AKUAPONIK SELADA

TUGAS TERSTRUKTUR

REKAYASA TEKNOLOGI PRODUKSI TANAMAN

Aquaponik Selada (Lactuta sativa L.)

Oleh :

Nama          : Prisma Nurul Ilmiyati

Nim             : A1L014193

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN

PURWOKERTO

2017

I.       PEMBAHASAN

A.    Tanaman Selada (Lactuta sativa L.)

Selada (Lactuta sativa L.) merupakan tanaman sayuran penting yang bernilai ekonomi dan dapat tumbuh dengan teknik aquaponik. Selain memilih kultivar yang tepat, untuk mengembangkan strategi panen selada dapat meningkatkan produksi daun selada (Johnson dkk, 2017). Di antara yang paling sering tumbuh adalah tanaman yang berdaun hijau seperti selada (Oziel, J. & T. Oziel, 2013). Selada merupakan tanaman yang sangat baik dan memiliki harga pasar yang tinggi serta siklus pendek dalam produksi. Tanaman ini juga memiliki persyaratan gizi dan baik diadaptasi untuk sistem aquaponik (Blidariu & Grozea, 2013). Baru-baru ini, kinerja berbagai macam tanaman pangan yang termasuk selada, herbal, dan sayuran Asia hijau lainnya dievaluasi dalam sistem aquaponik (Buzby et al., 2016). Untuk menghasilkan tanaman dalam kondisi hara dan air yang terbatas, diperlukan tanaman yang menggunakan sedikit nutrisi dan efisien untuk pertumbuhan. Salah satu sayuran menggunakan nutrisi rendah adalah selada. Selada juga tanaman subtropis dengan suhu optimal mulai 13-16 ° C, tapi bisa mentolerir suhu serendah 2 ° C (Borrelli dkk, 2013).

B.     Teknik Aquaponik

Akuakultur telah manjawab keprihatinan mengenai keberlanjutan budidaya pertanian (Martins et al., 2010). Keberlanjutan berarti bahwa kita menggunakan sumberdaya yang banyak, sedangkan sumber daya terbatas, dan cara terbaik adalah menggunakannya secara efisien. Keamanan pangan untuk konsumsi manusia menjadi semakin penting di dunia. Aquaponik pada dasarnya adalah kombinasi budidaya pertanian secara luas dan hidroponik. Budidaya ikan, salah satu sistem yang mana ikan komersial dibesarkan dalam wadah, kolam atau tank  (Blidariu dan Grozea, 2013).

Akuakultur atau Aquaponik telah tersebar luas di negara-negara maju. Integrasi intensif budidaya ikan dan produksi tanaman, disebut "aquaponics" yang berhasil dipraktekkan di negara-negara seperti Amerika Serikat, Australia dan Eropa.  Hal tersebut memberikan kontribusi untuk produksi pangan dalam dua kategori, peternakan ikan dan produksi sayuran. Hal ini juga memperhatikan karakter lingkungan, karena integrasi sistem produksi memungkinkan penggunaan kembali air, (Dediu Et Al., 2012; Graber & Junge, 2009).

Di Brazil, integrasi ini telah menarik perhatian dari para peneliti dan produsen (Geisenhoff dkk, 2016). Aquaponik adalah kombinasi sinergis pertanian seperti budidaya ikan dan tanaman produksi dalam larutan nutrisi (hidroponik) dan merupakan metode yang berpotensi berkelanjutan untuk produksi bahan makanan (Love et al., 2014). Dalam sistem aquaponik, limbah yang mengandung nutrisi yang dihasilkan dari produksi ikan akan melewati zona akar tanaman (Buzby & Lin, 2014). Aquaponics adalah ilmu yang mengintegrasikan simbiosis produksi ikan dan tanaman di lingkungan yang mana limbah ikan digunakan sebagai pupuk (Roosta & Afsharipoor, 2012). Umumnya, budidaya ikan intensif dilakukan dalam sistem ini, untuk menyediakan kemudahan operasional yang lebih besar untuk melakukan resirkulasi air antara tanaman yang tumbuh dan budidaya ikan. Budidaya tanaman dilakukan dalam sistem hidroponik, umumnya produk sayuran menunjukkan standar yang lebih tinggi kualitas komersialnya dibandingkan dengan budidaya sayuran tradisional (Dediu et al., 2012).

Pada gilirannya, tanaman mampu memanfaatkan nutrisi yang larut dalam budidaya untuk pertumbuhan. Protein, amonia (NH3) diekskresikan ke dalam air. Selama proses yang disebut nitrifikasi, bakteri memanfaatkan nutrisi ini dan mengkonversi dari amonium (NH4+) menjadi nitrit (NO2-1) dan kemudian ke nitrat (NO3-1) (Boyd & Tucker, 2014).  Banyak sayuran terpenting dan tumbuhan berbunga dapat memanfaatkan NH4+ untuk pertumbuhan (Rana, et. al, 2011).

C.     Cara Mengembangkan Budidaya Secara Aquaponik

Budidaya aquaponik dapat dihubungkan ke dalam sistem pertanian setidaknya dengan dua cara dasar. Media pertanian dapat dipupuk dengan limbah ikan dan digunakan untuk memenuhi nutrisi tanaman. Cara lain adalah dengan menggunakan nutrisi anorganik dalam limbah untuk budidaya tanaman. Cara paling umum yang digunakan dalam sistem terpadu bagi pemangku kepentingan kecil adalah melalui penggunaan sumber-sumber gizi onfarm untuk kolam ikan sejak pupuk anorganik komersial dan pakan ikan cenderung mahal. Sumber-sumber pemupukan ini termasuk sampah tanaman, rumput dan pupuk kandang yang memungkinkan dapat menjadi makanan alami ikan dan dapat dikembangkan dalam bentuk fitoplankton, zooplankton dan organisme lainnya (Colman dan Edwards, 1987 dalam Rahman, 2010).

Salah satu bentuk yang paling menarik dari sistem budidaya terintegrasi adalah sistem terpadu plantfish yang paling baik untuk aplikasi dengan persyaratan air yang kaya nutrisi tanaman dalam bentuk fertigasi yang memungkinkan untuk pertumbuhan yang tepat. Limbah utama dari luar unit budidaya, limbah kaya nutrisi, memungkinkan sinergi yang baik antara dua sistem dengan kebutuhan pemupukan tanaman. Aquaponics adalah kombinasi dari sirkulasi akuakultur dan hidroponik, dimana air kaya nutrisi dari limbah ikan menyediakan sumber nutrisi untuk pertumbuhan tanaman. Sistem Aquaponic cenderung diatur dan dikendalikan oleh serangkaian komponen seperti bakteri yang diperlukan untuk mengkonversi nutrisi dari bentuk yang diproduksi menjadi salah satu bentuk nutrisi yang dapat digunakan oleh tanaman dan satu set tank sedimentasi dan suatu sistem untuk menjadikan air sesuai dengan kebutuhan tanaman. Sistem loop tertutup dapat meningkatkan kualitas air untuk produksi ikan dengan menghilangkan nutrisi yang berbahaya melalui asimilasi biomassa tanaman (Rakocy, 2002 dalam Rahman, 2010).

Aquaponik adalah sistem produksi terpadu loop tertutup multi trophic yang menggabungkan elemen-elemen budidaya sistem sirkulasi (RAS) dan hidroponik. Sistem Aquaponic dimana aliran nutrisi dan konsentrasi dalam berbagai komponen (misalnya, budidaya ikan dan bagian hidroponik) adalah independen satu sama lain atau disebut sistem aquaponic terpisah (DAPS) atau sistem aquaponic resirkulasi ganda (DRAPS). Aquaponic dirancang dengan independen loop memiliki kontrol lebih besar atas komponen hidroponik, dimana air dapat dilengkapi dengan garam mineral untuk meningkatkan konsentrasi nutrisi, dan pH disesuaikan dalam kisaran yang optimal (Delaide dkk, 2016).

D.    Keuntungan Budidaya Secara Aquaponik

Ada berbagai keuntungan dan kerugian dengan setiap sistem yang sesuai untuk produksi tanaman. Dengan melibatkan pengoperasian dua sistem produksi, menghasilkan sumber pendapatan alternatif untuk produser, namun karena investasi awal yang tinggi, dua kegiatan, produksi ikan dan pertumbuhan sayuran, harus memiliki kapasitas produksi penuh. Pemilihan spesies ikan adalah strategi lain untuk memaksimalkan keuntungan. Saat ini, spesies utama yang digunakan secara komersial adalah ikan nila (Dediu et al., 2012). Selain ikan nila, Pikeperch (Sander lucioperca), ikan piscivorous Eurasia telah diusulkan sebagai spesies ikan yang paling menjanjikan untuk budaya intensif di Eropa, relatif cepat berkembang di iklim air tawar, tinggal di sebagian besar sungai dan danau di benua Eropa, memiliki nilai ekonomis yang tinggi (Grozea et al., 2009). Terdapat ikan lain yang bisa digunakan yaitu ikan trout pelangi (Oncorhynchus mykiss) (Snow et al., 2012).

Pengembangan metode budidaya baru selada, terutama di bawah budidaya yang dilindungi, telah memberikan peningkatan yang berkelanjutan dalam kualitas dan produktivitas sayuran ini, salah satu inovasi adalah budidaya dengan hidroponik (Pôrto et al., 2012), yang menawarkan beberapa keuntungan, seperti mengontrol gizi, kemampuan untuk menggunakan kepadatan areal yang lebih tinggi, pengurangan hama, penyakit, dan gulma. Substrat organik dan anorganik dapat digunakan dalam metode ini (Roosta & Afsharipoor, 2010).

Karakteristik dari berbagai bahan digunakan sebagai substrat langsung dan tidak langsung mempengaruhi pengembangan tanaman dan produksi. Aerasi adalah faktor penting yang mempengaruhi hasil panen, karena oksigen adalah elemen yang diperlukan untuk aktivitas selular, terlibat dalam proses pernapasan, dan ketika hilang dari akar sistem menyebabkan kerusakan tanaman dan pengembangan metabolik. Oleh karena itu, struktur substrat mempengaruhi pengembangan tanaman. Secara singkat, pilihan substrat dalam sistem aquaponick harus memenuhi proporsi kebutuhan air dan udara yang memenuhi tanaman (Roosta & Afsharipoor, 2012).

Keuntungan dari integrasi tersebut antara lain mengurangi biaya dan tenaga kerja yang terlibat dalam pencampuran nutrisi hidroponik secara tradisional, pupuk 'organik' atau 'alami' dan integrasi ini dapat mengurangi konsumsi air bila dibandingkan dengan praktek produksi budidaya dan tanaman konvensional. Banyak pestisida konvensional tidak dapat digunakan pada aquaponic atau terintegrasi dalam sistem karena kekhawatiran toksisitas dalam hal produksi limbah ikan. Keprihatinan toksisitas ini telah menyebabkan penggunaan pestisida organik bersertifikat. Penurunan penggunaan pestisida sekaligus sumber pupuk alami yang digunakan memiliki potensi untuk meningkatkan nilai produk tanaman melalui sertifikasi organik dan pelabelan. Keuntungan lain untuk sistem terpadu adalah penggunaan karbon dioksida secara alami dari respirasi tangki ikan (Rahman, 2010).

E.     Hambatan Budidaya Secara Aquaponik

Hambatan utama untuk berbagai penyebaran produksi ikan dan sayuran yang terintegrasi antara lain perlunya investasi awal yang tinggi, dalam pandangan ini, ukuran yang dapat diambil untuk mengurangi masalah ini adalah kepadatan penggunaan ikan yang tinggi di tank penangkaran. Namun, hal ini memerlukan perhatian besar dan keahlian, karena kualitas air harus dijaga, agar tidak mengurangi kualitas lingkungan hidup hewan tersebut (Roque D'orbcastel Et Al., 2009).

Ada beberapa tantangan dan keterbatasan dari sistem aquaponik seperti harus menggunakan pH terbaik dan cocok untuk ikan dan tanaman, memiliki sumber daya oksigen yang handal untuk sistem, investasi modal awal yang besar dan untuk alur pemasaran dan pengiriman produk. Rakocy et al., (1992) dalam Rahman (2010), menunjukkan bahwa tingkat penumpukan garam sistem aquaponik mungkin menjadi masalah ketika konsentrasi total dissolved solid mulai melebihi 2.100 mg / L. Masalah lain dengan produksi tanaman aquaponic menyumbat karena penumpukan organik padat. NFT-sistem Aquaponik dan memiliki risiko yang lebih tinggi gagal panen karena semprotan dan pipa menyumbat, mengakibatkan penyumbatan air dan kekeringan berikutnya kerusakan (Rakocy et al., 2006 dalam Rahman, 2010). Pipa tersumbat juga dapat menyebabkan zona anaerobik dalam sistem mengganggu aliran oksigen ke akar, mengubah keseimbangan gizi dan parameter lain di zona akar tanaman.

F.      Budidaya Tanaman Selada (Lactuca sativa L.) Secara Aquaponik

Seperti disebutkan sebelumnya, selada adalah tanaman favorit bagi produsen hidroponik karena memiliki kebutuhan nitrogen dan kalium yang rendah dibandingkan dengan tanaman lain. Ketika selada yang tumbuh di sistem aquaponic, ia cenderung untuk matang dalam 40 sampai 45 hari. Sistem yang paling umum digunakan untuk menanam selada adalah teknik NFT tetapi metode lain seperti rakit dan sistem bingkai juga dapat digunakan. Idealnya, pH untuk selada sekitar 5.8 hingga 6.2, tetapi karena PH ini relatif rendah untuk budidaya ikan, kisaran yang baik adalah pH 7, bahkan dapat tumbuh di tingkat pH setinggi 7,5 (Nelson, 2008 dalam Rahman, 2010).

Penelitian sebelumnya mengenai pertumbuhan selada mengungkapkan bahwa limbah dari budidaya ikan diamati untuk siklus 35 hari dengan menguji pertumbuhan karakteristik dan parameter mutu air. Selada mampu mengurangi tingkat nitrat dan orthophosphate di dalam air masing-masing 20 dan 3 gram/m3. Berat yang dicapai selada 156 g dan gejala defisiensi hara tidak ditemukan meskipun konsentrasi nutrisi yang signifikan di bawah kadar nutrisi yang direkomendasikan karena nutrisi disediakan terus-menerus pada tingkat ini (Beltrao et al., 2000 dalam Rahman, 2010).

Dalam percobaan lain, pertumbuhan selada di limbah ikan dibandingkan dengan larutan nutrisi komersial, bobot segar daun selada tak berbeda secara signifikan, tapi ketika kering, selada hidroponik komersial memiliki bobot kering 27,1%. melebihi selada aquaponik. Perbedaan ini disebabkan kekurangan kalium yang lebih rendah dari unsur utama, tetapi gejala defisiensi hara yang khas tidak ditemukan. Dalam serangkaian uji, selada disebar 30 / m2 dan konsentrasi nitrat dan orthophosphate dalam larutan nutrisi menurun masing-masing. 17,4 dan 4.1 g/m3 / hari, Namun, tidak ada perbedaan dalam bobot segar yang diamati. Sistem aquaponik menunjukkan bahwa limbah ikan mungkin cocok untuk pertumbuhan daun selada, tetapi memerlukan sedikit suplemen nutrisi (Resh, 1989 dalam Rahman, 2010).

Secara sederhana, dapat menggunakan wadah kayu yang disusun, dilapisi dengan plastik, dan diisi dengan air. Selada plantlet ditempatkan dalam pot kecil bersih lalu kemudian dimasukkan ke dalam lubang di styrofoam panel yang menggantung di atas air pada dinding-dinding wadah. Akar selada akan mengambil nutrisi dari air di wadah. Nutrisi yang tersedia dapat ditambahkan dengan pupuk kimia atau oleh air limbah yang diambil dari tank di mana ikan dibudidayakan (ditambah beberapa tambahan nutrisi kimia). Air di wadah selada adalah daur ulang untuk tangki ikan setiap waktu, limbah ikan ditambahkan ke air yang ada di wadah. Dalam sistem aquaponik, makanan ikan akan melewati akar dan memberikan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman. (Ako, H dan Adam, 2009).

DAFTAR PUSTAKA

Ako, Harry and Adam. 2009. Small-Scale Lettuce Production with Hydroponics or Aquaponics. Sustainable Agriculture. SA-2. College of Tropical Agriculture and Human Resources. University of Hawai‘i at Manoa

Blidariu, Flavius dkk. 2013. Evaluation of Phosphorus Level in Green Lettuce Conventional Grown under Natural Conditions and Aquaponic System. Bulletin UASVM Animal Science and Biotechnologies. 70(1): 128-135

Borrelli, K. dkk. 2013. Yield Of Leafy Greens In High Tunnel Winter Production In The Northwest United States. HortScience. 48(2), 183-188.

Boyd, C. E., & Tucker, C. S. 2014. Handbook For Aquaculture Water Quality. Auburn, AL: Craftmaster Printers, Inc.

Buzby, K. M., & Lin, L. (2014). Scaling Aquaponic Systems: Balancing Plant Uptake With Fish Output. Aquacultural Eng.,63, 39-44. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng. Accessed 4th June, 2017 at 2.45 a.m

Buzby, K. M., Waterland, N. L., Semmens, K. J., & Lin, L.-S. (2016). Evaluating Aquaponic Crops In A Freshwater Flow-Through Fish Culture System. Aquaculture, 460, 15-24. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture. Accessed 4th June, 2017 at 5.23 a.m

Dediu, L. dkk. 2012. Waste Production And Valorization In An Integrated Aquaponic System With Bester And Lettuce. African Journal Of Biotechnology, Nairobi. 11(9): 2349-2358

Delaide, Boris dkk. 2016. Lettuce (Lactuca sativa L. var. Sucrine) Growth Performance in Complemented Aquaponic Solution Outperforms Hydroponics. Water Journals. 8, 467.

Geisenhoff, Luciano dkk. 2016. Effect Of Different Substrates In Aquaponic Lettuce Production Associated With Intensive Tilapia Farming With Water Recirculation Systems. Journal of the Brazilian Association of Agricultural Engineering . 36(2): 291-299

Graber, A.; Junge, R. 2009. Aquaponic Systems: Nutrient Recycling From Fish Wastewater By Vegetable Production. Desalination, Amsterdam. 246(1-3): 147-156

Grozea, A dkk. (2009). Genetical Inactivation Of Pikeperch (Sander Lucioperca) Sperm Using UV Irradiation. Lucrări stiinŃifice Zootehnie si Biotehnologii. 42 (2): 40-46.

Johnson, Gaylynn dkk. 2017. Comparison of Two Harvest Methods for Lettuce Production in an Aquaponic System. Journal of Agricultural Science. 9(1): 64-72

Love, D. C. dkk (2014). An International Survey Of Aquaponics Practitioners. Plos One, 9(7). http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone. Accessed 4th June, 2017 At 8 a.m

Martins, C.I.M. dkk. 2010. New Developments In Recirculating Aquaculture Systems In Europe: A Perspective On Environmental Sustainability-Review. Aquacultural Engineering. 43, 83-93.

Oziel, J., & Oziel, T. (2013). A Basic Overview Of Growing Food In Water Along With Fish. Water Garden J., 28(2),6.

Pôrto, M. A. L. dkk. 2012. A Doses De Nitrogênio No Acúmulo De Nitrato E Na Produção Da Alface Em Hidroponia. Horticultura Brasileira, Brasília. 30(3): 539-543

Rahman, Sami S. 2010. Effluent Water Characterization of Intensive Tilapia Culture Units and its Application in an Integrated Lettuce Aquaponic Production Facility. A Thesis. Auburn, Alabama University

Rana, S. dkk. (2011). Reklamasi Municipal Limbah Domestik Oleh Aquaponics Dari Tanaman Tomat. Ecol. Eng., 37 (6), 981-988.

Roosta, H. R.; Afsharipoor, S. 2012. Effects Of Different Cultivation Media On Vegetative Growth, Ecophysiolocal Traits And Nutrients Concentration In Strawberry Under Hydroponic And Aquaponic Cultivation Systems. Advances In Environmental Biology, Jaipur. 6(2): 543-555

Roque D'orbcastel, E dkk. 2009. Comparative Growth And Welfare In Rainbow Trout Reared In Recirculating And Flow Through Rearing Systems. Aquacalture Engineering, New York. 40(2): 79-86

Snow, A., Anderson, B., & Wootton, B. (2012). Flow-Through Land-Based Aquaculture Wastewater And Its Treatment In Subsurface Flow Constructed Wetlands. Environ. Rev., 20(1), 54-69. http://dx.doi.org/ 10.1139/. Accessed 4th June, 2017 at 9 a.m