PENGARUH LAMA AERASI TERHADAP PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN SAWI ( Brassica juncea L .) PADA HIDROPONIK DFT ( Deep Flow Technique )
[ THE EFFECT OF AERASION DURATION ON GROWTH AND YIELD OF GREEN MUSTARD (Brassica junce L.) ON DFT (Deep Flow Technique)

## HYDROPONICS ]
Oleh :
Diah Yulita Ningrum 1 , Sugeng Triyono 2 , Ahmad Tusi 3
1) Mahasiswa S1 Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung
2,3) Staf Pengajar Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung  komunikasi penulis, email : lietha_09@yahoo.co.id
Naskah ini diterima pada 10 Februari 2014; revisi pada 18 Maret 2014; disetujui untuk dipublikasikan pada 26 Maret 2014

## ABSTRACT
This study aims to  determine the effect of duration of aeration on the growth and yield of mustard plants (Brassica  juncea  L.),  nutrient  solution  and  electricity  consumptions.    The  experiment  was  conducted  in September  and  October  2013  at  The  Integrated  Field  Laboratory,  and  Land  and  Water  Resources Engineering  Laboratory,  The  Departement  of  Agricultural  Engineering,  The  University  of  Lampung.    The experiment consisted of four treatments of aeration intervals including N 24 M 0 (control), N 15 M 30 (15 minute on-30 minute off), N 15 M 60 (15  minute on-  60 minute off) and N 15 M 90 (15  minute on-  90 minute off).  Each treatment was divided into 3 segments along the gutter, including R1 (segment near the aerator), R2 (middle segment chamfer)  and R3  (section away from the aerator).  The results showed that  the use of a  nutrient solution circulating pump with a flow rate of 0.27 cm/s is sufficient for EC, DO, pH fairly uniform along the gutter.  Aeration with interval 15 minute on- 60 minute off turned out to produce the highest mustard crop (2,146 kg) with the lowest consumption of fertilizer and electricity by IDR 1753.00/kg.
Keywords: Aeration, DFT, hydroponics, intermitten, mustard

## ABSTRAK
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  lama  aerasi  terhadap  pertumbuhan  dan  hasil tanaman sawi ( Brassica juncea L. ), kecukupan laju sirkulasi larutan nutrisi dan tingkat konsumsi larutan nutrisi  dan  konsumsi  listrik.    Penelitian  dilaksanakan  pada  bulan  September  sampai  Oktober  2013  di Lapangan Terpadu Universitas Lampung dan Laboraturium Rekayasa Sumber Daya Air dan Lahan Jurusan Teknik  Pertanian  Universitas  Lampung.    Perlakuan  terdiri  dari  4  macam  yaitu  N 24 M 0 (kontrol),  N 15 M 30 (interval  nyala  15  menit  mati  30  menit),  N 15 M 60 (interval  nyala  15  menit  mati  60  menit  dan  N 15 M 90 (interval  nyala  15  menit  mati  90  menit).    Talang  dibedakan  menjadi  3  ruas  antara  lain  R 1 (ruas  dekat aerator), R 2 (ruas tengah  talang) dan R 3 (ruas jauh dari aerator).  Hasil penelitian  menunjukkan bahwa penggunaan pompa sirkulasi larutan nutrisi dengan laju alir 0,27 cm/detik sudah cukup karena EC, DO, pH  di  sepanjang  talang  cukup  seragam.    Perlakuan  pompa  nyala  15  menit  mati  60  menit  ternyata menghasilkan  panen  sawi  yang  tertinggi  (2,146  kg)  dengan  nilai  konsumsi  pupuk  dan  listrik  termurah (Rp. 1.753,00 /kg).
Kata Kunci : aerator, DFT, hidroponik, intermitten , sawi

## I. PENDAHULUAN
Upaya  peningkatan  usaha  tani  khususnya hortikultura  di  Indonesia  masih  mengalami berbagai  macam  masalah.  Salah  satu masalah  yang  dialami  petani  adalah  laju konversi lahan pertanian menjadi lahan non pertanian  (Anugerah,  2005).    Berdasarkan Departemen Pertanian (2007) data konversi sawah  menjadi  lahan  non  pertanian  dari tahun  1999  –  2002  mencapai  563.159  ha atau  187.719,7  ha/tahun.    Oleh  karena  itu, konversi  lahan  atau  alih  fungsi  lahan menyebabkan semakin menyempitnya lahan pertanian.
Salah  satu  solusi  untuk  menyelesaikan masalah  kekurangan  lahan  adalah  aplikasi teknologi  hidroponik.    Namun  teknologi hidroponik  umumnya  dikenal  memerlukan biaya  investasi  dan  biaya  operasional  yang mahal.  Penelitian-penelitian untuk menekan biaya investasi dan biaya operasional teknik hidroponik  yang  lebih  efisien  telah  banyak dilakukan  (Morgan  and  O’Haire,  1978; Higashide et.al , 2005; Das et.al, 2012).  Salah satu  contoh  teknologi  hidroponik  yaitu  DFT ( Deep  Flow  Technique ).    Prinsip  kerja  DFT ( Deep  Flow  Technique )  yaitu  mensirkulasi larutan  nutrisi  dan  aerasi  secara  kontinyu selama  24  jam  pada  rangkaian  aliran tertutup  (Atmaja,  2009).  Sirkulasi  larutan nutrisi  secara  terus  menerus  memerlukan energi  dan  biaya  yang  tidak  sedikit.    Salah satu  upaya  untuk  menekan  biaya  energi adalah  dengan  cara  memberikan  nutrisi secara  terputus  atau intermitten ,  seperti yang  dilakukan  oleh  Iqbal  (2006)  pada sistem fertigasi 5 menit dialiri dengan selang waktu  1  jam;  atau  penelitian  yang  lain (Abou-Hadid et.  al., 1993  ;  Carrasco et.al., 1999 ; Al-Harbi and Abdulaziz , 1999 ; Gül et. Al., 2001).
Namun  demikian,  pemberian  aerasi  dan aliran  larutan  nutrisi  secara intermitten kemungkinan  bisa  menyebabkan  oksigen terlarut  turun  sangat  rendah  dan  tidak mencukupi bagi tanaman untuk hidup sehat. Larutan  nutrisi  dinilai  sangat  baik  bila konsentrasi  oksigen  terlarut  sekitar  8  mg/l
(Purnomo,  2006).    Penelitian-penelitian tentang  pengaruh  konsentrasi  oksigen terlarut  terhadap  kesehatan  tanaman  telah banyak dilakukan sebelumnya (Racette et.al ., 1990 ; Goto et.al , 1996 ; Yoshida et.al., 1997 ; Chun  and  Takakura , 1994  ; Bonachela et.al ., 2005 ; Febriani dkk., 2010 ; Bonachela et.al .,
2010).  Tanaman dianggap masih bisa hidup sehat  pada  larutan  nutrisi  dengan  oksigen terlarut minimal 4 mg/l (Purnomo, 2006).
Penelitian  tentang  pengaruh  pemberian aerasi  dan  aliran  larutan  nutrisi  secara intermitten pada  sistem  DFT  belum  pernah dilakukan  sebelumnya.    Penelitian  ini dilakukan  untuk  mengkaji  pengaruh  lama pemberian  aerasi,  aliran  larutan  nutrisi, efisiensi  larutan  dan  konsumsi  listrik terhadap  pertumbuhan  dan  produksi sayuran sawi.

## II.  BAHAN DAN METODE
Penelitian  ini  dilaksanakan  pada  bulan September  sampai  Oktober  2013  di Lapangan Terpadu Universitas Lampung dan Laboraturium  Rekayasa  Sumber  Daya  Air dan  Lahan  Jurusan  Teknik  Pertanian Universitas  Lampung.    Alat  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  yaitu  antara  lain  talang PVC, aerator , timer , styrofoam ,  rak  bambu, kabel  listrik,  naungan  plastik,  EC  meter,  DO meter, pH meter, kamera digital, gelas ukur, selang PE, timbangan dan oven.  Bahan yang digunakan  dalam  penelitian  ini  yaitu  antara lain air, bibit sawi, nutrisi AB mix, terdiri dari larutan stok A dan stok B.
Penelitian  ini  menggunakan  4  perlakuan N 24 M 0 (kontrol),  N 15 M 30 (interval  nyala  15 menit mati 30 menit), N 15 M 60 (interval nyala 15 menit mati 60 menit) dan N 15 M 90 (interval nyala  15  menit  mati  90  menit)  dan  3 kelompok : R1 (ruas talang terdekat dengan aerator),  R2  (ruas  tengah  talang)  dan  R3 (ruas talang terjauh dari aerator).  Gambar 1 merupakan  tataletak  percobaan  yang dilakukan.
Variabel-variabel  yang  diamati  beserta frekuensi pengamatan yaitu Oksigen terlarut atau Dissolved Oxygen (DO), pH Larutan dan EC  (Konduktifitas  Listrik),  setiap  minggu); evapotranspirasi, setiap hari; tinggi tanaman dan jumlah daun, setiap minggu; berat basah berangkasan  atas  dan  bawah  (akar)  dan panjang akar, pada saat panen.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Kondisi lingkungan larutan nutrisi
Hasil  pengamatan  rata-rata  oksigen  terlarut (DO)  pada  masing-masing  talang  dan  antar ruas  talang  disajikan  dalam  grafik  sebagai berikut:
Gambar  2,  menunjukkan  bahwa  perlakuan N 15 M 90 memiliki  kandungan  O 2 terlarut terendah (6,19 mg/L) dibandingkan perlakuan  lainnya.    Menurut  Purnomo (2006)  tanaman  dengan  sistem  perakaran dalam  air  atau  kultur  air  memerlukan oksigen terlarut minimal 4 ppm atau 4 mg/L dan  maksimal  10  ppm  atau  10  mg/L. Larutan  dinilai  sangat  baik  jika  kandungan O 2 terlarut  sebesar  8  ppm  atau  8  mg/L. Perlakuan  N 15 M 90 memiliki  kandungan  O 2 terlarut  sebesar  6,19  mg/L,  oleh  karena  itu, sesuai  dengan  pernyataan  Purnomo  (2006) suplai  O 2 terlarut  pada  N 15 M 90 masih mencukupi walaupun paling rendah dibandingkan perlakuan lainnya.
Gambar 1.  Tata letak percobaan
2,0 3,2 4,4 5,6 6,8 N24M0 N15M30 N15M60 N15M90 Ok sige n T erlaru t(m g/L) Perlakuan Gambar 2.  Rata-rata oksigen terlarut antar perlakuan
Dalam  penelitian  ini,  EC  dan  pH  bukanlah termasuk  perlakuan  sehingga  diharapkan nilainya  sama.    Untuk  semua  perlakuan pengamatan  nilai  EC  dan  pH  semata-mata digunakan  untuk  melihat  homogenitas larutan  nutrisi.    Namun  demikian,  nilai  EC dan  pH  dipengaruhi  oleh  evapotranspirasi, penyerapan hara dan lain-lain sehingga tidak mudah  mempertahankan  atau  membuat  EC dan pH seragam dalam talang.
Perlakuan  N 15 M 60 memiliki  nilai  pH paling  rendah  (5,5)  dibandingkan  dengan perlakuan lainnya.  Rendahnya pH pada
N 15 M 60 lebih  disebabkan  karena  tingginya nilai EC.

## 3.2. Homogenitas larutan nutrisi di sepanjang talang
Gambar 5, 6 dan 7 merupakan diagram rata- rata nilai oksigen terlarut(DO), konduktivitas listrik (EC), dan derajat keasaman (pH) antar ruas dalam satu talang.berbeda.
Nilai DO,  EC,  dan  pH  antar  ruas  talang  yang tidak  jauh  berbeda  menunjukkan  bahwa pengadukan nutrisi oleh pompa, dengan laju alir  sebesar  0,27  cm/s  dan  debit  sebesar  1, 98  L/  menit,  sudah  cukup  memadai  atau
0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 N24M0 N15M30 N15M60 N15M90 Kon d u kt iv ita s L is trik (E C) Perlakuan Gambar 3.  Rata-rata nilai konduktivitas listrik (EC) antar perlakuan 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 N24M0 N15M30 N15M60 N15M90 De ra ja t Ke asam an (p H ) Perlakuan Gambar 4.  Rata-rata derajat keasaman (pH) antar perlakuan
5,0 5,5 6,0 6,5 R1 R2 R3 ok si gen t er larut (m g/ L)
Gambar 5.  Rata-rata oksigen terlarut (DO) antar ruas perlakuan
0,6 0,8 1,0 1,2 R1 R2 R3 Kon du kt iv it as Li st ri k (E C ) ( m S/c m ) Gambar 6.  Rata-rata konduktivitas listrik (EC) antar ruas perlakuan 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 R1 R2 R3 D er ajat Ke as am an ( pH)
Gambar 7.  Rata-rata derajat keasaman (pH) antar ruas perlakuan
pernyataan  Harjoko  (2009)  bahwa  tanaman masih mampu menyerap nutrisi dengan baik pada debit air sebesar 0, 97 L/menit.

## 3.3. Kondisi Tanaman
Gambar 8 merupakan grafik evapotranspirasi  harian  kumulatif  tanaman. Evapotranspirasi  pada  N 24 M 0 dan  juga N 15 M 30 relatif  paling  tinggi,  diduga  karena pengaruh  aerasi  yang  kontinyu  sehingga meningkatkan  pengadukan,  turbulensi,  dan pada akhirnya meningkatkan evaporasi.
Tabel  1  menyajikan  data  tanaman  antar perlakuan  saat  panen  (minggu  ke  4). Berdasarkan  data  berat  brangkasan  atas, berat  brangkasan  bawah,  dan  panjang  akar, tanaman  pada  perlakuan  N 24 M 0, N 15 M 30, dan N 15 M 60 relatif  lebih  baik  dibandingkan dengan tanaman pada perlakuan N 15 M 90 .  Hal ini  menunjukkan  bahwa  perlakuan  oksigen terlarut  yang  sudah  dikurangi  pada  N 15 M 30, dan N 15 M 60 masih mencukupi . Tanaman pada N 15 M 90 tampak  sudah  mulai  stress, terpengaruh oleh rendahnya oksigen terlarut akibat perlakuan aerator 15 menit hidup-90
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Ev ap o tra n sp iras i (m m /ta n aman ) waktu pengamatan (hari ke- ) N24M0 (Kontrol) N15M30 (Interval Nyala 15 Menit Mati 30 Menit) N15M60 (Interval Nyala 15 Menit Mati 60 Menit)
N15M90 (Interval Nyala 15 Menit Mati 90 Menit)
Gambar 8.  Evapotranspirasi harian kumulatif tanaman sawi
Tabel 1.  Kondisi Tanaman sawi antar perlakuan Perlakuan Tinggi Tanaman (cm) Jumlah Daun (helai) Berat Basah Brangkasan Atas (g) Berat Basah Brangkasan Bawah (g) Panjang Akar (cm) N 24 M 0 33,4 + 1,7 10 64,4 + 4,4 7,2 + 0,8 33,3 + 2,0 N 15 M 30 35,8 + 1,8 11 58,1 + 3,8 5,3 + 0,6 30,9 + 1,8 N 15 M 60 39,9 + 3,1 9 66,9 + 16,8 9,1 + 1,8 46,8 + 1,1 N 15 M 90 34,2 + 0,6 9 49,8+ 4,7 5,1 + 0,6 29,0 + 0,7 Tabel 2.  Kondisi tanaman sawi antar ruas dalam talang Tinggi Tanaman (cm) Jumlah Daun (helai) Berat Basah Brangkasan Atas (g) Berat Basah Brangkasan Bawah (g) Panjang Akar (cm) R1 36,1 + 3,3 10 61,3 + 9,2 7,2 + 1,9 35,9 + 6,9 R2 37,4 + 3,6 10 65,3 + 13,0 6,7 + 2,8 34,8 + 9,0 R3 34,0 + 2,0 9 52,8 + 4,9 6,2 + 1,3 34,3 + 8,3
menit  mati.    Hal  ini  terlihat  dengan parameter,  berat  brangkasan  terendah  dan panjang akarnya terpendek.
Tabel 2 menyajikan data tanaman antar ruas dalam satu talang saat panen.  Hasil tanaman pada  ruas  talang  terjauh  dari  aerator  relatif lebih  kecil  dibandingkan  dengan  tanaman pada  ruas  tengah  dan  ruas  terdekat  dengan aerator.  Hal ini diduga karena DO R 3 relatif paling  rendah,  sehingga  daya  serap  nutrisi paling  rendah  juga.    Rendahnya  daya  serap nutrisi  pada  R 3 ditunjukkan  oleh  relatif tingginya  nilai  EC  pada  R 3 (seperti  pada pembahasan sebelumnya).

## 3.4. Biaya Listrik dan pupuk
Biaya  listrik  dan  pupuk  yang  dikeluarkan pada  masing-masing  perlakuan  selama  1 bulan disajikan pada Tabel 3.
Tabel  3,  dibandingkan  dengan  perlakuan lainnya  hasil  panen  pada  perlakuan  N 15 M 60 memperoleh  hasil  paling  tinggi  (2,146  kg), sedangkan  biaya  per  kg  yang  dikeluarkan paling  murah,  yaitu  Rp  1.753,-.    Hal  ini menunjukkan bahwa perlakuan aerasi secara intermitten dapat menekan  biaya  listrik  dan pupuk dengan hasil yang optimal.

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN

## 4.1. Kesimpulan
Kesimpulan  yang  dapat  diambil  adalah sebagai berikut :
1. Lama aerasi mempengaruhi pertumbuhan dan  hasil  tanaman  sawi  ( Brassica  juncea
L.)
2. Berdasarkan  nilai  DO,  EC  dan  pH,  laju aliran  nutrisi  sebesar  0,27  cm/detik
sudah  cukup  membuat  larutan  nutrisi relatif homogen di sepanjang talang.
3. Konsumsi pupuk dan listrik paling murah adalah  perlakuan  N 15 M 60 (interval  nyala 15 menit mati 60 menit).

## 4.2. Saran
Penerapan  aerasi  dengan  interval  nyala  15 menit mati 60 menit dapat diterapkan dalam sistem  hidroponik  DFT  ( Deep  Flow Technique ),  karena  hasil  yang  diperoleh tidak  berbeda  dengan  hasil  aerasi  secara kontinyu  sehingga  dapat  menekan  biaya listrik.

## DAFTAR PUSTAKA
Anugerah, F. K. 2005. Analisis Faktor-Faktor yang  Mempengaruhi  Konversi Lahan  Sawah  ke  Penggunaan  Non
Pertanian  Kabupaten  Tangerang. Fakultas  Pertanian.    Institut Pertanian  Bogor.    www.  google. com.  Diakses pada tanggal 4 April 2013
Atmaja,  F.  D.  2009. Analisis  Keseimbangan Panas pada Bak Penanaman dalam Sistem  Hidroponik  Deep  Flow Technique (DFT) . Fakultas Teknologi  Pertanian.    Institut Pertanian Bogor. .www.google.com.    Diakses  pada tanggal 4 April 2013 Tabel 3.  Biaya listrik dan pupuk yang dikeluarkan masing-masing talang Perlakuan Aerasi (Jam/hari) Biaya Listrik (Rp) Biaya pupuk (Rp) Total biaya (Rp) Hasil Panen(kg) Biaya (Rp/kg) N 24 M 0 24 9.360,- 1.782,- 11.142,- 2,007 5.552,- N 15 M 30 8 3.120,- 2.099,- 5.219,- 1,778 2.935,- N 15 M 60 5 1.950,- 1.812,- 3.762,- 2,146 1.753,- N 15 M 90 3 1.170,- 2.478,- 3.648,- 1,538 2.372,-
Bonachela S., R. A. Acuña, J. J. Magan, and O. Malfa.  2010.    Oxygen  Enrichment of  Nutrient  Solution  of  Substrate- Grown  Vegetable  Crops  under Mediterranean Greenhouse Conditions: Oxygen Content Dynamics  and  Crop  Response . Spanish  Journal  of  Agricultural Research 8(4) : 1231-1241 Carrasco, G., E. Rodríguez, P. Escobar,  and J. Izquierdo.  1999.  Development of Nutrient Film Technique “NFT” in Chile:  The  use  of  Intermittent Recirculation  Regimes. Acta Horticulturae (481):305-310 Chun, C. and T. Takakura.  1994.  Rate of Root Respiration  of  Lettuce  under Various Dissolved Oxygen Concentrations  in  Hydroponics. Environment  Control  in  Biology 32(2) : 125-135 Das, A., S.  Bhui, and D.  Chakraborty.  2012.
Growth Behavior of Rose Plants in Low  Cost  Hydroponics  Culture. Journal  of  Horticultural  Science  & Ornamental Plants 4 (1): 01-06 Departemen  Pertanian.  2007.  Rencana Strategis Direktorat Jendral Pengelolaan Lahan dan Air Tahun 2005-2009  ( Review ).    Direktorat Jendral  Pengelolaan  Lahan  dan
Air.  Jakarta Febriani, N. S., D.  Indradewa, dan S.  Waluyo. 2010.    Pengaruh  Pemotongan Akar  dan  Lama  Aerasi  Media Terhadap  Pertumbuhan  Selada (Lactuca  sativa  L.)  Nutrient  Film
Technique .    Jurnal  Pertanian Universitas Gajah Mada 1(1) Goto,  E.,  A.J.    Both,  L.D.    Albright,  R.W. Langhans,  and  A.R.    Leed.    1996. Effect  of Dissolved  Oxygen Concentration  on  Lettuce  Growth in  Floating  Hydroponics. Acta Horticulturae (440):205-210
Gül  A.,  I.H.  Tüzel,  Y.  Tüzel,  and  R.Z.  Eltez.
2001.    Effect  of  Continuous  and
Intermittent  Solution  Circulation on  Tomato  Plants  Grown  in  NFT.
Acta Horticulturae (554):205-212 Harjoko,  D.    2009.    Studi  Macam  Media  dan Debit Aliran Terhadap Pertumbuhan  Dan  hasil  Tanaman Sawi  ( Brassica  juncea  L .)  Secara hidroponik NFT . Agrosains 11(2): 58-62 Higashide,  T.,  Y.    Kasahara,  T.  Ibuki,  and  O. Sumikawa.  2005.  Development of Closed, Energy-Saving Hydroponics  for  Sloping  Land. Acta Horticulturae (691):243-248 Iqbal,  M.  2006 .  Penggunaan  Pupuk  Majemuk Sebagai  Sumber  Hara  Pada Budidaya Bayam Secara Hidroponik  Dengan  Tiga  Cara Fertigasi. Fakultas Pertanian. IPB Morgan,  J.V.  and  R.    O’Haire.    1978.    Heated Hydroponic  Solutions  as  an
Energy  Saving  Technique. Acta Horticulturae (76):173-180 Purnomo,  A.  2006. Oksigen  Terlarut  (DO)  1 dan 2. http://belajarhidroponik.blogspot .com/2006/10/oksigen-terlarut- do-1.html . Diakses pada tanggal  3 April 2013. Racette,  S.,  I.  Louis  and  J.G.    Torrey.    1990. Cluster  Root  Formation  by Gymnostoma Papuanum (Casuarinaceae)  in  Relation  to Aeration  and  Mineral  Nutrient Availability  in  Water  Culture. Canadian  Journal  of  Botany , 68(12) : 2564-2570
Yoshida,  S.,  M.  Kitano,  and  H. Eguchi.    1997.
Growth of Lettuce Plants (Lactuca Sativa L.)  Under  Control  of
Dissolved  O 2 Concentration  in Hydroponics. BIOTRONICS 26  :
39-45