan di gudang secara berumpuk-tumpuk. Sedangkan penyimpanan buah-buahan, sayur-sayuran, hasil ternak, dan hasil pertanian lainnya yang cepat membusuk akibat serangan mikroba dan jamur, umumnya disimpan di ruangan berpendingin.
Bangunan untuk penyimpanan bahan, alat, dan mesin budidaya pertanian Jenis bangunan ini sangat penting dalam usaha tani skala besar dan komersial. Kondisi yang harus dipenuh dalam konstruksi bangunan pertanian jenis ini adalah faktor keselamatan dan kesehatan kerja, mengingat bahwa bangunan ini berguna untuk menyimpan bahan-bahan yang diperlukan dalam kegiatan budidaya pertanian seperti benih, bahan-bahan kimia seperti pupuk,pestisida, dan bahan bakar serta alat dan mesin pertanian seperti traktor. Sebaiknya bangunan ini dilengkapi dengan fasilitas keselamatan seperti pemadam kebakaran serta pintu darurat. Konstruksi bangunan juga sebaiknya tahan api dan tidak mudah runtuh dalam kondisi apapun. Kebutuhan fasilitas lainnya disesuaikan, misalnya untuk bangunan penyimpanan traktor dan implemennya, diperlukan pintu yang besar.
Dalam usaha tani komersial, biasanya ada banyak jenis bangunan pertanian karena banyaknya kebutuhan, misalnya infrastruktur jalan menuju ladang atau kandang, pagar,bendungan, dan sebagainya.
Pengendalian lingkungan pada bangunan pertanian sumber panas di dalam bangunan tersebut. Panas dapat masuk ke dalam bangunan pertanian dari berbagai sumber, misalnya aliran udara masuk, peralatan mekanis, lampu pencahayaan, aktivitas manusia, dan panas yang dihasilkan dari tanaman maupun hewan di dalamnya. Sedangkan, panas dapat keluar dari bangunan pertanian melalui udara keluar, konduksi bangunan pertanian, penyerapan panas oleh elemen-elemen dalam bangunan, dan sebagainya. Besarnya kehilangan panas konduksi dari suatu bangunan bergantung pada resistansi aliran panas pada bangunan, luas dinding dan atap, serta perbedaan temperatur antara struktur bangunan dan atmosfer.
perlu diperhatikan, yaitu harus terbuat dari bahan dengan konduktivitas termal yang rendah untuk mencegah hilangnya panas keluar dari bangunan dan yang tahan terhadap cuaca ekstrem.
Untuk penggunaan di wilayah tropis, greenhouse umumnya digunakan untuk melindungi tanaman dari hujan dan mencegah serangan hama dan penyakit, akibat tingginya kelembapan udara wilayah tropis karena curah hujan yang tinggi serta temperatur yang tinggi. Untuk itu, dinding greenhouse umumnya terbuat dari kain kasa yang cukup rapat namun masih memungkinkan aliran udara dari luar masuk ke dalam maupun sebaliknya. Selain itu, atapnya berventilasi sehingga udara panas di dalam dapat keluar dengan mudah. Untuk pemilihan bahan konstruksi bangunan, tipe greenhouse ini tidak membutuhkan jenis bahan pertanian khusus melainkan bahan yang tahan terhadap korosimengingat wilayah tropis memiliki kelembapan udara yang tinggi.
Untuk penggunaan di daerah gurun, rumah kaca berfungsi untuk menurunkan temperatur udara di dalam sehingga tidak sepanas udara di lingkungan luar. Hal ini bertujuan agar tanaman dapat tumbuh, karena pada umumnya kondisi gurun terlalu ekstrem untuk tanaman pertanian. Tipe greenhouse seperti ini umumnya tertutup dengan atap yang tidak bening, namun agak teduh untuk mengurangi intensitas cahaya yang masuk. Pengendalian kelembapan udara juga diperhatikan, mengingat lingkungan gurun sangat kering.
Masalah yang mungkin timbul dari rapatnya konstruksi greenhouse dan cenderung tertutup dari lingkungan luar adalah kadar karbon dioksida. Ventilasi yang terlalu rapat dapat menyebabkan turunnya kadar karbon dioksida dalam greenhouse. Fotosintesis yang terjadi di dalam greenhouse cenderung lebih intens dibandingkan dengan kondisi di luar, menyebabkan penyerapan karbon dioksida melebihi kondisi normal. Hal ini dapat diatasi dengan memperkaya kandungan karbon dioksida di dalam greenhouse dengan suatu generator agar kadar kardon dioksida di dalam tidak jatuh hingga di bawah normal.
Pengendalian lingkungan pada bangunan penyimpanan hasil pertanian
kerusakan selama penyimpanan, apalagi jika sistem penyimpanan yang ditetapkan kurang atau tidak memenuhi persyaratan penyimpanan yang baik. Selama penyimpanan proses perubahanbiokimia dan serangan agen-agen perusak dapat menyebabkan susut dan menghasilkan metabolit yang berbahaya bagi kesehatan. Oleh karena itu, perlu dilakukan penyimpanan yang baik dan benar. Dalam hal ini, perlu dilakukan kontrol terhadap faktor-faktor lingkungan yang berperan dalam penyimpanan serta kontrol terhadap agen-agen yang dapat menimbulkan kerugian. Banyak faktor yang berperan dalam penyimpanan bahan hasil pertanian. Faktor-faktor tersebut diantaranya adalah faktor lingkungan (temperatur, kelembapan relatif, komposisi atmosfer), faktor bahan (kadar air, aktivitas air, dan sebagainya), tindakan penanganannya (cara dan waktu panen, pencucian, pengeringan, dan sebagainya), faktor bangunan (struktur, kemampuan pengaturan lingkungan dalam bangunan, fasilitas, dan sebagainya).
Penyimpanan hasil pertanian membutuhkan lingkungan yang mendukung kondisi yang dapat mempertahankan hasil pertanian dalam waktu lama dengan tidak mengubah kualitas dan kuantitas hasil pertanian (tidak mengubah rasa, warna, bentuk, dan sebagainya) serta mencegah terjadinya perkecambahan terutama dalam penyimpanan hasil pertanian yang berbentuk biji-bijian. Hal ini dapat dilakukan dengan mengendalikan temperatur, kelembapan, komposisi gas dalam udara, dan pengendalian hama yang dapat merusak hasil pertanian.
Dalam penyimpanan hasil pertanian, perlu diperhatikan:
Kadar air dan aktivitas air dalam hasil pertanian
Daya tumbuh, terutama hasil pertanian dalam bentuk biji-bijian
Aktivitas respirasi, terutama buah-buahan dan sayur-sayuran, karena aktivitas respirasi masih terjadi meski sudah dipanen
Massa jenis hasil pertanian
Temperatur ruangan dan sistem penyimpanan memegang peran yang sangat penting dalam sistem penyimpanan. Bahan pangan yang berkadar air tinggi dan
indeks aktivitas air yang tinggi rentan terhadap
serangan mikroorganisme seperti serealia dapat terancam oleh serangan hama makroskopis seperti serangga, tikus, dan sebagainya. Aktivitas hama makroskopis tersebut sangat tergantung pada temperatur lingkungan; semakin rendah temperatur ruangan, semakin rendah tingkat serangan.
Secara umum, setiap elemen bangunan penyimpanan hasil pertanian harus memenuhi berbagai kondisi. Atap harus dapat melindungi komoditas di dalamnya dari cuaca, angin, pengaruh sinar matahari secara langsung, organisme pengganggu, serta dapat memberikan hawa sejuk bagi ruangan dan produk yang disimpannya. Lantai harus memberikan ruang gerak yang aman, memudahkan pembersihan dan perawatan, dapat menahan beban produk, serta dapat mencegah penyerapan kadar air. Pondasi harus dapat mengurangi pergeseran bangunan terhadap tanah. Pintu harus memperlancar kegiatan bongkar muat komoditas dan mencegah masuknya organisme pengganggu. Ventilasiharus dapat mengontrol suasana di dalam dan di luar sehingga nyaman bagi pekerja, mencegah hujan dan udara akibat kelembapan tinggi, mencegah kehadiran organisme pengganggu. Jendela harus berfungsi dalam menciptakan suasana kerja yang nyaman, mengatur cahaya matahari yang masuk, melindungi dari cuaca dan organisme pengganggu. Penyimpanan hasil pertanian dalam bentuk karung
Penyimpanan tipe ini lebih umum di Indonesia, terutama gudang-gudang penyimpan stok bahan pangan di mana bahan pangan tersebut memungkinkan untuk dijual dengan segera jika terjadi kekurangan pasokan di pasar. Penyimpanan tipe ini memiliki keuntungan, yaitu fleksibel, modal investasi konstruksi bangunan relatif kecil, biaya bongkar muat lebih murah, dan tidak terjadi migrasi uap air (jika karung kedap air). Namun, tipe ini memiliki beberapa tipe kelemahan, diantaranya: harus dilakukan fumigasi secara rutin sehingga dapat menambah cost usaha, jika terjadi serangan hama akan sulit dikendalikan, dan temperatur dan kelembapan akan sukar dikendalikan.
Penyimpanan hasil pertanian serealia dalam bentuk curah dalam silo
hasil pertanian yang disimpan dalam bentuk curah adalan hasil pertanian yang berupa biji-bijian (gandum, beras, jagung yang telah dipipil, sorgum, rye, barley, oat, kacang-kacangan, kopi, lada, biji bunga matahari, dan sebagainya) dan disimpan dalam bangunan yang disebut silo.
Keuntungan sistem curah diantaranya, biji-bijian dapat ditangani seperti halnya fluida yang dapat dialirkan dan memudahkan pergerakan bahan, tidak membutuhkan karung pembungkus sehingga menghemat biaya, dan pengendalian kualitas lebih efisien dan efektif. Selain itu, penyimpanan dalam silo membutuhkan tempat yang tidak lebih luas dari penyimpanan sistem karung dalam kuantitas yang sama. Penyimpanan hasil pertanian juga dapat dilakukan dalam waktu yang lebih lama dengan jumlah loss lebih rendah.
Namun konstruksi silo tidaklah murah.
Syarat dasar penyimpanan dalam bentuk curah:
Kadar air dalam biji-bijian harus rendah, di mana dalam keadaan tersebut respirasi minimum.
Biji-bijian harus bebas dari kotoran dan debu yang dapat menghambat sirkulasi udara.
Silo harus berventilasi yang dapat mengatur atmosfer di dalam silo sesuai dengan hasil pertanian yang disimpan.
Harus kedap air dan pengaruh cuaca serta terbebas dari pengaruh radiasi matahari.
Dilengkapi dengan konveyor dan bucket elevator untuk memudahkan pengangkutan dan pemindahan bahan.
BAB III
Alat tulis dan alat ukur disiapkan, kemudian dilakukan pencatatan data-data yang terdapat Balai Pengembangan Perbenihan Tanaman Pangan Dan Hortikultura (BPPTPH), seperti macam varietas tanaman yang dibudiyakan (jamur, buah-buahan, sayuran dan tanaman hias), kecepatan angin, intensitas cahaya, dan kandungan gas sulfur.Setelah kemudian data-data disatukan untuk dibuat sebuah laporan yang nantinya diberikan kepada dosen pengampu.
BAB IV PEMBAHASAN
Pada praktikum lapangan kali ini yang berlokasi di Balai Pengembangan Perbenihan Tanaman Pangan dan Holtikultura (BPPTPH) yang merupakan instantsi yang menangani tentang perekayasaan perbenihan tanaman pangan dan holtikultura dengan tujuan untuk meningkatkan nilai produktivitas dari komoditas pertanian tersebut, seperti budidaya jamur kuping dan tiram, budidaya tanaman hias (krisan dan anggrek), budidaya sayuran (tomat).
Gambar 4.1. Tabung pembibitan jamur F(0) dan F(1)
Gambar 4.2. Rak penyimpanan tabung pembibitan jamur F(2) F(3), dan F(4)
Setelah dipanaskan dan dilakukan penyimpanan sementara bibit jamur diletakan pada bag lock yang telah sediakan. Cara pembuatan bag lock yaitu dengan cara melakukan fermentasi yang terbuat dari serbuk kayu yang tela dicuci dengan air dan dibersihkan yang tujuan agar dapat membersihkan getah dan minyak yang ada diserbuk kayu tersebut. Kemudian bag lock-bag lock tersebut dipanaskan didalam ruang pemanas (tungku pemanas), dan selanjutnya diletakkan diruangan penyimpana yang steril.
Kedua budidaya tanaman hias anggrek, pembibitan tanaman anggrek menggunakan sistem stek secara keseluruhan. Waktu pemanenan tanaman hias anggrek yaitu sekitar 6 bulan,nama anggrek yang ditanam berjenis scorpio yang dijual sekitar Rp5.000,00/tangkai. Media yang digunakan dalam pembudidayaan tanaman hias anggrek yaitu media serabut kelapa untuk menambah kelembaban dalam pertumbuhan anggrek tersebut menggunakan intensitas cahaya yang maksimal. Dari segi perawatan tanaman hias anggrek dengan cara penyiangan, penyiraman dan pemupukan mikro.
menjadi 1 kg biji benih, dan petani benih tomat tersebut dengan memiliki kualitas yang baik.
B AB V
PENUTUP A. Kesimpulan
Secara keseluruhan dalam meningkatkan produktivitas dan kualitas dari benih, bibit dan tanaman holtikultura dengan melakukan perekayasaan lingkungan pertanian, seperti penggunaa green house pada budidaya tanaman krisan, mulsa plastik pada budidaya bibit tomat, dan lain-lain agar memiliki kualitas produksi yag baik.
B. Saran
Agar dapat memanfaatkan limbah yang tidak terpakai pada buah tomat dijadikan kompos yang dapat dipergunakan untuk pertumbuhan tanaman lainnya.
DAFTAR PUSTAKA
Esmay, M.L. and J.E. Dixon. 1986. Environment Control for Agricultural Buildings. AVI Publishing Co., Inc. Westport, Connecticut.
Kader, A.A. 1992. Postharvest Technology of Horticultural Crops. Publication 3311. University of California. Amerika Serikat.
Rokhani, H. 2009. Pengendalian Lingkungan Dalam Bangunan Pertanian. Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor.
