1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Peningkatan jumlah penduduk di seluruh dunia menyebabkan meningkatnya
kebutuhan komoditas tanaman pangan, holtikultura, dan buah-buahan. Banyak lahan
menjadi tidak produktif karena kesalahan manusia mengelolanya. Sementara luas lahan
pertanian yang tersisa karena tergantikan untuk lahan industri dan pemukiman tidak
cukup untuk memproduksi komoditas pangan secara optimal. Iklim juga cenderung
berubah ke arah yang tidak menguntungkan sektor pertanian, seperti suhu yang terlalu
tinggi, kemarau panjang, angin kencang, banjir, dan sebagainya. Dampak yang paling
berpengaruh bagi adalah tanaman kerusakan fisik tanah akibat kemarau dan suhu yang
tinggi sehingga menyebabkan kekeringan. Tanah subur yang sebelumnya dijadikan
media untuk pertanian telah mengalami perubahan sifat, seperti penurunan daya
menahan dan menyerap air. Pengaruh suhu lingkungan yang terlalu tinggi dalam waktu
yang panjang dapat mengubah sifat fisik butiran tanah menjadi lebih keras dan padat
sehingga menyebabkan air sulit diserap (Nasution dan Winoto, 2000). Hal ini dapat
menyebabkan kerusakan permanen bagi tanah di daerah tersebut. Jika hal ini terjadi
komoditas pangan akan sulit dibudidayakan dan berdampak negatif terhadap harga
komoditas pertanian khusus untuk bahan pangan.
Terdapat tiga faktor pertumbuhan eksternal yang sangat vital bagi tingkat
pertumbuhan tanaman di daerah tropis untuk bertanam tanpa media tanah, diantaranya
1
suhu, nutrisi, dan cahaya (Lingga 1999 ; Haryanto dkk, 2002). Dengan dasar ini,
tanaman untuk pangan dapat dibudidayakan seoptimal mungkin dimanapun lokasi dan
medianya melalui konsep pengendalian terhadap faktor iklim mikro dan nutrisi di
sekitar tanaman. Dalam memilih media tumbuh, sistem hidroponik merupakan alternatif
yang baik karena pada masa budidaya umumnya menggunakan media air, sehingga
konsentrasi nutrisi relatif dan distribusi nutrisi lebih mudah dikendalikan. Lokasinya
dapat dipilih rumah tanaman (greenhouse), karena di kawasan tropis, rumah tanaman
berfungsi sebagai bangunan perlindungan tanaman. Menurut Suhardiyanto (2009),
greenhouse di kawasan tropis berfungsi untuk melindungi tanaman dari pengaruh buruk
faktor luar seperti angin kencang, hujan deras, hama, dan lain sebagainya. Karakteristik
utama greenhouse di daerah tropis yaitu memiliki ventilasi yang cukup untuk
mengurangi suhu di dalam dan juga memberikan perlindungan ketika hujan deras,
kerangka yang kuat untuk menahan kemungkinan angin kencang, dan biaya yang relatif
lebih kecil. Hal ini menjadikan greenhouse merupakan tempat yang ideal untuk
budidaya tanaman pangan, tanaman buahan, dan tanaman hortikultura seperti sayuran
sawi khususnya di daerah tropis.
Sayuran sawi tergolong sayuran yang banyak dikonsumsi oleh penduduk
Indonesia, karena rasanya yang manis dan memiliki kandungan gizi yang tinggi. Selain
itu, sayuran ini dapat diolah menjadi manisan. Namun demikian sayuran sawi peka
terhadap perubahan lingkungan yang tidak sesuai dengan pertumbuhannya. Hal ini
ditunjukkan langsung oleh perubahan fisik tanaman seperti daun menjadi layu (Opena
dan Tray, 1994). Tanaman ini membutuhkan perlakuan khusus untuk memperoleh
2
panen yang lebih baik. Hal ini dapat dilakukan dengan perawatan yang lebih intensif
agar kegagalan panen akibat iklim yang tidak stabil dapat diminimalkan.
Menurut Anonim1 (2013), konsumsi sawi di Indonesia dari tahun 2009 hingga
tahun 2012 secara umum mengalami peningkatan. Konsumsi sawi di Indonesia tahun
2009, 2010, 2011, 2012 berturut-turut adalah 562,838 ton, 583,770 ton, 580,969 ton,
dan 594,911 ton. Hal ini menunjukan kebutuhan masyarakat terhadap sayuran sawi
meningkat setiap tahunnya.
Kondisi iklim yang cenderung merugikan petani secara terus menerus dapat
mengakibatkan turunnya produksi sawi di Indonesia yang tidak diimbangi dengan
tingginya permintaan akibat daya tarik masyarakat yang tinggi terhadap sayuran ini.
Beberapa langkah dalam pencegahan turunnya produksi adalah peningkatan kualitas
benih, pengelolaan distribusi air, pengendalian hama penyakit, pemberian unsur hara
yang merata, pemberian naungan dalam budidaya, dan lain sebagainya. Tetapi beberapa
teknik ini masih memiliki kelemahan dalam efektifitas pengelolaan, efisiensi
penggunaan nutrisi, air, pestisida, dan ketersediaan tenaga kerja. Salah satu langkah
pencegahan berkurangnya produksi, serta peningkatan kuantitas dan kualitas tanaman
sawi di masa yang akan datang akibat berbagai faktor perubahan iklim dan keterbatasan
lahan adalah dengan cara budidaya tanaman sawi dengan sistem hidroponik di dalam
greenhouse. Dalam budidaya sistem hidroponik untuk tanaman sawi, nutrisi (unsur
hara) dan kondisi iklim mikro merupakan hal yang sangat penting. Nutrisi yang tersedia
cukup di media air akan mudah diserap oleh tanaman, dan iklim yang terkendali
mendukung pertumbuhan sawi menjadi lebih baik. Sifat-sifat tanaman yang terkait
3
dengan konsentrasi nutrisi dan iklim yang sesuai dengan pertumbuhannya harus
diketahui agar pertumbuhan tanaman yang dibudidayakan menjadi optimal.
Dalam budidaya tanaman sawi di greenhouse, dibutuhkan kesesuaian cahaya,
suhu, dan nutrisi agar pertumbuhan tanaman sawi dapat optimal. Terdapat tiga
permasalahan utama, ditinjau dari permasalahan iklim yang dihadapi oleh pelaku
pertanian. Permasalahan pertama yaitu, selama ini pelaku pertanian khususnya petani
kurang mempertimbangkan tentang aspek pengaruh iklim mikro dan nutrisi terhadap
pertumbuhan. Pada umumnya sawi hanya dibudidayakan di tanah yang kosong tanpa
pengendalian apapun seperti mengurangi intensitas sinar, suhu, ketepatan waktu
pemberian nutrisi (pemupukan), dosis nutrisi, dan tanpa penyiraman. Kelalaian dalam
pengendalian iklim yang tidak sesuai dengan syarat tumbuh memiliki dampak terhadap
pertumbuhan tanaman sawi menjadi tidak optimal. Ketentuan ini berlaku untuk
pertanian hidroponik ataupun dengan tanah, karena suhu, cahaya, dan nutrisi merupakan
syarat utama dalam proses bertumbuhnya tanaman. Hal ini pernah dilakukan oleh
Telaumbanua (2012) pada tanaman sawi yang ditanam di luar greenhouse tanpa
mempertimbangkan faktor iklim mikro. Sawi tumbuh lebih kecil dibanding dengan
kondisi terkendali yaitu 27,20 g dengan total luas daun ± 813,26 cm2. Sedangkan
budidaya pada kondisi iklim mikro terkendali, dengan intensitas sinar matahari yang
tepat, berat tanaman mencapai 81,81 g dengan luas total 1948,08 cm2 pada masa panen.
Permasalahan yang muncul yaitu iklim mikro dan nutrisi di lokasi budidaya tidak
seluruhnya dapat dikendalikan dengan mudah. Adakalanya pengendalian iklim mikro
dan nutrisi sulit untuk dilakukan karena berbagai kendala seperti keterbatasan alat,
4
kondisi lahan, akses listrik, biaya dan sebagainya. Apabila tanaman dibudidayakan di
kondisi suhu, intensitas, dan nutrisi yang tidak sesuai, akan berakibat buruk pada
pertumbuhan tanaman. Masing-masing kendala terhadap pengaruh iklim mikro dan
nutrisi yang tidak sesuai ini perlu amati lebih jauh, agar pelaku pertanian dapat
mengetahui hubungan, pengaruh, dan kombinasi faktor suhu, cahaya, nutrisi agar hasil
panen menjadi lebih baik. Menurut Suhardiyanto (2009), Haryanto (2002) dan Rault
(1988), budidaya seluruh jenis tanaman melebihi suhu optimal, dapat dikendalikan
dengan memberi naungan, menambah intensitas pasokan air untuk mencegah
kekeringan pada tanah. Penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, menunjukkan
bahwa faktor pertumbuhan oleh suhu, cahaya, dan nutrisi saling mempengaruhi tingkat
pertumbuhan. Untuk mengetahui hubungan antar faktor ini, diperlukan penelitian
tentang identifikasi pola pertumbuhan tanaman sawi. Kajian yang dianalisis antara
hubungan suhu, cahaya, dan nutrisi berisi tentang :
a. Suhu yang terlalu tinggi akan memperlambat tingkat pertumbuhan, tetapi
suhu yang terlalu rendah juga memperlambat tingkat pertumbuhan. Bagian
dari kajian ontologi dalam penelitian ini membahas tentang :
1) Bagaimana pengaruh suhu terhadap pertumbuhan tanaman ?
2) Suhu optimal dari persyaratan tumbuh untuk pertumbuhan sawi.
b. Nutrisi di dalam media tanam yang terlalu rendah akan memperlambat
tingkat pertumbuhan, tetapi nutrisi yang terlalu tinggi juga memperlambat
tingkat pertumbuhan bahkan dapat menjadi racun bagi tanaman. Bagian
lainnya dari kajian ontologi dalam penelitian ini membahas tentang :
5
1) Bagaimana pengaruh nutrisi terhadap pertumbuhan tanaman ?
2) Besaran pengaruh dan komposisi nutrisi terbaik bagi pertumbuhan
optimal tanaman.
c. Cahaya yang baik dan diperlukan tanaman adalah cahaya tampak (visible
light) dengan nilai intensitas yang tinggi. Intensitas sinar yang rendah akan
menghambat proses fotosintesis sehingga mengganggu pertumbuhan
tanaman. Bagian lainnya dari kajian ontologi dalam penelitian ini membahas
tentang :
1) Bagaimana pengaruh cahaya dalam pertumbuhan ?
2) Intensitas cahaya terbaik untuk pertumbuhan tanaman di greenhouse.
3) Bagaimana hubungan suhu, nutrisi, cahaya dalam pertumbuhan
tanaman ?
Dengan adanya kajian tentang identifikasi pola pertumbuhan oleh suhu, cahaya,
dan nutrisi, pelaku pertanian dapat mengetahui hubungan antara faktor dan dapat
dengan tepat mengambil keputusan untuk kombinasi yang sesuai di lokasi budidaya
agar tingkat keberhasilan panen menjadi lebih baik. Kajian pengaruh iklim mikro dan
nutrisi ini diprioritaskan pada budidaya hidroponik di greenhouse, tetapi juga masih
memiliki keberlakuan pada budidaya media tanah dengan mengurangi faktor nutrisi
hidroponik.
Permasalahan kedua yang dihadapi oleh pelaku pertanian di lahan dan
hidroponik adalah keterbatasan pengetahuan untuk memprediksi hasil panen yang akan
diperoleh. Sejauh ini petani hanya mampu memprediksi hasil panen dengan menghitung
6
luas lahan budidaya dibandingkan dengan kerapatan tanaman tanpa memperhitungkan
faktor iklim yang mempengaruhi pertumbuhan. Hal ini dapat dikatakan tidak akurat,
mengingat pertumbuhan tanaman sawi dipengaruhi oleh suhu, cahaya, air, dan nutrisi.
Pelaku pertanian, khususnya pihak yang belum mengenal baik kondisi iklim di lokasi
budidaya, akan kesulitan dalam memprediksi tingkat pertumbuhan dan hasil panen
dengan baik. Kesalahan dalam melakukan prediksi dan pengendalian iklim terhadap
syarat tumbuh tanaman sawi, dapat menyebabkan kerugian. Langkah yang dapat
dilakukan, untuk menghindari hal tersebut adalah dibutuhkannya penelitian tentang
pemodelan terhadap hasil rekayasa iklim mikro dan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman
sawi yang dapat digunakan oleh pelaku pertanian. Pemilihan perancangan model
dengan menggunakan artificial neural network (ANN) atau sering disebut Jaringan
Syaraf Tiruan (JST) disebabkan karena tingkat pertumbuhan dan perubahan dimensi
tanaman, khususnya daun sawi mempunyai bentuk dan ukuran yang berbeda-beda,
sehingga pendekatan secara matematika sering menghasilkan hasil model dengan error
besar. Pendekatan dengan matematis terkadang mengandung persamaan-persamaan
diferensial yang kompleks (Floros dan Gnanasekharan, 1993 ; Flores, dkk., 2009).
Dengan menggunakan JST, pemodelan linier ataupun non-linier terhadap data
pertumbuhan dapat disusun dengan memiliki akurasi yang tinggi (Egmont, dkk., 2002).
Dengan adanya pemodelan terhadap iklim mikro dan nutrisi, diharapkan pelaku
pertanian dapat dengan mudah menentukan standart faktor suhu, cahaya, nutrisi untuk
dikendalikan, sesuai dengan iklim di lokasi budidaya. Di samping itu, pelaku pertanian
mampu memprediksi tingkat pertumbuhan dan hasil panen.
7
Permasalahan ketiga yaitu, cara pembudidayaan tanaman yang dilakukan petani
pada umumnya masih secara manual yaitu dengan pengendalian iklim dan pengawasan
oleh tenaga kerja atau petani itu sendiri. Tentunya, kelalaian akibat kesalahan manusia
dapat berdampak buruk pada pertumbuhan tanaman yang mempengaruhi hasil panen,
seperti keterlambatan penyiraman tanaman, perlindungan terhadap suhu melebihi
ambang batas, dan pengendalian nutrisi. Permasalahan ini dapat diselesaikan dengan
adanya sistem kendali iklim mikro dan nutrisi di lokasi budidaya tanaman. Sejalan
dengan kebutuhan petani terhadap sistem kendali, penelitian identifikasi pola
pertumbuhan dan rekayasa iklim mikro dan nutrisi untuk tanaman sawi ini
membutuhkan banyak perlakuan sehingga lebih mudah jika menggunakan greenhouse
yang terkendali. Untuk itu dibutuhkan sistem kendali yang dapat mengendalikan 27
ruangan greenhouse secara berkelanjutan selama 24 jam selama masa budidaya
tanaman. Kinerja sistem pengendali iklim mikro dan nutrisi ini diamati selama masa
budidaya, yang meliputi akurasi, kecepatan pengendalian, dan stabilitas hasil
rancangan. Dengan menggunakan sistem kendali, hasil panen pada tanaman juga lebih
baik dibandingkan dengan tanpa kendali seperti yang dilakukan Telaumbanua (2012).
Adanya rancangan alat pengendali iklim mikro dan nutrisi, seluruh proses budidaya
dapat ditangani secara otomatis. Kesalahan yang dilakukan oleh manusia di dalam
budidaya tanaman dapat dikurangi (Ebere and Francisca, 2013; Watiningsih, dkk., 2014
; Zulfa, dkk., 2014 ; Nuryadi, 2015). Dengan adanya perancangan sistem kendali,
diharapkan pelaku pertanian khususnya sistem hidroponik, dapat menggunakannya hasil
8
rancangan ini, sehingga efisiensi kerja dalam budidaya sawi dapat lebih maksimal,
tenaga kerja lebih sedikit dan hasil panen menjadi lebih baik.
1.2. Perumusan Masalah
Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh faktor gen di dalam jaringan tanaman
dan faktor pertumbuhan eksternal oleh iklim mikro dan nutrisi di lingkungan
tumbuhnya. Faktor gen merupakan bagian yang penting di dalam pertumbuhan optimal
pada tanaman, tetapi harus didukung oleh kesesuaian iklim dan nutrisi (Harwati, 2008).
Budidaya tanaman tanpa mempertimbangkan pengaruh iklim dan nutrisi, menyebabkan
pertumbuhan tanaman tidak optimal, dan bahkan tanaman sulit bertumbuh. Kesesuaian
iklim untuk pertumbuhan, berpengaruh pada optimalnya pertumbuhan tanaman. Di
dalam penelitian ini, membahas mengenai faktor iklim mikro dan nutrisi karena faktor
ini terkait erat dengan rekayasa aspek teknik yang sesuai dengan bidang teknik
biosistem ataupun keteknikan pertanian. Untuk mengetahui nilai terbaik, laju
pertumbuhan, sensitifitas pertumbuhan, hubungan antara faktor pertumbuhan eksternal
yang berpengaruh seperti faktor iklim yaitu suhu, cahaya, dan faktor nutrisi, dibutuhkan
kombinasi perlakuan pada budidaya tanaman sawi. Hasil pertumbuhan yang telah
diidentifikasi, kemudian dimodelkan dengan JST.
Pokok permasalahan yang dicari dalam penelitian ini adalah identifikasi pola
pertumbuhan dan model pengendalian iklim mikro dan nutrisi otomatis secara
hidroponik untuk meningkatkan hasil panen sawi. Lingkup kajian penelitian yaitu
perubahan luas daun tanaman terhadap suhu, nutrisi, dan cahaya di dalam ruang
9
budidayanya. Dari hasil pengamatan luas daun tersebut, digunakan untuk identifikasi
tingkat pertumbuhan, pemodelan tingkat pertumbuhan tanaman sawi. Hasil perekaman
data digunakan untuk analisis kinerja sistem kendali. Permasalahan yang dihadapi dan
dicari penyelesaianya di dalam penelitian adalah :
1. Bagaimana pola pertumbuhan tanaman sawi terhadap faktor suhu, cahaya,
nutrisi, kombinasi terbaik selama masa pertumbuhan, dan sensitifitas faktor
iklim mikro dan nutrisi terhadap tingkat pertumbuhan luas daun ?
2. Bagaimana hasil perancangan pengendali iklim mikro dan nutrisi meliputi
keakurasian, kecepatan respon, respon sistem, dan stabilitas ?
3. Bagaimana model pertumbuhan luas daun tanaman sawi dari variasi pemberian
cahaya, suhu, nutrisi ?
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian tentang model pengendalian iklim mikro dan
nutrisi terhadap tingkat pertumbuhan pada budidaya sawi (Brassica rappa var.
parachinensis L.) sistem hidroponik di greenhouse adalah :
1. Pola pertumbuhan dan model ini hanya berlaku untuk tanaman sawi hijau
(Brassica rappa var. parachinensis L) dengan iklim mikro dan nutrisi yang
stabil dari awal budidaya hingga panen. Pemodelan tanaman berlaku
menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan.
2. Pola tingkat pertumbuhan dan model tingkat pertumbuhan pengaruh faktor
cahaya berlaku pada intensitas cahaya hingga 17000 lux.
10
3. Pertumbuhan sawi ditentukan respon tanaman terhadap iklim mikro dan nutrisi
yang konstan karena, faktor pertumbuhan eksternal di setiap greenhouse diatur
stabil sehingga tidak terdapat dinamisasi suhu, cahaya, dan nutrisi di setiap
greenhouse selama masa budidaya. Hal ini ditujukan untuk dasar kajian analisis
memperoleh nilai iklim mikro dan nutrisi terbaik setiap interval hari
pertumbuhan dari seluruh greenhouse.
4. Tinggi tanaman tidak diukur, karena tinggi tidak dapat mencerminkan tingkat
pertumbuhan sawi.
5. Kelembaban udara tidak divariasikan karena Yogyakarta berada pada
kelembaban ± 70 % - 95 % dan masih sesuai dengan syarat pertumbuhan
tanaman sawi yaitu ± 75 % (Gallagher, 1990 dan Haryanto dkk, 2002).
6. Ketersediaan unsur-unsur nutrisi untuk tanaman tidak dikaji di dalam penelitian
ini karena menggunakan paket nutrisi hidroponik bermerek Goodplant. Uraian
komposisi dapat dilihat pada Tabel 2.1.
1.4. Tujuan
Tujuan dari penelitian model pengendalian iklim mikro dan nutrisi otomatis
untuk pertumbuhan sawi ini adalah :
Tujuan umum :
Mengidentifikasi interaksi pengendalian iklim mikro dan nutrisi pada
pertumbuhan tanaman sawi sistem hidroponik dan mendapatkan model pertumbuhan.
11
Tujuan khusus :
1. Identifikasi pola pertumbuhan luas daun terhadap pengendalian faktor suhu,
cahaya dan nutrisi.
2. Menyusun perangkat pengendali cahaya, suhu, dan nutrisi otomatis untuk
budidaya tanaman sawi (Brassica rappa var. parachinensis L.) di greenhouse
dengan sistem hidroponik.
3. Menyusun pemodelan JST tingkat pertumbuhan tanaman sawi (Brassica rappa
var. parachinensis L.) yang ditanam di dalam greenhouse sistem hidroponik
dengan variasi iklim mikro dan nutrisi terkendali.
1.5. Kebaruan Penelitian
Kebaruan penelitian ini terletak pada identifikasi dan pengembangan model dari
tiga faktor yaitu suhu, cahaya, dan nutrisi dengan menggunakan sistem kendali dalam
budidaya tanaman sawi hidroponik di greenhouse daerah tropis (Tabel 1.1-1.2).
Terdapat tiga faktor iklim yang utama, sebagai syarat pertumbuhan di daerah tropis,
diantaranya suhu, nutrisi, dan cahaya (Lingga 1999 ; Haryanto dkk, 2002). Penelitian
sebelumnya sebagiam besar hanya membahas 1-2 faktor petumbuhan. Sejauh ini, tidak
ditemukan penelitian tentang pengaruh tiga pengaruh iklim di daerah tropis terhadap
pertumbuhan tanaman (Tabel 1.4). Penelitian semacam ini jarang, dimungkinkan
karena tergolong penelitian yang sulit dilakukan. Dikatakan sulit karena, masingmasing faktor ini harus dikendalikan selama budidaya tanaman dengan sistem kendali
dan banyak perlakuan. Hal tersebut merupakan dasar untuk penelitian lanjutan,
12
sehingga dapat katakan dalam penelitian ini, terdapat 3 hal baru yang belum dilakukan
oleh peneliti sebelumnya yaitu, identifikasi pola pertumbuhan oleh tiga faktor suhu,
cahaya, nutrisi, pemodelan tingkat pertumbuhan, dan perancangan sistem kendalinya.
Berdasarkan data penelitian pihak lain yang diperoleh, terkait belum adanya
penelitian sejenis, peneliti mampu mengembangkan dan mengidentifikasi pola
pertumbuhan tanaman sawi secara hidroponik di daerah tropis dengan memanfaatkan
sistem kendali untuk mengendalikan iklim mikro dan nutrisi di dalam greenhouse. Dari
tahap identifikasi, kemudian dikembangkan pemodelan. Data yang diperoleh di analisis
dan dimodelkan dengan JST, sehingga tingkat pertumbuhan dan panen dapat diprediksi
dan dapat digunakan oleh pelaku pertanian. Sistem kendali yang melakukan
pengendalian terhadap iklim mikro dan nutrisi, diamati kinerjanya. Sistem kendali yang
tangguh dalam melakukan pengendalian, layak untuk diduplikasi ataupun digunakan
oleh para pelaku pertanian. Konsep ontologi, epistimologi, dan aksiologi dalam
penelitian ini, digambarkan pada Tabel 1.3.
Pada Tabel 1.1 menjelaskan roadmap penelitian yang pernah dilakukan
sebelumnya tentang pengaruh iklim terhadap pertumbuhan tanaman. Pada Tabel 1.2
menjelaskan keberlanjutan penelitian yang dapat dilakukan terhadap tanaman sawi
terkait dengan iklim mikro dan nutrisi, perancangan kendali cerdas, dan pemodelan.
13
Tabel 1.1. Roadmap perkembangan penelitian pengaruh iklim terhadap pertumbuhan tanaman
Tujuan
Metode
Output
Tahun
Mengetahui pengaruh faktor lingkungan terhadap pertumbuhan tanaman
Dengan
menggunakan
paranet untuk
variasi cahaya
yang masuk.
Dengan
menggunakan
naungan dan
variasi takaran
pupuk daun.
Dengan
melakukan
variasi pupuk
hayati
Kentang ditanam
pada kondisi suhu
30°C/26°C,
26°C/22°C,
22°C/18°C dan
18°C/14°C dengan
menggunakan
kontrol buatan.
Menentukan
pengaruh empat
macam pupuk
organik terhadap
pertumbuhan
sawi.
Mengetahui
pertumbuhan
tanaman kentang
(Solanum
tuberosum l.)
dalam
lingkungan
fotoautotrof
secara invitro.
a. Perancangan
sistem kendali iklim
mikro greenhouse
b.Menggunakan JST
untuk memprediksi
kesuburan.
Tinggi tanaman
krisan yang
dikurangi
intensitas sinar
yang masuk,
mempengaruhi
tinggi tanaman.
Tanaman
tanpa naungan
lebih baik dari
pada dengan
naungan.
Pemupukan
pada daun
tidak
mempengaruhi
tinggi tanaman
seledri.
Pemberian
pupuk hayati
berpengaruh
terhadap
pertumbuhan
tanaman teh.
Pemberian pupuk
NPK berbagai
dosis berpengaruh
langsung terhadap
pertumbuhan
tanaman sawi.
Dosis terbaik
adalah 250 kg/ha
sesuai dengan
rekomendasi.
Pertumbuhan
tanaman
menunjukan hasil
beda nyata pada
setiap percobaan.
Hasil
pertumbuhan
terbaik diperoleh
melalui pupuk
dari kotoran
kambing.
Intensitas sinar
yang tinggi dan
suhu yang tinggi
memiliki
pertumbuhan
yang lebih baik
dibanding
intensitas sinar
yang tinggi dan
suhu yang
rendah.
a. Tanaman
terkontrol
pertumbuhannya
lebih baik
dibandingkan
tanaman tanpa
kontrol iklim mikro.
b. JST mampu
memprediksi
kesuburan dan
nutrisi.
2005
2006 2007
2008
2009
2010
2004
2011 2012 2014
14
Tabel 1.2. Keberlanjutan penelitian yang dapat dilakukan untuk tanaman sawi terkait aspek teknik pertanian
Tujuan
Kajian pengaruh faktor iklim mikro dan nutrisi terhadap pertumbuhan tanaman, pemodelan, dan perancangan kendali cerdas
Metode
Merancang
pengendali iklim
untuk
mengendalikan
iklim mikro dan
nutrisi pada tanaman
sawi di dalam 27
greenhouse.
Merancang
pengendali
cerdas yang
hemat energi dan
mampu di
aplikasikan pada
masyarakat.
Merancang pengendali
cerdas yang mampu
mengendalikan suhu,
cahaya, nutrisi dan mampu
mengukur tingkat
pertumbuhan tanaman
menggunakan machine
vision.
Diperoleh pola
pertumbuhan
tanaman, kombinasi
iklim mikro dan
nutrisi terbaik,
rancangbangun
sistem kendali serta
hasil pemodelan
tingkat
pertumbuhan.
2015
Diperoleh
kendali cerdas
yang murah,
hemat energi,
serta analisis
ekonomi.
Diperoleh kendali cerdas
yang murah dan hemat
energi yang mampu
mengukur tingkat
pertumbuhan tanaman
secara real time, mengukur
dan mengendalikan suhu,
cahaya, nutrisi, yang
terintegrasi dengan jaringan
internet.
2017
Output
Tahun
2016
Melakukan budidaya tanaman sawi pada iklim
mikro dan nutrisi yang berbeda, pengamatan
warna daun, rasa, tekstur, dan kandungan gizi
sawi hijau oleh pengaruh iklim.
Diperoleh iklim mikro
dan nutrisi terbaik
berdasarkan rasa,
warna, tekstur..
Diperolehnya model
tingkat perubahan
warna, rasa, tekstur, dan
kandungan gizi setiap
faktor iklim.
2018
2019
15
Tabel 1.3. Landasan ontologi, epistomologi, aksiologi dalam model pengendalian
iklim mikro dan nutrisi budidaya sawi
Makna
Ontologi
Cakupan
Mengetahui seberapa
besar pengaruh suhu
terhadap pertumbuhan
tanaman
Epistimologi
Konsep Ilmu
Kaidah Ilmu
Konsep ilmu biologi,
Pengembangan ilmu
pertanian, iklim mikro,
matematika
mikrokontroler dan
matematika.
Mengetahui seberapa
besar pengaruh nutrisi
bagi pertumbuhan
tanaman
Konsep ilmu biologi,
pertanian, iklim mikro,
mikrokontroler dan
matematika.
Pengembangan ilmu
matematika.
Konsep ilmu biologi,
pertanian, iklim mikro,
mikrokontroler dan
matematika.
Konsep ilmu biologi,
pertanian, iklim mikro,
mikrokontroler dan
matematika.
Pengembangan model
matematika.
Konsep pengembangan
model tingkat
Mengetahui pengaruh
pertumbuhan tanaman
cahaya dalam laju
sawi oleh faktor cahaya, pertumbuhan tanaman.
suhu dan nutrisi
Mendapatkan model JST
tingkat pertumbuhan
tanaman oleh kombinasi
pengaruh suhu, nutrisi
dan cahaya.
Mendapatkan perangkat
pengendali iklim mikro
dan nutrisi sistem
hidroponik untuk
greenhouse.
Konsep ilmu biologi,
pertanian, iklim mikro,
mikrokontroler dan
matematika.
Pengembangan ilmu
matematika dan pemodelan
JST.
Sistem kontrol.
Aksiologi
Diperolehnya perangkat pengendali
iklim mikro dan nutrisi terhadap pada
budidaya sawi (Brassica Rappa Var.
Parachinensis L .) sistem hidroponik
di greenhouse.
Didapatkan model matematika laju
pertumbuhan dan produksi tanaman
sawi (Brassica rappa var.
parachinensis L .) terhadap variasi
cahaya, suhu dan nutrisi terkontrol
yang ditanam dengan sistem
hidroponik.
Diperoleh nilai suhu, nutrisi dan
cahaya terbaik untuk laju
pertumbuhan tanaman.
Diperoleh hasil pemodelan dengan
JST untuk tingkat pertumbuhan
tanaman sawi. Selain itu diperolehnya
nilai akurasi, stabilitas, sensitifitas
dan kecepatan respon dari pengendali
iklim.
Tabel 1.4. Penelitian pengaruh suhu, cahaya, dan unsur hara
No
1
Nama
Widiastuti
Tahun
2004
Tujuan
Metode
Menentukan pengaruh
Menggunakan paranet
Tinggi tanaman krisan
intensitas cahaya
untuk variasi cahaya
yang dikurangi intensitas
terhadap pertumbuhan
yang masuk.
sinar yang masuk,
krisan.
Hasil
mempengaruhi tinggi
tanaman.
2
Phaisal
2005
Menentukan pengaruh
Menggunakan
Tanaman dengan cahaya
intensitas sinar dan
naungan dan variasi
matahari langsung lebih
pupuk pada budidaya
takaran pupuk daun.
baik dari pada variasi
Tabel 1.4 bersambung
16
seledri.
warna naungan.
Pemupukan pada daun
tidak mempengaruhi
tinggi tanaman seledri.
3
Tamrin
2005
Pemodelan JST timun
Melakukan
Luas kanopi dan nutrisi
mini (Cucumis sativus
pengambilan citra
yang hilang dapat
L marla) pada fase
kanopi timun.
diprediksi melalui model
vegetatif.
3
Ferry, P.
2009
Pengaruh Cahaya
Menggunakan
Tinggi terbaik diperoleh
Terhadap Pertumbuhan
metode rancangan
dari perlakuan dengan
Tanaman Sawi
acak lengkap (RAL)
cahaya biru, sedangkan
Keriting (Brassica
juncea L.) dalam
Polybag.
4
Setiawan
2009
JST.
dengan satu faktor
tunggal yaitu
pengaruh cahaya.
jumlah daun terbaik
diperoleh dengan cahaya
merah.
Menentukan pengaruh
Dengan variasi
Pupuk memiliki pengaruh
empat macam pupuk
pemberian jenis pupuk
terhadap pertumbuhan
organik terhadap
organik.
tinggi tanaman, yaitu
pertumbuhan sawi.
kombinasi eceng gondok
dan pupuk.
5
Nugroho
2005
Menentukan pengaruh
Variasi pemberian
Perbedaan pemberian
dosis pupuk terhadap
takaran pupuk dan
dosis pupuk
pertumbuhan tanaman
jarak tanam.
mempengaruhi berat
selada.
basah dan tinggi
tanaman. Jarak tanam
berpengaruh nyata
terhadap tinggi dan berat
tanaman.
6
Handoyo
2009
Menentukan pengaruh
Variasi pemberian
Variasi pemberian pupuk
dosis pemberian pupuk
takaran pupuk NPK.
NPK pada rentang 16-20-
terhadap pertumbuhan
29, tidak berpengaruh
sawi.
nyata meningkatkan
17
Tabel 1.4 bersambung
tinggi, bobot, warna daun
tanaman, tetapi memiliki
pengaruh terhadap
tanaman tanpa pupuk.
7
Saribun
2008
Mengetahui jenis
Variasi pemberian
Pemberian pupuk NPK
pupuk dan dosis
pupuk NPK dan pupuk
berbagai dosis
terbaik terhadap
tunggal sesuai dosis
berpengaruh langsung
pertumbuhan tanaman
yang telah ditentukan.
terhadap pertumbuhan
sawi.
tanaman sawi. Dosis
terbaik adalah 250 kg/ha
sesuai dengan
rekomendasi.
8
Anas
2004
Mengetahui pengaruh
Variasi volume media
Media busa sintetik
volume dan jenis
tanam dan jenis media
dengan volume 20 cm³
media tanam pada
tanam.
paling baik dan media
pertumbuhan dan hasil
arang sekam yang paling
tanaman selada dalam
lambar pertumbuhannya.
teknologi sistem
hidroponik.
9
Wachjar
2006
Mengetahui pengaruh
Melakukan variasi
Pemberian pupuk hayati
beberapa jenis pupuk
pupuk hayati seperti
berpengaruh terhadap
hayati terhadap
EMP4 dan
pertumbuhan tanaman
pertumbuhan dua klon
pendambahannya pada
teh.
tanaman teh (Camellia
budidaya teh.
sinensis L) (O. Kuntze)
yang belum
menghasilkan.
10
Pertamawati
2010
Mengetahui
Percobaan kultur
Intensitas sinar yang
pertumbuhan tanaman
jaringan ini dilakukan
tinggi dan suhu yang
kentang (Solanum
pada tanaman kentang,
tinggi memiliki
tuberosum l.) dalam
dilakukan variasi
pertumbuhan yang lebih
lingkungan
cahaya terhadap suhu
baik dibanding intensitas
Tabel 1.4 bersambung
18
11
Harwati
2008
fotoautotrof secara
dan diamati
sinar yang tinggi dan suhu
invitro.
pertumbuhannya.
yang rendah.
Mengetahui pengaruh
Kentang ditanam pada
Perkembangan dan
suhu dan panjang
kondisi suhu
produksi tanaman kentang
penyinaran terhadap
30°C/26°C,
dapat dipengaruhi oleh
umbi
26°C/22°C, 22°C/18°C panjang penyinaran dan
kentang (Solanum
dan 18°C/14°C dengan
tuberosum, ssp.)
menggunakan kendali
suhu.
buatan.
12
Nurshanti
2009
Mengetahui pengaruh
Percobaan dilakukan
Pertumbuhan tanaman
pemberian pupuk
dengan melakukan
menunjukan hasil beda
organik terhadap
variasi pupuk organik
nyata pada setiap
pertumbuhan dan hasil
yaitu kotoran sapi,
percobaan. Hasil
tanaman sawi caisim
kambing dan ayam.
pertumbuhan terbaik
(Brassica Juncea L.)
diperoleh melalui pupuk
dari kotoran kambing.
13
Suyantohadi
2009
Mengidentifikasi
Percobaan dilakukan
Tingkat pertumbuhan
pertumbuhan tanaman
dengan melakukan
tanaman kedelai dapat
kedelai (glycine max
variasi pemberian
diidentifikasi secara
L) dengan pengaruh
komposisi pupuk.
periodik dengan JST.
Memprediksi kelapa
Percobaan dilakukan
Model JST dapat
sawit berdasarkan
dengan data curah
memprediksi produksi
kualitas lahan dengan
hujan, ketinggian,
kelapa sawit dengan nilai
JST.
kelerengan, umur
RMSE = 0,07 dan r = 0,9.
pemberian komposisi
pupuk menggunakan
JST.
14
Hermanto
2009
tanam, batuan, solum
dan tingkat keasaman.
15
Telaumbanua 2012
Perancangan perangkat
Percobaan dilakukan
Pertumbuhan tanaman
pengendali iklim mikro
dengan mengontrol
sawi dengan lingkungan
Tabel 1.4 bersambung
19
untuk pertumbuhan
suhu, kelengasan tanah
mikro yang terkontrol di
sawi (Brassica rappa
dan cahaya selama
dalam greenhouse lebih
var paracihensis L.).
budidaya.
baik dibanding di luar
greenhouse.
16
Ghosh,S
2014
Perancangan model
Percobaan dilakukan
JST mampu memprediksi
Jaringan syaraf tiruan
dengan menganalisis
komposisi tanah
untuk manajemen
bahan organik, nutrisi
dibandingkan cara
nutrisi dan kesuburan
esensial, mikronutrien
manual.
tanah dengan algoritma yang ditinggalkan
backpropagation.
tanaman induk,untuk
tanaman pada
budidaya selanjutnya.
1.6. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian tentang model pengendalian iklim mikro dan nutrisi
terhadap tingkat pertumbuhan pada budidaya sawi (Brassica rappa var. parachinensis
L.) sistem hidroponik di greenhouse adalah :
1. Diketahuinya pola pertumbuhan tanaman sawi terhadap faktor suhu, cahaya,
nutrisi terbaik untuk pertumbuhan dalam umur tertentu, kombinasi terbaik, dan
tingkat sensitifitas, bermanfaat untuk proses budidaya tanaman, agar diperoleh
hasil panen yang lebih baik. Pelaku pertanian memiliki referensi nilai iklim
mikro dan nutrisi untuk pertumbuhan sawi.
2. Diperolehnya hasil perancangan sistem kendali suhu, cahaya, dan nutrisi untuk
pertumbuhan tanaman sawi sistem hidroponik di dalam greenhouse yang
bermanfaat bagi pengembangan teknologi dan pelaku pertanian.
20
3. Diperolehnya pemodelan terhadap pertumbuhan luas daun tanaman sawi dengan
JST, yang dapat dimanfaatkan oleh pelaku pertanian untuk memprediksi tingkat
pertumbuhan sawi, sehingga pelaku pertanian mampu menilai kelayakan lokasi
budidaya sawi untuk dikelola.
21