Aeroponik – Semua yang Perlu Anda Ketahui

Apa itu Aeroponik?

Aeroponik adalah metode budidaya yang menanam tanaman tanpa tanah. Ini adalah bagian dari metode budidaya “tanpa tanah” yang lebih luas, yang juga mencakup hidroponik dan aquaponics.

Namun berbeda dengan 2 metode lainnya, metode ini tidak menggunakan agregat atau substrat apa pun. Kadang-kadang, tanaman dapat diletakkan di tempat dengan substrat yang sangat ringan seperti sabut kelapa, dengan akar yang menjuntai tanpa penyangga.

Sebaliknya, unsur hara disalurkan ke tanaman melalui tetesan atau semprotan air aerosol yang mengandung unsur hara terlarut.

Sumber: Petani Modern

Poin utama dari metode ini adalah untuk memberikan kendali maksimal terhadap kondisi pertumbuhan tanaman, serta menghilangkan sebagian besar media untuk penyakit (tanah dan air).

Ukuran pasar aeroponik mewakili $2.7 miliar pada tahun 2023 dan diperkirakan akan tumbuh menjadi $17.4 miliar pada tahun 2033, dengan CAGR 20.5%.

Ilmu Aeroponik

Dalam aeroponik, unsur hara seperti fosfat, kalium, dan nitrogen (“NPK”) serta unsur hara mikro dilarutkan ke dalam air, sehingga memungkinkan efisiensi penggunaan pupuk hampir 100%. Bedanya dengan hidroponik, airnya tidak selalu ada, melainkan rutin disemprotkan ke akar.

Aeroponik dapat dipisahkan menjadi 2 desain berbeda: sistem tekanan rendah dan sistem tekanan tinggi.

Sistem tekanan tinggi gunakan pompa yang kuat dan nozel bertekanan tinggi untuk membuang kabut bertekanan tinggi langsung ke akar. Tekanannya bisa mencapai 60-90 psi. Kabutnya sangat teroksigenasi, memungkinkan asupan nutrisi yang efisien.

Sistem bertekanan rendah gunakan kabut atau tetesan lembut untuk menyiram akar tanaman. Dalam sistem ini, kabut merupakan semprotan ringan berupa tetesan, yang memungkinkan penyerapan nutrisi secara perlahan dan teratur. Cara ini lebih disukai daripada tekanan tinggi untuk tanaman sensitif yang akarnya akan rusak akibat tekanan tinggi, atau untuk metode yang menggunakan pendekatan berteknologi rendah. Tekanan rendah kadang-kadang disebut “soakaponik” karena akarnya direndam dalam kabut, bukannya diberi tekanan tinggi.

Apa yang Bisa Ditumbuhkan Dengan Aeroponik?

Secara teori, hampir semua tanaman bisa ditanam dengan aeroponik. Namun, pertimbangan biaya mengakibatkan tanaman yang dibudidayakan secara aeroponik sebagian besar sama dengan hidroponik: tanaman bernilai tinggi dan berkualitas tinggi dengan permintaan pasar yang stabil di semua musim.

Jadi sistem aeroponik secara khusus disesuaikan untuk tumbuh:

• Sayuran berdaun hijau (salad, bayam, dll.).
• Rempah.
• Stroberi.
• Tomat.
• Paprika.
• Timun.

Selain tanaman ramah hidroponik & aeroponik tersebut, aeroponik dapat menumbuhkan tanaman umbi-umbian yang membusuk jika terus-menerus direndam dalam air. Jadi kentang, wortel, dan umbi-umbian lainnya juga bisa ditanam.

Tanaman yang komposisi kimianya penting sehingga memerlukan kondisi pertumbuhan yang stabil dan dapat diprediksi, seperti ganja, juga mendapat manfaat dari metode aeroponik.

Kelebihan Aeroponik

Beberapa keuntungan aeroponik serupa dengan metode tanpa tanah lainnya, yang telah kami bahas lebih rinci di artikel kami “Hidroponik – Semua yang Perlu Anda Ketahui"Dan"Akuaponik – Semua yang Perlu Anda Ketahui"

• Mengurangi penggunaan air, 80-95% dari pertanian konvensional.
• Hampir 100% penggunaan pupuk, tanpa polusi.
• Tidak diperlukan herbisida.
• Kontrol atas kondisi pertumbuhan.
• Pemanfaatan ruang menjadi lebih maksimal, apalagi jika dikombinasikan dengan pertanian vertikal.

Selain itu, aeroponik memiliki beberapa keunggulan unik.

Pengendalian Hama Dan Penyakit

Mengurangi penggunaan tanah jelas akan menghilangkan risiko penyakit yang ditularkan melalui tanah. Namun hidroponik masih rentan terhadap penyakit yang ditularkan melalui air, karena akarnya terus-menerus menjuntai di kumpulan air yang sama.

Dengan memiliki lebih sedikit air dalam sistem, akan lebih mudah untuk memantau air untuk mengetahui keberadaan patogen. Ini juga memudahkan untuk membersihkan, menyaring, atau mensterilkan air jika terdeteksi adanya kontaminasi.

Oleh karena itu, aeroponik merupakan metode bercocok tanam yang memerlukan penggunaan pestisida jauh lebih sedikit, bahkan lebih sedikit dibandingkan hidroponik.

Memiliki air yang sangat bersih dan tanpa tanah juga menjadikan aeroponik sebagai salah satu metode budidaya yang paling aman bagi konsumen, dengan sedikit kemungkinan kontaminasi bakteri berbahaya.

Pertumbuhan Lebih Cepat

Berkat tingkat oksigenasi akar yang ekstrim, tanaman dalam kondisi aeroponik dapat tumbuh 2-3x lebih cepat dibandingkan tanaman hidroponik, dan seringkali lebih cepat dibandingkan tanaman pot di rumah kaca atau lahan terbuka.

Hal ini dapat membuat permukaan budidaya menjadi sangat produktif untuk tanaman yang cepat dipanen seperti sayuran berdaun hijau.

Tanaman Akar

Seperti disebutkan sebelumnya, aeroponik adalah satu-satunya metode pertanian vertikal dan tanpa tanah yang cocok dengan budidaya tanaman umbi-umbian seperti kentang, wortel, parsnip, dan lain-lain.

Sumber: Cipotato 

Selain itu, karena akarnya menjuntai langsung untuk disemprot, maka akarnya dapat diakses secara langsung. Hal ini dapat menjadi keuntungan besar dalam membudidayakan tanaman umbi-umbian dalam pertanian vertikal karena proses panen menjadi lebih praktis dan tidak perlu membersihkan tanah dari umbi yang dipanen.

Kontra Aeroponik

Biaya

Seperti semua metode budidaya tanpa tanah, biaya merupakan sebuah permasalahan, terutama biaya awal. Aeroponik memerlukan fasilitas, peralatan, sensor, filter, dll khusus. Selain sistem hidroponik, juga memerlukan nuzzle (kelas komersial untuk sistem bertekanan tinggi) dan pompa yang kuat, serta tangki bertekanan.

Pemantauan pH & Nutrisi

Hal ini tidak hanya terjadi pada aeroponik namun lebih sensitif lagi pada kasus ini. Hal ini karena volume air sangat berkurang, sehingga konsentrasi unsur hara jauh lebih tinggi.

Ini juga berarti nutrisinya tidak boleh terlalu pekat. Karena tidak ada tanah atau air sebagai penyangga, jumlah unsur hara yang diberikan ke tanaman harus dihitung dengan tepat.

Hal ini menjadikannya jauh lebih kompleks dan memerlukan banyak pengetahuan dibandingkan metode budidaya lainnya, sehingga sedikit kelebihan nutrisi tidak akan menimbulkan dampak apa pun.

Jadi sistem aeroponik terus-menerus membuat garis tipis antara konsentrasi nutrisi yang terlalu tinggi (menyebabkan tekanan ionik dan pH pada tanaman) dan terlalu sedikit (menyebabkan pertumbuhan kurang optimal).

Ketahanan

Sistem hidroponik pada dasarnya lebih bersifat buatan dibandingkan tanaman di lahan terbuka. Artinya, mereka bergantung pada hal-hal yang berjalan lancar:

• Rantai pasokan di bagian dan komponen.
• Pasokan tenaga listrik.
• Sistem terhubung elektronik untuk operasi yang sangat otomatis dan canggih.
• Tenaga kerja terampil mampu melakukan pemantauan dan pemeliharaan yang diperlukan secara efisien.

Meskipun ada cara untuk memitigasi risiko ini, misalnya dengan redundansi sistem atau inventaris yang lebih besar (yang menambah biaya pengaturan), atau pasokan energi lokal melalui pembangkit listrik terbarukan, aeroponik tidak akan sekuat tanaman air hujan di lahan terbuka. bidang.

Semua ini juga bisa dikatakan untuk hidroponik. Namun hal ini bahkan lebih penting lagi untuk aeroponik, karena akar membutuhkan kabut terus-menerus agar tetap terhidrasi dan tidak mengalami kerusakan.

Jadi, bahkan pemadaman beberapa jam karena pompa atau pasokan listrik yang rusak dapat menggagalkan seluruh panen aeroponik. Oleh karena itu, beberapa sistem aeroponik memiliki cadangan hidroponik untuk membanjiri tanaman jika terjadi kegagalan sementara pada aeroponik. Tentu saja, pencadangan seperti itu hanya menambah biaya dan kerumitan.

Kompleksitas

Dan kompleksitas adalah masalah lain dalam aeroponik. Sistem ini tidak hanya perlu dipantau penyakit dan keseimbangan nutrisinya, tetapi juga mengandung lebih banyak bagian daripada sistem hidroponik. Setiap akar disemprotkan satu per satu dengan satu atau beberapa nozel yang mengeluarkan kabut. Nosel ini mungkin tersumbat atau rusak. Masing-masing dilengkapi dengan sistem perpipaannya sendiri.

Semakin banyak bagian, semakin besar peluang terjadinya kesalahan, menjadikan aeroponik sebagai sistem yang lebih intensif pemeliharaan dan pemantauannya secara keseluruhan dan lebih rumit untuk disiapkan pada awalnya.

Inovasi Dalam Aeroponik

Cahaya led

Lampu LED adalah intervensi teknologi penting dalam aeroponik. Lampu ini mengkonsumsi energi jauh lebih sedikit, mengeluarkan panas lebih sedikit, dan bertahan lebih lama dibandingkan sumber cahaya lainnya.

Selain itu, tidak semua spektrum cahaya tampak berguna bagi tanaman dalam fotosintesis, sehingga LED khusus tanpa lampu hijau dapat semakin mengurangi konsumsi listrik oleh petir buatan.

Sumber: Agrikultur

Otomatisasi Berbasis IoT & Sensor

Menurunnya biaya sensor dan elektronik telah memungkinkan pemantauan terus menerus terhadap suhu, kelembapan, cahaya, tingkat pH, dan volume nutrisi.

Pertanian berbasis sensor ini membantu melacak dan menyesuaikan secara real-time agar kondisi tetap optimal setiap saat. Mengingat tingginya tingkat pemantauan yang dibutuhkan oleh aeroponik, sensor yang murah dan kuat bahkan lebih penting untuk metode ini dibandingkan metode lainnya.

Teknologi Berbasis AI

Seperti disebutkan, aeroponik memerlukan pemantauan intensif terhadap sistem air, penyakit, tingkat nutrisi, dll.

AI dapat membantu mengoptimalkan kondisi lingkungan, termasuk cahaya, kelembapan, dan tingkat nutrisi. AI juga membantu mengoptimalkan investasi dan menurunkan biaya dengan membuat rencana pertumbuhan yang dipersonalisasi untuk setiap jenis pabrik.

Ia juga dapat menggunakan visi mesin atau tes biokimia untuk memperingatkan tentang patogen sebelum manusia dapat melakukannya atau mencari tahu apakah tanaman tidak mendapatkan cukup atau terlalu banyak nutrisi.

Terakhir, dengan munculnya robot pertanian otonom, kita dapat membayangkan sistem aeroponik di mana penanaman, pemangkasan, pemanenan, dan penggantian tanaman dapat dilakukan secara otomatis.

Fogger Ultra-sonik

Aeroponik “tradisional” menggunakan nozel bertekanan rendah atau tinggi untuk menghasilkan kabut dengan partikel air aerosol yang lebih besar atau lebih kecil.

Alternatifnya adalah dengan menggunakan ultrasound untuk menghasilkan tetesan air yang sangat kecil, mirip dengan kabut. Partikelnya bisa sekecil 10 mikron. Oleh karena itu, hal ini terkadang disebut “fogponics”.

Sumber: Pohon.com

Salah satu jenis budidaya yang mendapat manfaat dari penggunaan kabut adalah bibit dan klon, yang belum benar-benar memiliki sistem perakaran. Dengan aeroponik, tanaman ini dapat menerima terlalu sedikit sehingga menjadi kering, atau terlalu banyak sehingga menyumbat dan mati lemas/busuk.

Fogponic menawarkan tekanan yang jauh lebih rendah, sehingga ideal untuk tanaman yang rapuh. Kabut juga dapat menyebar ke area yang lebih luas, mengurangi kerumitan dan masalah karena memiliki terlalu banyak nosel dan menggantinya dengan beberapa alat kabut saja.

Hal ini juga memberikan lebih sedikit nutrisi, sebuah bonus untuk kloning atau pembibitan, namun mungkin menjadi masalah bagi tanaman dewasa yang lebih besar.

Namun, sistem ini memiliki beberapa keterbatasan:

• Timbulnya panas: alat penyemprot mungkin terlalu panas dan akan mengeringkan kabut
• Akumulasi garam: bahkan lebih banyak dibandingkan dengan aeroponik, endapan garam dari nutrisi dapat menumpuk dan menyumbat alat penyemprot dan pipa. Pembersihan rutin dengan menyikat atau melarutkan garam dalam cuka/asam mungkin diperlukan.

Sumber: Luttus tumbuh

Aeroponik Berbasis Luar Angkasa

Dengan berlangsungnya perlombaan antariksa baru dan rencana pembangunan pangkalan permanen di Bulan dan Mars oleh AS, Rusia, dan Tiongkok, pertanyaan tentang bagaimana memberi makan puluhan atau bahkan ratusan astronot menjadi semakin mendesak.

Semakin banyak orang, semakin sedikit impor pangan dari Bumi yang masuk akal secara ekonomi. Namun, habitat buatan ini akan berukuran kecil, dan setiap kilo/meter kubik habitat dan rumah kaca akan memerlukan banyak biaya untuk membangun dan membawanya ke lokasi.

Jadi, memproduksi pangan lokal masuk akal untuk mengurangi biaya transportasi, dan akan menghasilkan oksigen serta mendaur ulang udara sebagai bonus tambahan, tetapi hanya jika sangat efisien. Biaya dan kelangkaan ruang serta air menjadikan sistem aeroponik pilihan yang sangat baik untuk produksi pangan berbasis ruang, dengan risiko penyakit tanaman yang lebih rendah sebagai salah satu argumen pendukungnya.

Kemungkinan untuk menanam tanaman umbi-umbian yang sangat padat energi, seperti kentang, yang juga mudah dimakan tanpa proses memasak yang terlalu rumit (berbeda dengan sereal), juga lebih menyukai aeroponik dibandingkan solusi lainnya.

Yang terpenting, kabut air kemungkinan akan jauh lebih praktis daripada air cair tanpa gravitasi.

Dan ini bukan sekedar konsep, prototipenya sudah diuji di ISS di bawah program demo teknologi eXpose Root On-Orbit Test System (XROOTS)..

Sumber: NASA

Membangun Instalasi Aeroponik

Secara keseluruhan, hidroponik lebih sederhana, lebih murah untuk dibuat, dan lebih mudah dirawat dibandingkan aeroponik.

Maka ketika berencana membangun instalasi aeroponik, pertanyaan yang bagus untuk dijawab adalah mengapa memilih aeroponik daripada hidroponik?

Namun, ada banyak kasus penggunaan yang masuk akal untuk memilih aeroponik:

• Menanam bibit atau kloning.
• Menanam tanaman umbi-umbian dalam pengaturan pertanian vertikal.
• Menumbuhkan spesies tanaman yang sangat sensitif terhadap penyakit yang ditularkan melalui air.
• Keterbatasan ekstrim pada pasokan air (lokasi gurun), dengan fokus pada penggunaan air yang lebih sedikit dibandingkan hidroponik.
• Pertumbuhan yang lebih cepat menambah nilai:
  • Ketersediaan ruang sangat penting, seperti dalam pertanian perkotaan dan budidaya ultra-lokal.
  • Permintaan berfluktuasi dengan cepat atau sulit diprediksi, sehingga perputaran yang lebih cepat memungkinkan respons yang cepat terhadap pertumbuhan atau penurunan permintaan.

Dalam kebanyakan kasus, operasi komersial akan menggunakan aeroponik, karena pengaturan dan pengoperasiannya lebih rumit daripada hidroponik yang lebih sederhana.

Namun, masih dimungkinkan untuk menggunakan sistem buatan sendiri yang berskala lebih kecil, karena sistem ini akan memberikan perputaran air dalam jumlah kecil dengan sangat cepat, sehingga memungkinkan, misalnya, untuk memiliki sistem kecil di rumah atau apartemen yang dapat menampung air dan tangki air hidroponik. menjadi tidak nyaman.

Kesimpulan

Aeroponik merupakan peningkatan yang kuat dibandingkan hidroponik untuk kondisi tertentu, memberikan kinerja unggul dalam hal kecepatan pertumbuhan, penggunaan air, risiko penyakit, dan penggunaan ruang.
Namun, sistem ini bahkan lebih kompleks, mahal, dan sulit dipelihara.

Banyaknya nosel, atau penumpukan garam dalam kasus fogponik akan memerlukan perhatian terus-menerus untuk menjaga penyetelan sistem tetap optimal. Dan kegagalan apa pun akan segera mengakibatkan tanaman layu dan mati.

Jadi aeroponik kemungkinan merupakan sistem yang cocok untuk proyek hobi kecil, di mana ruang adalah kendala terbesar dan pergantian yang cepat, atau untuk tim komersial berteknologi tinggi dan sangat berpengalaman yang siap berupaya mengoptimalkan operasi pertanian dalam ruangan mereka.

Dan bisa jadi aeroponik adalah masa depan pertanian dalam ruangan, berkat jenis tanaman yang lebih luas termasuk tanaman umbi-umbian, penggunaan air yang lebih sedikit, kerugian akibat penyakit yang lebih sedikit, dan pergantian tanaman yang lebih cepat.
Sesuatu yang bahkan mungkin benar ketika umat manusia berekspansi ke luar angkasa.