Plant Factory with Artificial Lighting Pertanian Masa Depan Indonesia

Pernahkah kita mendengar Plant Factory ? apa hubungannya dengan artificial lighting ? yup, jelas saat ini keduanya cukup banyak diperbincangkan dan cukup serius untuk dikembangkan sebagai solusi pemenuhan kebutuhan pangan Dunia. Plant Factory with Artificial Lighting (PFAL) dikenal juga sebagai sistem produksi tanaman tertutup. 

Contoh Plant Factory with Artificial Light dengan memanfaatkan cahaya LED.

PFAL adalah sistem pertanian indoor dengan kondisi mikroklimat yang terkendali untuk meningkatkan produktivitas hasil pertanian. Sesuai dengan namanya, sistem pertanian ini memanfaatkan teknologi pencahayaan buatan dengan menggunakan lampu. 

Pemanfaatan lampu sebagai pengganti cahaya matahari adalah karena tidak menentunya kondisi cuaca di berbagai belahan Dunia karena perubahan iklim yang ekstrim. Lampu yang biasa digunakan untuk PFAL adalah lampu LED (Light Emitting Diodes). 

Penggunaan lampu LED bukan tanpa alasan, hal itu karena lampu LED merupakan lampu yang sangat efisien dan ramah lingkungan. Oleh karena itu, lampu LED sangat cocok untuk kegiatan produksi komoditas pertanian yang memiliki rentang waktu yang cukup panjang dan biaya yang murah. Selain itu, lampu LED juga memiliki keunggulan dengan memilah spektrum yang spesifik, sehingga cahaya yang dipancarkan bisa sangat akurat untuk satu warna saja seperti merah, biru, hijau dan kuning.  

Pada umumnya, tanaman tidak memanfaatkan seluruh cahaya matahari yang memiliki cahaya polikromatik (memiliki beberapa warana jika diuraikan menggunakan prisma segitiga), namun hanya menggunakan spektrum warna biru dan merah untuk melakukan proses fotosintesis. Cahaya biru memiliki spektrum cahaya yang paling pendek diantara spektrum cahaya tampak lainnya, yaitu di rentang 460-470 nm. 

Sebaliknya, cahaya merah memiliki spektrum cahaya yang paling panjang diantara spektrum cahaya tampak lainnya, yaitu pada rentang 640-650 nm. Dikarenakan hanya spektrum cahaya biru dan merah saja yang dibutuhkan oleh tanaman untuk proses fotosintesis, menjadikan lampu growth light (lampu pertumbuhan tanaman untuk pertanian dalam ruangan) terdiri dari penggabungan warna biru dan merah. 

Warna hijau dan kuning cenderung tidak dimanfaatkan oleh tanaman untuk proses fotosintesis, sehingga kedua warna tersebut cenderung dipantulkan oleh tanaman. Itulah sebabnya kebanyakan daun berwarna hijau.

Kombinasi lampu LED warna merah dan biru dengan perbandingan 2:1.

Apakah tanaman yang tumbuh dengan cahaya buatan hasilnya bagus dan memiliki kandungan gizi yang baik ? Tentu saja, tidak ada bedanya pemberian cahaya buatan dengan tanaman yang tumbuh dengan cahaya matahari. Cahaya yang diberikan pada tanaman nantinya akan diserap oleh pigmen fotosintesis dan fotoreseptor. 

Spektrum cahaya berwarna biru banyak diserap oleh pigmen klorofil dan karotenoid serta diserap oleh fotoreseptor chryptochrome, phototropins dan ZEITLUPE proteins, sedangkan untuk spektrum cahaya merah akan banyak diserphytochrome . 

ap oleh pigmen klorofil dan fotoreseptor

Oleh karena itu, cukup dua spektrum cahaya saja sudah bisa menumbuhkan tanaman yang penuh kandungan gizi.

Indonesia kan negara tropis, kenapa harus ribet bikin beginian ? apakah masih relevan untuk Indonesia yang cahaya sinar matahari nya melimpah ? Eits tunggu dulu, ini memang masih banyak sekali yang mempertanyakan, tapi jika dilihat dari beberapa bulan terakhir cukup banyak petani yang gagal panen akibat kondisi cuaca yang ekstrim loh. 

Ada yang hasil panennya tergerus banjir bandang, tanaman yang kekeringan akibat kemarau panjang, bahkan ada hasil panen yang terserang hama dan banyak sekali kerugian lainnya akibat cuaca yang ekstrim. 

Oleh karena itu, mau tidak mau Indonesia harus ikut mulai mempersiapkan teknologi PFAL sebagai salah satu solusi alternatif untuk memenuhi kebutuhan pangan nasional. 

Ditambah lagi dengan permintaan konsumsi masyarakat Indonesia akan sayuran hijau terus meningkat tiap tahunnya. Dengan kondisi ini kita tidak boleh berdiam saja, perlu kontribusi semua pihak untuk mencapai #ZeroHunger pada 2030 yang diprediksi Indonesia akan menjadi negara negara penduduk terbesar ketiga di Dunia.

Referensi

• Kozai, T., Niu, G., & Takagaki, M. (2016). Indoor Vertical Farming for Efficient Quality Food Production. In Plant Factory. USA: Elsevier Inc.
• Gupta, S. D. (2017) Light Emitting Diodes for Agriculture: Smart Lighting. Edited by S. D. Gupta. Singapore: Springer Nature Singapore Pte Ltd.
• Ouzounis, T. et al. (2015) 'Predawn and high intensity application of supplemental blue light decreases the quantum yield of PSII and enhances the amount of phenolic acids, flavonoids and pigments in Lactuca sativa', Front Plant Science, 6(19). doi: 10.3389/fpls.2015.00019.
• Terashima, I. et al. (2009) 'Green Light Drives Leaf Photosynthesis More Efficiently than Red Light in Strong White, Revisiting The Enigmatic Question of Why Leaves are Green', Plant and Cell Physiology, 4(50), pp. 684--697.