Judul: Simulasi Temperatur Larutan Nutrisi di Tangki dan Bedeng pada Desain Bedeng Hidroponik dalam Budidaya Tanaman Tomat (Lycopersicon esculentum Mill.)
Abstrak: Penerapan teknologi dalam proses budidaya adalah salah satu cara manusia untuk meningkatkan produktivitas hasil tanaman. Seiring dengan berjalannya waktu, teknologi budidaya secara hidroponik terus mengalami modifikasi. Modifikasi dilakukan agar lingkungan memberikan tempat yang optimum bagi pertumbuhan tanaman. Faktor-faktor lingkungan yang memengaruhi pertumbuhan tanaman seperti temperatur, ketersediaan CO2, kelembaban udara, konsentrasi dan keasaman larutan nutrisi, cahaya dan kecepatan angin dapat direkayasa untuk menghasilkan tanaman atau buah berkualitas baik. Banyak cara mengatasi kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan bagi tanaman budidaya, seperti tingginya temperatur di dalam greenhouse yang dapat dilakukan pengendalian lingkungan dengan cara misting, ventilasi dan pendinginan. Pengendalian dengan pendinginan seluruh lingkungan sekitar tanaman jarang dilakukan karena memerlukan biaya dan energi yang tidak sedikit. Daerah tanaman yang sering mendapat perlakuan pendinginan adalah daerah perakaran, yang mana pada teknik hidroponik secara Nutrient Film Technique (NFT) pendinginan daerah terbatas lingkungan perakaran dilakukan dengan mendinginkan nutrisi yang terdapat pada tangki menggunakan unit pendingin. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan model matematik simulasi pendugaan temperatur larutan nutrisi di tangki dan bedeng hidroponik sistem NFT berdasarkan keseimbangan termal dan pindah panas. Menggunakan model tersebut untuk melakukan simulasi pendugaan temperatur nutrisi di tangki dan bedeng tanaman NFT pada kondisi panjang bedeng, kapasitas unit pendingin dan interval pengoperasian unit pendingin yang berbeda. Penelitian dilakukan di dalam greenhouse tipe standard span Laboratorium Lapangan Departemen Teknik Pertanian, IPB, Leuwikopo pada bulan Maret sampai dengan Oktober 2008. Alat-alat yang digunakan meliputi bedeng tanaman NFT, penyangga bedeng, tangki larutan nutrisi, saluran pipa, pompa air, unit pendingin, Chino Recorder dan perangkat komputer. Bahan yang digunakan antara lain benih tomat varietas recento, pupuk nutrisi Joro A & B Mix, air, polybag, arang sekam, plastik polyethilene, styrofoam dan busa. Bedeng yang digunakan untuk penelitian berjumlah 3 buah. Masing-masing bedeng mendapat perlakuan berbeda pada pendinginan nutrisi di tangki. Perlakuan pertama adalah perlakuan tanpa pendinginan nutrisi, perlakuan kedua adalah pendinginan nutrisi siang-malam dan ketiga adalah perlakuan pendinginan nutrisi malam hari (pukul 18.00 WIB sampai 06.00 WIB). Tahapan penelitian meliputi tahap persiapan yang terdiri dari beberapa kegiatan seperti sterilisasi greenhouse, pembuatan bedeng tanaman dan infrastrukur pendukung NFT, pembenihan dan perawatan bibit. Tahap kedua adalah pengamatan dan pengukuran selama dua hari yang berbeda, hari mewakili fase pembungaan dan hari mewakili fase pembuahan. Pengukuran dilakukan setiap 30 menit selama 24 jam terhadap parameter-parameter lingkungan (kecuali laju aliran massa nutrisi dan kecepatan udara) meliputi iradiasi surya, temperatur udara greenhouse, temperatur nutrisi di tangki dan bedeng tanaman. Tahap ketiga adalah pengembangan model matematik keseimbangan termal dan pindah panas di tangki dan bedeng tanaman. Tahap keempat melakukan validasi terhadap model yang diperoleh menggunakan data pengukuran. Tahap terakhir adalah simulasi temperatur nutrisi di tangki dan bedeng terhadap kondisi panjang bedeng, kapasitas unit pendingin dan interval pengoperasian unit pendingin yang berbeda. Terdapat tiga macam model matematik yang berbeda dari analisis keseimbangan termal dan pindah panas setelah diselesaikan dengan metode numerik beda hingga Euler (finite difference methode) untuk simulasi. Pertama adalah pada tangki yang tidak dilengkapi unit pendingin T􀭲􁈺􀯜􀬾􀬵􁈻􀵌T􀭲􁈺􀯜􁈻􀵅mΔ Ct􀭮􁉀m􁈶 C􀭮T􀭠􀵆m􁈶 C􀭮T􀭲􀵅U􀭲 A􀭲 􀵫T􀭥􀵆T􀭲􀵯􁉁 Kedua, di tangki yang dilengkapi unit pendingin sedikit berbeda, dikarenakan adanya kalor yang diserap oleh unit pendingin. Secara matematis ditulis sebagai T􀭲􁈺􀯜􀬾􀬵􁈻􀵌T􀭲􁈺􀯜􁈻􀵅mΔ Ct􀭮􁉀m􁈶 C􀭮T􀭠􀵆m􁈶 C􀭮T􀭲􀵆􀜳􀵅U􀭲 A􀭲
Keyword: