Hidroponik – Pengertian, Sejarah, Kelebihan, Kekurangan, Jenis, Penerapan & Media Tanam

Budidaya tanaman dengan menerapkan hidroponik kini semakin diminati oleh masyarakat. Berbeda dengan sistem tanam konvensional, metode hidroponik dianggap lebih praktis namun tetap efektif. Beberapa contoh tumbuhan yang ditanam melalui teknik ini adalah sayur-sayuran dan buah-buahan.

Nah, bagi yang ingin mengenal lebih jauh, mempelajari serta menerapkan pola tanam ini, ada baiknya ikuti panduang dan langkah-langkah menanam dengan prinsip hidroponik berikut ini.

Pengertian Hidroponik

Hidroponik adalah budidaya menanam tanpa menggunakan media tanah, melainkan dengan cara memanfaatkan air. Satu hal yang sangat ditekankan dalam hidroponik adalah pemenuhan kebutuhan nutrisi bagi tanaman. Teknik menanam hidroponik membutuhkan air lebih sedikit jika dibandingkan dengan teknik menanam di tanah pada umumnya.

Metode tanam hidroponik sangat sesuai diterapkan di area yang memiliki sedikit air. Akan tetapi, kebutuhan nutrisi tanaman menjadi sangat penting agar pertumbuhan tanaman maksimal.

Nutrisi untuk tanaman yang dibudidayakan secara hidroponik bisa berasal dari berbagai sumber, misalnya dari kotoran ikan, kotoran bebek, pupuk kimia atau unsur buatan lainnya.

Sejarah & Asal Hidroponik

Percobaan menanam tanpa media tanah yang pertama kali tercatat dalam sejarah terdapat pada buku karya Francis Bacon berjudul Sylvia Sylvarum atau A Natural History. Buku yang dirilis pada tahun 1627 ini pun menjadi dasar diadakannya penelitian lebih lanjut mengenai cara menanam hidroponik di tahun-tahun berikutnya.

akar Pixabay

Pada tahun 1699, seorang naturalis dan geologis asal Inggris bernama John Woodward, mempublikasikan hasil menanam tanaman mint dengan teknik air. Woodward menemukan bahwa tanaman akan tumbuh lebih baik pada air yang kurang murni, dibandingkan dengan air sulingan.

Pada tahun 1842 atau hampir 2 abad kemudian dipercaya ada 9 elemen penting untuk teknik menanam menggunakan air. Selanjutnya 2 ahli botani asal Jerman, Julius von Sachs dan Wilhelm Knop pada tahun 1859-1875 berhasil mengembangkan teknik budidaya tanaman tanpa media tanah.

Metode ini pun menjadi riset standar dan teknik mengajar yang masih digunakan hingga sekarang. Pada masa ini, teknik tersebut dinamakan ‘solution culture’ atau budaya solusi.

Pada tahun 1930-an, seorang ahli botani menginvestigasi adanya beberapa wabah penyakit pada tanaman, sehingga dilakukan penelitian terhadap kondisi media tanah. Dari penelitian tersebut disimpulkan bahwa menanam dengan air akan mengurangi risiko wabah penyakit.

Pada tahun 1929, ahli tanaman dari Universitas California di Berkeley yang bernama William Frederick Gericke mulai mempromosikan teknik menanam solution culture guna kepentingan produksi pertanian. Awalnya ia menggunakan nama ‘aquaculture’ untuk metode ini, namun kemudian ia menyadari bahwa nama itu telah digunakan untuk metode lainnya.

William Frederick Gericke membuat sensasi dengan hasil tanaman tomatnya setinggi 7,6 meter. Ia menanam tomat di halaman belakang rumahnya hanya dengan menggunakan air. Akhirnya pada tahun 1937, seorang psikolog bernama W. A. Setchell mengusulkan istilah hidroponik pada Gericke. Namun pada saat itu Gericke berpikir bahwa teknik ini belum benar-benar siap untuk diaplikasikan.

Teknik Gericke menimbulkan rasa ingin tahu dan penasaran, sehingga ia mendapat permintaan untuk memberi informasi lanjutan mengenai hidroponik. Gericke menolak permintaan melakukan penelitian lebih lanjut di rumah kaca milik universitas, karena Gericke merasa pemerintah skeptis akan sistem yang ia kembangkan.

Pada akhirnya Gericke diberi sarana rumah kaca dan waktu yang cukup untuk melakukan penelitian lebih lanjut. Namun di saat yang sama, Universitas California juga menugaskan 2 ahli lain, yaitu Hoagland dan Arnon untuk mengevaluasi penemuan Gericke. Keduanya berpendapat bahwa teknik yang dilakukan Gericke tidak membawa keuntungan bagi tanaman. Pada akhirnya, Gericke melepas jabatannya di universitas karena perbedaan pendapat tersebut.

Perseteruan keduanya justru berdampak positif, karena Hoagland akhirnya menemukan cara pemberian nutrisi bagi tanaman yang dibudidayakan dengan cara hidroponik. Sehingga teknik awal milik Gericke dapat dikombinasikan dengan teknik Hoagland untuk menghasilkan tanaman yang berkualitas.

Kelebihan Teknik Hidroponik

Teknik hidroponik memiliki banyak kelebihan, salah satunya adalah berkurangnya penggunaan air untuk pertanian. Contohnya, untuk mendapatkan panen 1 kilogram tomat melalui penanaman pada media tanah, umumnya dibutuhkan air sekitar 400 liter. Sementara jika menggunakan teknik hidroponik, untuk menghasilkan jumlah tomat yang sama hanya memerlukan air sekitar 70 liter.

hidroponik Pixabay

Penghematan air tentunya sangat baik untuk pemeliharan kondisi lingkungan di masa depan. Selain itu, kawasan yang terbilang kering pada akhirnya memiliki solusi untuk bisa memproduksi tanaman. Metode hidroponik memungkinkan lingkungan yang kekurangan air untuk dapat memproduksi sendiri bahan makanan dan tidak selalu bergantung dari pasokan daerah lain.

Berikut ini adalah kelebihan bercocok tanam dengan metode hidroponik, antara lain:

  • Tidak membutuhkan tanah
  • Mampu memberi hasil yang lebih banyak
  • Lebih steril dan bersih, baik proses maupun hasilnya
  • Media tanam dapat digunakan hingga berulang kali
  • Tanaman tumbuh relatif lebih cepat
  • Bebas dari hama atau tanaman pengganggu (gulma)
  • Nutrisi tumbuhan dapat dikendalikan dengan lebih sederhana, sehingga lebih efektif dan efisien
  • Polusi nutrisi kimia bagi lingkungan lebih rendah, bahkan tidak ada sama sekali
  • Air akan terus bersikulasi dan bisa digunakan untuk keperluan lain, contohnya dijadikan akuarium
  • Mudah dilakukan di rumah

Teknik penanaman hidroponik sangat cocok dilakukan di rumah, karena lebih bersih dan ramah lingkungan. Tanaman yang diletakkan di dalam ruangan tidak perlu menggunakan tanah, sehingga tidak akan ada tanah yang jatuh berserakan dan membuat kotor.

Khusus untuk bunga-bungaan, warna bunganya bahkan bisa diatur menurut selera. Caranya adalah dengan mengatur tingkat keasaman dan kebasaan di dalam larutan nutrien yang diberikan untuk tanaman. Namun untuk melakukan teknik ini membutuhkan keahlian khusus.

Kekurangan Hidroponik

Perkembangan hidroponik di Indonesia diawali oleh hidroponik substrat, kemudian NTF (Nutrien Film Technique), serta aeroponik. Hidroponik substrak tidak sepenuhnya menggunakan air sebagai media, melainkan menggunakan media tanah bukan tanah yang dapat menyerap dan menyimpan nutrisi, air dan oksigen serta mampu menjadi media tumbuhnya akar.

Bahan-bahan dalam metode substrat adalah arang sekam, pasir, kerikil, batu apung, cocopeat, rockwool, dan spons. Selain itu, sistem irigasi menerapkan irigasi tetes agar kebutuhan unsur hara dari air terpenuhi secara berkelanjutan.

Keuntungan sistem tanam hidroponik bukan tanpa cacat, sebab metode ini juga memiliki kekurangan. Berikut ini adalah kelemahan dari metode hidroponik, antara lain:

  • Modal Besar

Pembuatan sistem hidroponik pertama kali memerlukan modal cukup banyak, terutama jika dilakukan dalam skala besar. Modal tersebut digunakan untuk membangun media tanam berupa instalasi yang terdiri dari pipa, selang, pompa akuarium dan sebagainya.

  • Sulit Mencari Perlengkapan

Meski hidroponik mulai populer, namun bahan dan alat yang dibutuhkan cenderung sulit didapatkan. Tidak semua toko pertanian menjual alat dan bahan hidroponik. Umumnya, alat dan bahan dijual oleh toko khusus hidroponik.

  • Butuh Perhatian Ekstra

Diperlukan ketelitian dalam mempraktikan hidroponik. Petani harus mampu mengontrol nutrisi serta tingkat pH secara berkala.

  • Perlu Keterampilan

Selain teliti, petani harus memiliki keterampilan dalam hal menanam, melakukan pembibitan, menyemai serta melakukan perawatan sesuai karakteristik tanaman.

Penerapan Teknik Hidroponik di Dunia

Salah satu contoh sukses penerapan teknik hidroponik terdapat di Pulau Wake, tepatnya di sebuah kawasan berbatu yang terletak di lautan pasifik. Kawasan ini merupakan tempat pengisian bahan bakar bagi Pan American Airlines, maskapai penerbangan terbesar di Amerika pada masa lalu.

Teknik hidroponik digunakan di Pulau Wake pada tahun 1930-an untuk menanam sayur-mayur bagi para penumpang pesawat. Di Pulau Wake, teknik hidroponik sangat dibutuhkan karena tidak ada tanah memadai di tempat ini. Selain itu, biaya untuk mengirim sayuran lewat udara juga sangat mahal.

Sementara itu, seorang tentara Amerika Serikat bernama Daniel I. Arnon yang memiliki keahlian di bidang nutrisi tumbuhan menggunakan pengetahuannya untuk menanam di Pulau Ponape yang terletak di bagian barat lautan pasifik. Arnon berhasil menanam dengan media batu kerikil dan air kaya nutrisi, sebab di pulau tersebut tidak ada lahan yang bisa dijadikan untuk menanam.

Bahkan NASA pun melakukan penelitian terhadap teknik hidroponik untuk kepentingan perjalanan ke luar angkasa. Di tahun 2007, pertanian di Willcox, Arizona yang bernama Eurofresh Farms, telah berhasil menjual lebih dari 200 juta pon tomat yang ditanam secara hidroponik. Tomat dari Eurofresh bebas pestisida, ditanam di wol mineral dengan pengairan tingkat tinggi.

Di tahun 2017, Kanada memiliki lahan besar untuk penanaman hidroponik berskala besar. Khususnya untuk tomat, paprika, dan timun. Diperkirakan dengan semakin berkembangnya teknogi, teknik hidroponik akan berkembang pesat ke depannya.

Jenis Teknik Hidroponik

Hidroponik terdiri dari beberapa jenis cara atau variasi, yaitu static solution culture, aeroponic, continuous flow solution culture, passive sub irrigation, flood and drain irrigation, run to waste, deep water culture, bioponic, dan bubbleponic.

Namun ada 2 teknik yang paling sering digunakan, yaitu static solution culture dan aeroponic.

1. Static Solution Culture

Dalam bahasa Indonesia, teknik ini lebih dikenal dengan nama teknik apung dan sistem sumbu. Teknik apung adalah cara menanam hidroponik dengan air statis atau tidak mengalir. Akar tanaman akan terus tercelup di dalam air dan diletakkan di dalam wadah yang berisi larutan nutrien.

Ukuran wadah yang digunakan berbeda-beda, tergantung dari ukuran tanaman dan penggunaan tanaman tersebut. Untuk skala kecil atau rumah tangga, bisa menggunakan wadah berupa gelas, toples, ember, ataupun bak air.

Wadah yang digunakan bisa berwarna maupun bening. Wadah yang bening ditutup dengan alumunium foil, cat, plastik, atau material lain untuk menghindari sinar matahari sehingga lumut tidak tumbuh.

Agar larutan nutrien dapat bersikulasi secara merata, maka harus diberi oksigen. Alat yang digunakan untuk kebutuhan ini adalah aerator berukuran kecil. Untuk budidaya skala besar, maka bisa menggunakan pompa bertenaga medium.

Sebenarnya menanam tanpa menggunakan aerator juga masih bisa dilakukan, tetapi akibatnya larutan nutrien tidak akan terserap secara sempurna ke seluruh bagian tanaman. Air tidak tersikulasi dengan baik dan akar juga kurang mendapat asupan oksigen. Tanaman masih tumbuh, namun hasilnya tidak sebaik jika dibandingkan dengan tanaman yang diberi aerator.

Larutan nutrien harus diganti secara berkala. Setiap kali larutan berkurang pada skala tertentu, larutan nutrien harus ditambah atau diganti.

2. Aeroponik

Metode tanam aeroponik tidak membutuhkan media apapun untuk menanam dan akarnya menggantung di udara. Namun akar tumbuhan harus dibasahi secara berkala dengan butiran-butiran larutan nutrien yang teksturnya sangat halus menyerupai kabut.

aeroponik Pixabay

Teknik aeroponik telah terbukti sukses dilakukan budidaya komersial untuk produksi tomat, benih kentang, tanaman daun-daunan, dan perkecambahan biji.

Richard Stoner sebagai penemu sudah mengkomersialkan metode ini sejak tahun 1983. Sehingga sejak saat itu, teknik aeroponik telah digunakan sebagai alternatif untuk menanam dengan sedikit air.

Kelebihan dari metode ini adalah bisa digunakan untuk setiap jenis tanaman, asalkan melakukannya dengan tepat. Dengan aeroponik, tanaman juga mendapatkan oksigen dan karbon dioksida pada seluruh bagian tanaman, mulai dari akar, batang, hingga daun. Sehingga dapat mempercepat pertumbuhan biomassa dan mengurangi waktu perakaran.

Teknik aeroponik mampu mengurangi timbulnya penyakit tertentu pada tanaman. NASA juga menganggap teknik aeroponik lebih menguntungkan untuk perjalanan ke luar angkasa, dibandingkan teknik menanam hidroponik sederhana.

Teknik aeroponik hanya menyisakan kabut cairan, sementara hidroponik membutuhkan air. NASA menganggap penanganan kabut di tempat tanpa gravitasi lebih mudah daripada penanganan air.

Kelebihan teknik aeroponik lainnya adalah tidak merusak jaringan akar tanaman, sehingga sebuah tanaman dapat dipanen hingga beberapa kali. Hal ini telah terbukti berhasil pada kentang dan beberapa umbi-umbian.

Media Tanam Metode Hidroponik

Dalam metode hidroponik, media tanam yang digunakan disebut sebagai inert. Inert adalah media tanam yang tidak tersedia unsur hara di dalamnya. Media tanam inert biasanya digunakan sebagai penyangga tanaman agar tanaman dapat tumbuh dan berdiri dengan baik. Sehingga tanaman tampak lebih indah terutama pada tanaman hias.

Beberapa contoh media tanam inert adalah pasir, kerikil, batu apung, spons, rockwool arang sekam, serbuk kayu atau serbu gergaji, sabut, bulu domba, sekam padi, kacang-kacangan, pecahan batu bata dan lain-lain.