Apa Itu Hidroponik? Cara Kerja, Kelebihan, Kekurangan, dan Tanaman

Apa itu hidroponik?

Hidroponik adalah cara menanam tanpa tanah dengan memasok larutan nutrisi berbasis air ke akar yang membawa setiap mineral yang dibutuhkan tanaman. Akar berada langsung dalam larutan tersebut atau tumbuh di media inert seperti rockwool, cocopeat, atau perlit, yang menopang tanaman tetapi hanya menyediakan sedikit atau sama sekali tidak menyediakan nutrisi sendiri.

Dengan demikian, definisi hidroponik yang paling sederhana adalah "budidaya tanpa tanah dengan larutan nutrisi yang dikelola". Kata ini berasal dari akar kata bahasa Yunani yang berarti air dan kerja, dan dipopulerkan pada 1930-an oleh William Gericke di University of California, yang menumbuhkan tanaman tomat berukuran besar dalam kultur air dan menciptakan istilah tersebut. Saat ini, pertanian hidroponik mencakup ember 5 gal di balkon hingga rumah kaca seluas beberapa hektare dan pabrik tanaman yang sepenuhnya tertutup.

Apa arti "ditanam secara hidroponik" pada label?

Jika hasil pertanian disebut ditanam secara hidroponik, artinya tanaman tersebut tumbuh sepanjang hidupnya dalam sistem tanpa tanah, menerima air dan mineral terlarut melalui akar, bukan dari tanah lahan. Sebagian besar produk pangan hidroponik yang dijual di supermarket adalah selada, tanaman herba, tomat, mentimun, paprika, dan stroberi, yang biasanya ditanam di rumah kaca atau kebun dalam ruangan.

Bagaimana cara kerja hidroponik?

Tanaman tidak membutuhkan tanah itu sendiri. Tanaman membutuhkan air, oksigen di akar, unsur hara mineral, cahaya, karbon dioksida, dan suhu yang sesuai. Tanah hanyalah salah satu cara menyediakan air dan nutrisi. Hidroponik menggantikannya dengan sistem yang menyediakan kebutuhan tersebut secara langsung dan dalam jumlah terukur.

Jika Anda menggambar diagram hidroponik untuk hampir semua sistem, diagram tersebut akan memuat komponen yang sama:

• Wadah penampung (tangki atau bak) untuk menampung larutan nutrisi.
• Metode penyaluran: pompa, penetes, lapisan tipis larutan di dalam talang, baki yang digenangi, nozel pengabut, atau sekadar akar yang menggantung di dalam tangki.
• Zona akar: pot jaring, talang, ember, lempengan media tanam, atau rakit yang menopang tanaman.
• Pasokan oksigen: pompa udara dan batu aerasi, air yang jatuh, atau pengurasan berkala agar udara mencapai akar.
• Alat pemantauan: minimal alat ukur EC dan alat ukur pH; pada kebun yang lebih besar, pengendali hidroponik otomatis yang memberikan dosis nutrisi dan asam.
• Cahaya: sinar matahari di rumah kaca, atau lampu tanam LED di dalam ruangan.

Dalam sistem resirkulasi (tertutup), larutan mengalir kembali ke wadah penampung dan digunakan ulang. Dalam sistem sekali alir (terbuka), setiap pemberian larutan melewati media satu kali, lalu air keluarannya dibuang atau digunakan kembali di tempat lain.

Siklus hidroponik, langkah demi langkah

1. Penyemaian. Benih berkecambah dalam spons semai, kubus rockwool, atau baki kecil yang dijaga tetap lembap dengan air biasa atau larutan encer.
2. Pindah tanam. Setelah akar terlihat menembus media semai, bibit dipindahkan ke pot jaring, talang, lempengan media tanam, atau ember.
3. Pemberian nutrisi. Sistem menyalurkan larutan nutrisi secara terus-menerus atau berdasarkan pengatur waktu.
4. Pemantauan. Pembudidaya memeriksa EC (kepekatan nutrisi), pH, suhu air, dan ketinggian larutan, biasanya setiap hari pada sistem kecil dan secara terus-menerus dengan sensor pada sistem komersial.
5. Penambahan dan penggantian. Air ditambahkan seiring penyerapan air oleh tanaman; seluruh larutan diganti atau diseimbangkan kembali setiap beberapa minggu, atau sesuai hasil pengujian.
6. Panen dan pembersihan. Setelah panen, talang, baki, dan tangki dibersihkan sebelum penanaman berikutnya.

Apa saja jenis utama sistem hidroponik?

Ada enam metode hidroponik yang umum, ditambah beberapa metode gabungan. Panduan lengkap kami tentang jenis sistem hidroponik membandingkannya secara terperinci; tabel di bawah ini memberikan gambaran singkat.

Varian hidroponik air dalam seperti RDWC (kultur air dalam dengan resirkulasi) menghubungkan beberapa ember ke satu wadah penampung sehingga larutan digunakan bersama dan lebih mudah dikelola. Instalasi hidroponik dengan ember lima gal pada dasarnya merupakan satu unit DWC atau irigasi tetes, sehingga menjadi cara yang populer untuk mempelajari hidroponik sebelum memperbesar skala.

Apa yang dibutuhkan tanaman dalam sistem hidroponik?

Larutan nutrisi

Nutrisi hidroponik harus memasok semua unsur esensial: nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium, dan sulfur, serta besi, mangan, seng, tembaga, boron, dan molibdenum dalam jumlah kecil. Pembudidaya komersial biasanya menyiapkan dua larutan stok pekat (A dan B) agar kalsium tidak mengendap bersama sulfat dan fosfat. Kepekatan diukur sebagai konduktivitas listrik (EC). Sayuran daun biasanya menggunakan sekitar 0.8–1.8 mS/cm dan tanaman buah seperti tomat sekitar 2.0–3.5 mS/cm, bergantung pada tahap pertumbuhan, iklim, dan varietas.

pH

Sebagian besar tanaman hidroponik tumbuh paling baik pada pH sekitar 5.5–6.5, yang berada dalam rentang lebih luas 5.0–7.0 yang diberikan Penn State Extension untuk sayuran. Di luar rentang tersebut, besi, fosfor, dan kalsium menjadi kurang tersedia bagi tanaman meskipun unsur tersebut ada. Panduan nutrisi hidroponik, EC, dan pH kami membahas formulasi dan nilai sasaran menurut jenis tanaman.

Oksigen dan suhu

Akar melakukan respirasi. Air hangat mengandung lebih sedikit oksigen terlarut, sehingga sebagian besar pembudidaya berupaya menjaga suhu larutan sekitar 18–22 °C. Sebagian menambahkan hidrogen peroksida (H2O2) dosis kecil ke wadah penampung hidroponik sebagai oksidator, tetapi zat ini juga merusak mikroba bermanfaat dan dosisnya harus diatur dengan hati-hati; aerasi yang baik, tangki yang bersih, dan suhu yang tepat lebih penting.

Media tanam

Media menopang tanaman dan membantu menjaga kestabilan kelembapan. Pilihan yang umum adalah rockwool, cocopeat, perlit, kerikil tanah liat mengembang, dan spons semai. Masing-masing memiliki keseimbangan daya simpan air dan udara yang berbeda; lihat panduan media tanam hidroponik kami.

Cahaya

Di rumah kaca, matahari menyediakan sebagian besar kebutuhan cahaya, dengan pencahayaan tambahan pada musim dingin. Di dalam ruangan, lampu LED untuk hidroponik kini menjadi standar karena efisien dan menghasilkan lebih sedikit panas dibandingkan jenis lampu lama. Sistem pencahayaan hidroponik sering menjadi beban listrik terbesar di kebun dalam ruangan, sehingga efisiensi armatur lampu dan fotoperiode perlu direncanakan dengan cermat.

Apa kelebihan dan kekurangan hidroponik?

Kelebihan dan manfaat hidroponik

• Efisiensi air. Sistem resirkulasi kehilangan air terutama melalui tanaman, bukan melalui drainase ke lapisan tanah dalam atau penguapan dari tanah terbuka, sehingga penggunaan airnya dapat jauh lebih sedikit dibandingkan budidaya di lahan untuk tanaman yang sama.
• Pertumbuhan lebih cepat dan seragam. Akar memperoleh nutrisi dan oksigen tanpa harus mencarinya di dalam tanah, sehingga sayuran daun sering siap panen lebih cepat dan lebih serempak.
• Hasil panen lebih tinggi per meter persegi. Jarak tanam rapat dan tata letak vertikal seperti rak, menara, dan dinding hidroponik memaksimalkan pemanfaatan luas lantai.
• Fleksibilitas lokasi. Tanaman dapat dibudidayakan di lahan yang tidak layak untuk pertanian, atap bangunan, gudang, dan kontainer pengiriman, dekat dengan pembeli.
• Lebih sedikit hama tular tanah dan gulma, yang biasanya mengurangi penggunaan pestisida dan herbisida.
• Pengendalian presisi atas pemberian nutrisi, sehingga kualitas lebih konsisten dari satu kelompok produksi ke kelompok berikutnya.

Kekurangan dan kelemahan hidroponik

• Biaya awal lebih tinggi untuk struktur, talang, pompa, pengendali, serta pencahayaan dan pengendalian iklim untuk budidaya dalam ruangan.
• Ketergantungan pada listrik. Pada NFT dan aeroponik, kegagalan pompa dapat menyebabkan stres pada akar dalam hitungan jam; biaya daya cadangan dan alarm sepadan dengan manfaatnya.
• Keterampilan dan pemantauan. EC, pH, dan suhu air memerlukan perhatian rutin, dan kesalahan berdampak pada semua tanaman sekaligus.
• Risiko penyakit tular air. Dalam sistem resirkulasi, patogen akar dapat menyebar dengan cepat melalui larutan yang digunakan bersama.
• Keterbatasan jenis tanaman. Tanaman pertanian skala luas seperti serealia dan sebagian besar tanaman umbi jarang memberikan pengembalian investasi yang memadai dalam hidroponik.

Jadi, apakah hidroponik sehat? Nilai gizi sayuran yang ditanam secara hidroponik secara umum sebanding dengan sayuran yang ditanam di tanah; kualitas lebih bergantung pada varietas, cahaya, pengelolaan nutrisi, dan kesegaran saat dijual daripada keberadaan tanah. Apakah hasil hidroponik dapat disertifikasi organik bergantung pada aturan di setiap negara, dan aturan tersebut berbeda-beda.

Bagaimana perbandingan hidroponik dengan budidaya di tanah?

Apa yang dapat Anda tanam dengan hidroponik?

Hampir semua tanaman dapat dibudidayakan secara hidroponik, tetapi dari segi ekonomi, tanaman hidroponik yang cepat tumbuh dan bernilai tinggi lebih menguntungkan:

• Sayuran daun: selada, bayam, kale, pakcoy, arugula. Tanaman ini cocok untuk NFT, DWC, dan rak vertikal.
• Tanaman herba: basil, mint, ketumbar, peterseli, kucai.
• Tanaman sayuran buah: tomat, mentimun, paprika dan terung, biasanya ditanam pada lempengan media dengan irigasi tetes atau dalam ember Belanda (Dutch bucket) di rumah kaca.
• Stroberi: dalam talang yang ditinggikan, rangka berbentuk A dan sistem vertikal.
• Microgreens dan kecambah.
• Pakan hijauan hidroponik: jelai atau gandum berupa "rumput hidroponik" yang dikecambahkan dalam baki untuk pakan ternak.
• Bunga dan bibit tanaman, yang sering kali diawali pembibitannya di meja pasang surut.

Pohon buah tidak praktis dibudidayakan secara hidroponik pada skala komersial. Yang disebut pohon hidroponik atau "pohon ruang angkasa" biasanya berupa menara vertikal yang menampung banyak tanaman kecil di sekeliling kolom tengah.

Bagaimana cara memulai budidaya hidroponik?

Baik Anda sedang menyiapkan perangkat hidroponik di atas meja maupun merencanakan bisnis hidroponik, langkah-langkah yang sama berlaku:

1. Tentukan tanaman dan pasar terlebih dahulu. Jenis tanaman menentukan sistem, jarak tanam dan kondisi iklim.
2. Pilih sistem yang sesuai dengan tanaman. NFT atau DWC untuk sayuran daun, budidaya substrat dengan irigasi tetes untuk tanaman merambat, serta pasang surut untuk perbanyakan tanaman.
3. Uji air Anda. EC, alkalinitas dan kadar natrium air baku menentukan formulasi nutrisi serta kebutuhan filtrasi atau osmosis balik.
4. Rencanakan pencahayaan dan pengaturan iklim. Tentukan budidaya di rumah kaca atau dalam ruangan, serta ventilasi, pemanasan, pendinginan dan dehumidifikasi.
5. Tentukan kapasitas pompa dan ukuran perpipaan untuk seluruh tata letak, dengan kapasitas tambahan dan daya cadangan.
6. Mulailah dari skala kecil, catat semuanya, lalu tingkatkan skala setelah EC, pH dan hasil panen Anda konsisten.

Pembudidaya komersial biasanya membeli talang, rak dan peralatan pemberian dosis dari perusahaan spesialis hidroponik alih-alih merakitnya dari komponen toko perkakas, karena bahan yang aman untuk kontak dengan pangan, kemiringan yang tepat dan ketahanan terhadap UV penting dalam budidaya skala besar. Rangkaian talang, meja dan media hidroponik kami mencakup sistem NFT, DWC, ember Belanda (Dutch bucket) dan pasang surut, sementara sistem hidroponik PLC yang disesuaikan menambahkan pemberian dosis dan kontrol otomatis. Untuk produksi sepenuhnya di dalam ruangan, pabrik tanaman hidroponik vertikal untuk sayuran daun mengintegrasikan rak, pencahayaan dan kontrol iklim.

Mars Vertical Farm memiliki pengalaman produksi selama 20+ tahun dalam pembuatan peralatan hidroponik di Shanghai dan mengekspor ke pembudidaya di seluruh dunia. Jika Anda sedang merencanakan proyek, kirimkan informasi jenis tanaman, luas lokasi dan target produksi Anda kepada kami, dan teknisi kami akan mengusulkan tata letak sistem beserta penawaran harga.

Sumber

• Perpustakaan Pertanian Nasional USDA: Hidroponik
• Layanan Penyuluhan Penn State: Sistem Hidroponik dan Prinsip Nutrisi Tanaman
• Layanan Penyuluhan University of Illinois: Materi Hidroponik