Kultur Air Pada Sistem Hidroponik

iklam
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
  1. aerasi di zona perakaran,
  2. kondisi perakaran, dan
  3. 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]
iklam