Menumbuhkan Tanaman dari Udara Tipis: Aeroponik Menawarkan Harapan Baru bagi Dunia yang Kekurangan Lahan dan Air

Dengan teknologi baru dan konsep yang sedang berkembang, cara-cara pertanian juga mengambil jalur yang berbeda dan menarik. Salah satu inovasi tersebut adalah Aeroponik, yang berarti menumbuhkan di udara dalam bentuk literatur paling sederhana. 

Dalam konteks pertanian yang tepat, ini adalah teknik menanam tanaman dalam lingkungan kabut kaya nutrisi tanpa memerlukan tanah. 

Menurut perkiraan riset pasar, ia telah mendapatkan traksi signifikan selama beberapa tahun terakhir, menumbuh menjadi lebih dari US$870 juta pada 2022 dari US$523,7 juta pada 2017. Tingkat pertumbuhan menunjukkan bahwa ia akan segera menjadi industri multi-miliar dolar di seluruh dunia. 

Berbagai keuntungan mendorong pertumbuhan Aeroponik, namun yang paling signifikan adalah kebutuhan airnya yang sangat minimal. Ia membutuhkan 80‑90% lebih sedikit air dibandingkan pertanian berbasis tanah dan dapat menghasilkan lebih banyak tanaman dalam waktu yang lebih singkat dibandingkan pertanian tradisional di lapangan. 

Selain itu, ia tidak memerlukan lahan yang luas untuk melakukan budidaya dalam volume dan variasi yang berarti. Ilmu pertumbuhannya, yang akan kami bahas secara detail, membuatnya ramah lingkungan dengan jejak karbon yang jauh lebih kecil.

Beberapa perusahaan menjadi penyedia layanan, mendorong pertumbuhan dan memperkuat kepemimpinan kategori, termasuk:

• AeroFarms LLC,
• AEssense Corp
• Agrihouse Brands
• Altihouse Farms
• Barton Breeze
• Bifarm Tech
• Biopolus
• Bowery Farming
• CleanGreens Solutions
• Evergreen Farm
• Freight Farms
• Future Growing
• Good Life Growing
• Hexagro Urban Farming
• LettUs Grow
• Living Green Farm
• Neofarms GmbH, dan lainnya. 

Klik di sini untuk mempelajari semua tentang pertanian vertikal.

Ilmu di Balik Aeroponik

Untuk memulai, Aeroponik tidak memerlukan tanah untuk menghasilkan tanaman. Sebaliknya, akar yang digantung di udara disirami oleh kabut kaya nutrisi. Dengan kata lain, udara berfungsi sebagai tanah dan kabut sebagai sumber air. 

Agar akar dapat menyerap kabut kaya nutrisi, suspensi akar harus terjadi dalam atmosfer yang tertutup penuh atau sebagian. Atmosfer tertutup harus dikendalikan cuacanya agar akar yang tergantung menerima jumlah cahaya dan udara yang tepat bersama dengan kabut. 

Budidaya dalam atmosfer tertutup dan terkontrol berarti lebih banyak oksigen untuk tanaman dalam produksi makanan dan secara signifikan mengurangi peluang hama serta kerentanan lain yang merusak tanaman. 

Studi menunjukkan bahwa dalam aeroponik, tanaman memiliki akses 100% ke karbon dioksida untuk fotosintesis, antara 450 ppm hingga 780 ppm. Ia juga mengonsumsi 70% lebih sedikit air dibandingkan hidroponik, praktik menumbuhkan tanaman dalam larutan nutrisi dengan atau tanpa substrat tanpa tanah untuk memberikan dukungan fisik. 

Dalam aeroponik, busa biodegradable menutupi bagian batang bawah tanaman untuk akhirnya menghubungkannya atau memasukkannya ke dalam lubang ruang aeroponik. Cairan kaya nutrisi disebarkan di ruang-ruang ini melalui mode penyemprotan dalam interval otomatis yang sering. 

Inovasi dalam Ruang Aeroponik

Peran teknologi dalam Aeroponik terlihat jelas di semua fase siklus hidupnya, termasuk moderasi akurat faktor lingkungan seperti konservasi air, optimasi ruang, serta kontrol hama dan penyakit. 

Untuk memudahkan diskusi, kami telah membagi peran teknologi dalam Aeroponik menjadi empat vertikal: sensor pemantauan lingkungan, penggunaan AI, IoT, dan Data untuk membuat proses produksi lebih cerdas, teknologi untuk meningkatkan dispenser, dan teknik energi terbarukan. 

Sensor Pemantauan Lingkungan

Sensor-sensor ini memantau berbagai faktor lingkungan secara real‑time, termasuk suhu, kelembapan, dan tingkat nutrisi. Mereka memungkinkan petani membuat keputusan yang tepat tentang cara meningkatkan proses mereka. Selain itu, solusi ini dilengkapi dengan opsi integrasi sistem kontrol otomatis untuk menyesuaikan dengan perubahan kondisi lingkungan.

Penggunaan AI, IoT, dan Data

Solusi-solusi ini, yang sering disebut bersama sebagai Industri 4.0, membantu mengoptimalkan efisiensi dalam berbagai cara. Mereka dapat mengotomatisasi tugas berulang, mendeteksi penyakit tanaman secara dini, menyarankan langkah pencegahan yang tepat, dan menganalisis data besar yang krusial bagi pertumbuhan tanaman. 

Teknologi untuk Meningkatkan Dispenser

Teknologi terkait dispenser memainkan peran penting dalam keberhasilan aeroponik. Tugas dispenser dalam aeroponik adalah menyampaikan nutrisi dan air ke tanaman. Dispenser ini meliputi atomizer, sprayer, nebulizer, dispersi ultrasonik, pompa air, dan pompa sentrifugal. 

Memiliki teknologi dispenser kelas terdepan memastikan tanaman menerima dosis yang tepat. Teknologi dispenser otomatis membantu mengurangi tenaga kerja manual dan menghemat sumber daya.

Teknik Energi Terbarukan

Aeroponik merupakan teknik pertanian yang cocok untuk memanfaatkan berbagai opsi energi terbarukan dan alternatif. Seseorang dapat menyalakan kebun aeroponik dengan sumber energi surya atau angin, mengurangi ketergantungan pada listrik jaringan yang merusak lingkungan. Penggunaan energi terbarukan yang bijaksana juga dapat menjadi sangat hemat biaya bagi petani aeroponik ketika mereka mencapai skala. 

Dalam skenario ideal, semua intervensi teknologi ini harus memberikan kontribusi optimal untuk menjadikan aeroponik pilihan pertanian yang efisien. 

Namun, karena aeroponik masih merupakan teknik yang berkembang, masih dalam proses penyempurnaan, diperlukan waktu untuk memaksimalkan pengembalian dari setiap investasi ini. 

Dalam konteks ini, kita juga harus ingat bahwa dibutuhkan bertahun‑tahun penelitian serta banyak percobaan dan kesalahan di lapangan untuk mencapai posisi kita saat ini.

Garis Waktu Evolusi Aeroponik

Istilah Aeroponik berusia hampir 70 tahun, diciptakan oleh F.W. Went pada tahun 1957 untuk proses menumbuhkan di udara guna menanam kopi dan tomat. Perusahaan GTi milik R J Stoner pertama kali memproduksi perangkat aeroponik untuk penggunaan komersial. 

Bapak Stoner memasarkan perangkat tersebut sebagai Genesis Rooting System. Ia juga dianggap sebagai ‘bapak teknologi aeroponik Amerika’. Pada tahun 2013, Dewey Davidson, seorang hobiis kebun belakang, petani, dan penemu, mematenkan Dewey Mister 2013. 

Sejak itu, penemuan baru, inovasi, dan konsep teknologi telah membantu aeroponik tumbuh tahun demi tahun untuk mewujudkan potensinya. 

Bisnis Transformasional di Bidang Aeroponik

 1. Aerofarms

AeroFarms telah menjadi salah satu pemain terdepan di bidang ini, dengan kehadirannya sejak 2004. Beberapa fitur yang membuatnya menonjol dan menetapkan kepemimpinan kategori selama dua dekade terakhir meliputi keahlian dalam menciptakan lingkungan yang sepenuhnya terkendali serta kemampuan bekerja dengan pengaturan biologi tanaman yang dioptimalkan, data yang lebih cerdas, dan medium kain pertumbuhan yang dipatenkan. 

Teknologi proprieternya telah mengoptimalkan pertumbuhan tanaman dengan 95% lebih sedikit air dan tanpa pestisida. 

Membangun kemampuan aeroponik mutakhir di AeroFarms berarti menciptakan ruang interdisipliner ideal bagi inovasi untuk berkembang. Ini adalah ruang di mana hortikultura berpotongan dengan genetika, teknik, keamanan pangan, ilmu data, nutrisi, dan lainnya.

AeroFarms telah menumbuhkan lebih dari 550 varietas tanaman hingga kini, termasuk sayuran hijau, beri, tomat, dan lainnya. 

Didirikan oleh David Rosenberg, Ed Harwood, dan Marc Oshima serta berpusat di Newark, New Jersey, Amerika Serikat, AeroFarms adalah bisnis yang sepenuhnya didanai dengan sebelas putaran pendanaan sejauh ini. Ia memiliki tiga belas investor secara total, termasuk lima investor utama. Kebun ini mengumpulkan lebih dari US$70 juta pada 28 September 2023. 

2. LettUs Grow

LettUs Grow adalah pemimpin kategori lain di bidang ini, dengan tim insinyurnya bekerja bersama perancang rumah kaca skala hektar untuk mengembangkan terobosan selanjutnya dalam Pertanian Lingkungan Terkontrol (CEA), yang dikenal sebagai Aeroponic Rolling Benches. 

Inovasi mutakhir ini, dengan penawaran aquaponik tanpa nozzle yang dipatenkan oleh LettUs Grow, akan menghasilkan tingkat efisiensi pertumbuhan yang sangat tinggi dan hasil yang superior dengan konsumsi air yang jauh lebih rendah. 

Bangku yang dipatenkan akan tersedia dalam format modular dan skalabel, mudah dipasang. Ia akan dapat diterapkan untuk portofolio tanaman yang beragam, dirancang untuk cocok secara universal dalam rumah kaca lapisan tunggal komersial dan tumpukan pertanian dalam ruangan. 

Perusahaan mengklaim bahwa penerapan solusi ini dapat meningkatkan hasil hingga 20% bagi petani komersial dengan konsumsi air yang jauh lebih rendah dibandingkan hidroponik. 

Didirikan oleh Ben Crowther, Charlie Guy, dan Jack Farmer serta berpusat di Bristol, Inggris, LettUs Grow adalah startup Seri A. Ia telah menjalani enam putaran pendanaan sejauh ini. Pada putaran pendanaan terbarunya, ia mengumpulkan 2,5 juta pound sterling pada 23 Maret 2023. 

3. Barton Breeze

Barton Breeze, nama terkemuka lainnya dalam aeroponik, telah membuktikan efektivitasnya di lebih dari 800.000 kaki persegi kebun otomatis di India, dengan lebih dari enam puluh varietas tanaman yang ditanam, menghasilkan lebih dari 1.450.000 kilogram makanan setiap tahun. 

World Economic Forum mengakui upaya Barton Breeze dalam laporan 22 Maret 2022 karena telah memiliki  10 hektar pertanian vertikal yang sedang dibudidayakan, menghasilkan 3.250 ton tanaman dari lebih dari 65 varietas tanaman berbeda.

Perusahaan mengumpulkan 66 juta Rupee India dalam putaran benih pada 28 Februari 2023. Barton Breeze berpusat di Gurgaon, Haryana, India. Ia telah beroperasi sejak 2018.

4. Aeroponics Saffron Farming

Dalam contoh lain, sebuah startup India unik dari Gandhinagar, negara Gujarat, telah mengembangkan cara otentik menanam saffron melalui aeroponik. Ini unik karena menanam tanaman yang biasanya membutuhkan iklim lebih sejuk di atmosfer panas dan kering negara bagian tersebut. 

Startup ini didirikan pada Desember 2021 oleh Sahil Ninama dan Mayank Dabhi serta diinkubasi di Swarnim Incubation Center dari Swarnim Startup and Innovation University. 

Tidak hanya startup ini menyelesaikan tantangan terkait cuaca, tetapi juga memastikan bahwa tanaman dapat dibudidayakan empat kali setahun dengan biaya produksi seperempat dari biaya tradisional. Para pendiri juga mengklaim tidak ada penurunan kualitas, bahkan pada tingkat produksi yang meningkat. 

Skenario Komersial Aeroponik: Konteks Global

Sebuah laporan yang dipublikasikan oleh World Economic Forum berpendapat bahwa aeroponik akan muncul sebagai alternatif global yang sesungguhnya bagi budidaya tradisional. Karena membantu tanaman tumbuh tanpa tanah dan penggunaan air yang minimal, ia menawarkan harapan bagi wilayah kering di mana budidaya dengan cara konvensional sulit dilakukan. 

WEF mencatat kegunaan aeroponik di negara seperti Yordania, antara lain, di mana air langka dan pertanian menyerap lebih dari 52% pasokan air negara. Mengakui minat yang meningkat terhadap metode pertanian berkelanjutan secara global, sebuah survei mengidentifikasi lebih dari 110 startup perusahaan aeroponik di Amerika Utara dan Selatan, Eropa, Timur Tengah, dan India.

Aeroponik: Peluang dan Tantangan

Dalam hal peluang, aeroponik memerlukan infrastruktur yang moderat. Yang dibutuhkan hanyalah sumber cahaya untuk memungkinkan tanaman melakukan fotosintesis dan menyimpan energi, medium berbentuk kain untuk memisahkan tanaman dari akarnya serta memberi dukungan pertumbuhan, dan kabut kaya nutrisi di ruang larutan untuk sistem akar menyerap. 

Karena aquaponik bekerja dengan mendaur ulang larutan nutrisi, ia tidak membuang air. Namun, tetap memerlukan listrik untuk menggerakkan pompa dan cahaya buatan agar tanaman tumbuh. 

Agar Aeroponik benar‑benar berkembang, pelatihan dan edukasi petani menjadi keharusan. Petani memerlukan peningkatan keterampilan secara berkelanjutan untuk mengikuti bidang yang dipenuhi inovasi dan munculnya teknologi baru. Salah satu area yang memerlukan pelatihan adalah cara menjaga kebersihan sistem.

Secara keseluruhan, keberhasilan aeroponik bergantung pada penanganan kombinasi faktor secara tepat. Penanganan yang tidak tepat pada satu faktor dapat menyebabkan kegagalan seluruh sistem. 

Aeroponik juga harus memiliki struktur yang kuat yang memungkinkan pasokan cahaya dan udara yang tepat, terutama ke bagian tanaman yang terpapar. 

Aeroponik, yang beroperasi melalui dua komponen utama, akar dan kanopi, juga sebagian bergantung pada hidroponik. Oleh karena itu, setiap petani yang ingin memanfaatkan aeroponik harus memiliki pengetahuan yang tepat tentang hidroponik. Misalnya, aeroponik harus memiliki sistem cadangan untuk memasok nutrisi yang diperlukan bagi tanaman jika sistem yang ada gagal. 

Pompa diafragma bertekanan tinggi (80 psi) digunakan dalam aeroponik bertekanan tinggi untuk memasok nutrisi ke akar melalui kepala kabut berukuran 20‑50 mm. Pengetahuan kontinjensi semacam ini diperlukan untuk menjalankan kebun aeroponik secara sukses. 

Semua itu hanya dapat dicapai melalui pelatihan dan edukasi holistik tentang cara budidaya berbagai tanaman dan tanaman pangan dalam berbagai kondisi. 

Aeroponik: Apa yang Akan Terjadi di Masa Depan

Populasi planet ini meningkat tajam, dan begitu pula permintaan akan makanan. Menurut perkiraan Perserikatan Bangsa-Bangsa, populasi global diproyeksikan mencapai hampir 11 miliar pada tahun 2100.

Pasokan air dan lahan alami tidak dapat tumbuh secara proporsional, karena keduanya merupakan sumber daya terbatas seperti bahan bakar fosil. Metode pertanian tradisional mengonsumsi hampir 70% air dunia. Jika tren ini berlanjut, diproyeksikan hampir 2 miliar orang akan hidup di daerah yang mengalami stres air pada tahun 2025.

Aeroponik telah muncul sebagai solusi untuk tantangan ini. Menurut angka yang dikeluarkan oleh AeroFarms, tekniknya memerlukan hanya 1% dari lahan yang akan dibutuhkan dalam pertanian konvensional. Kebun tersebut percaya bahwa aeroponik dapat menjadi 390 kali lebih efisien dalam penggunaan lahan untuk menumbuhkan volume tanaman yang sama, menghasilkan hingga 26 panen setiap tahun. 

Namun aeroponik hanya akan mewujudkan potensi sejatinya jika menawarkan skalabilitas yang nyata. Untuk menjadi sistem pelengkap bagi pertanian konvensional, ia harus dapat diterapkan secara sukses di banyak area lain guna memenuhi volume produksi yang dibutuhkan planet kita. 

Dengan inovasi yang terus berkembang, kemungkinan menjadikan aeroponik sebagai alternatif yang layak bagi pertanian berbasis lahan tidak lagi menjadi realitas yang jauh. 

Klik di sini untuk membaca bagaimana robotika merevolusi pertanian.