Kultur Air Pada
Sistem Hidroponik - Diantara budidaya tanaman tanpa tanah, kultur air
adalah budidya tanaman yang menurut definisi merupakan sistem hidroponik yang
sebenarnya. Kultur air juga sering
disebut true hydroponics, nutri culture, atau bare root system. Di dalam kultur air, akar tanaman terendam
dalam media cair yang merupakan larutan hara tanaman, sementara bagian atas
tanaman ditunjang adanya lapisan medium inert tipis yang memungkinkan tanaman
dapat tumbuh tegak.
Dalam sejarah perkembangan hidroponik, penelitian-penelitian
pertama tentang hidroponik tercatat menggunakan sistem kultur air tanpa adanya
substrat atau media tanam.Teknik-teknik dasar kultur air modern telah
dikembangkan oleh Sach dan Knopp pada tahun1860. dari beberapa hasil penemuan
sebelumnya oleh Senebier tahun 1791 yang menyatakan bahwa akar tanaman akan
mati bila terendam dalam air. Pada tahun
1804, De Sausser juga menyatakan bahwa disamping mengandung udara air juga
mengandung CO2, campuran gas mengandung 20 % O2.
Aerasi adalah suatu hal yang essensial untuk aktivitas
perakaran walaupun hal ini sangat beragam antar spesies tanaman. Pengambilan unsur mineral akan terjadi
ketidak seimbangan bila kondisi oksigen di perakaran menurun, sebaliknya akan
terangsang bila konsentrasi oksigen di zona perakaran meningkat. Akumulasi karbondioksida (CO2) di dalam
larutan hara akan menghambat absorbsi sebagian besar unsur hara tersebut oleh
tanaman, sedangkan kekurangan oksigen (O2) walaupun tidak akan menekan absorbsi
air (dalam periode tertentu) akan tetapi tetap menekan pengambilan unsur hara
dari larutan hara .
Selama lebih dari 300 tahun, kultur air merupakan suatu
sistem yang paling sesuai untuk penelitian-penelitian hara dan metabolisme
tanaman hingga saat ini. Beberapa hal
yang menyebabkan hal di atas adalah sistem kultur air memiliki larutan hara
yang homogen, adanya keseragaman seluruh sistem dalam mempengaruhi sistem
perakaran, serta kemungkinan pengaturan kandungan unsur hara yang tepat.
Keberhasilan sistem kultur air dipengaruhi oleh beberapa
faktor yang langsung berhubungan dengan perakaran tanaman diantaranya adalah
- aerasi di zona perakaran,
- kondisi perakaran, dan
- sistem penopang tanaman yang memungkinkan tanaman tumbuh tegak. Manipulasi aerasi di zona perakaran pada sistem kultur air dapat dilakukan dengan pemberian udara ke dalam larutan hara tanaman menggunakan pompa atau kompresor. Disamping itu peningkatan aerasi di zona perakaran dapat pula dilakukan dengan sirkulasi larutan hara antara bak tanam dengan reservoar hara. Untuk memenuhi kebutuhan oksigen bagi perakaran di dalam kultur air (NFT) paling sedikit 1/3-1/2 sistem perakaran seharusnya tidak terendam larutan hara. Hal ini merupakan kunci perakitan teknologi hidroponik sistem terapung dimana tidak lagi diperlukan adanya energi listrik untuk menjalankan pompa ataupun kompresor guna meresirkulasi ataupun meningkatkan aerasi larutan hara.
Pengusahaan kultur air secara komersial untuk produksi
tanaman sayuran telah dilakukan di beberapa negara antara lain Canada, Jepang. Israel
, United Kingdom , dan USA.
Pengusahaan kultur air secara komersial di Jepang mencapai kurang lebih
2000 greenhouse atau sekitar 300 hektar.
Unit kultur air sistem Jepang terdiri dari beberapa seri bak yang
terbuat dari plastik yang berukuran lebar 0.8 m dan panjang 3 m dengan
kedalaman 6-8 cm. Tanaman diselipkan
dalam lubang pada sterofoam. Larutan
hara dipompakan ke dalam bak selama 10 menit setiap jam, yang bertujuan untuk
memelihara aerasi. Bak selalu penuh
dengan larutan hara dimana akar tanaman terendam didalamnya. Pipa aerasi dapat dipasang pada bak tanam
untuk meningkatkan aerasi. Pipa aerasi
ini mempunyai lubang berdiameter 2 mm pada setiap 4 cm panjang pipa.
Modifikasi kultur air sistem Jepang telah dilakukan oleh Dr.
Merle Jensen dari Environmental Research Laboratory (ERL), Universitas Arizona,
Tucson, USA dengan pengembangan prototipe Raceway, Raft atau Floating System
untuk produksi selada antara tahun 1981-1982.
Dalam percobaan ini dapat dihasilkan 4.5 juta head selada per hektar per
tahun. Sistem kultur air ini terdiri
dari bak tanam yang relatif lebih dalam 15-20 cm, dengan lebar 60 cm dan
panjang 30 m. Volume larutan hara kurang
lebih 3.5 m kubik atau setara dengan 3 600 liter. Hara didalam bak relatif statik dengan
pergerakan hanya 2-3 liter per menit.
Dalam penelitian ini juga telah diuji efektivitas penggunaan alat
sterilisasi larutan hara dengan UV-sterilizer terhadap fungi patogenik maupun
non patogenik yang berasosiasi dengan tanaman di dalam greenhouse.
Produksi komersial sayuran daun untuk salad dalam sistem
terapung (floating raft system) telah digunakan di Florida sejak awal tahun
1980-an. Sepuluh sampai 12 kali panen
tanaman selada terutama bibb lettuce dihasilkan dalam greenhouse yang
berpendingin. Dengan jarak tanaman yang
rapat sistem ini dapat menghasilkan 1 juta per acre per tahun tanaman selada
yang dapat dipasarkan. Masalah utama
dari sistem komersial ini adalah tingginya modal awal untuk membangun sistem
ini, dan biaya teknisi yang diperlukan untuk mengoperasikan sistem ini. Hal ini menyebabkan sistem terapung ini sulit
diaplikasikan di tingkat petani.
Teknologi hidroponik pasif, low-tech, dan non recirculating system telah
dipelajari di Asian Vegetabel Research Center (AVRDC) di Taiwan dan di
Universitas Hawaii. Penelitian
hidroponik terapung untuk produksi tanaman sayuran didalam greenhouse di
Florida menunjukkan hasil yang positif.
Lima dari tujuh varietas
komersial selada berhasil dibudidayakan menggunakan passive floating
hydroponics di luar greenhouse, serta memenuhi persyaratan kualitas untuk
dipasarkan.[ht]
