Lampu Pintar Untuk Urban Farming

Senin, 09 Juli 2018, 02:22 WIB

Pemakaian lampu LED pada urban farming sebagai pengganti cahaya matahari

AGRONET - Pertumbuhan jumlah penduduk yang cepat, dampak perubahan iklim, meningkatnya lahan kering, dan berkurangnya pasokan air tawar, masih tetap menghantui para ahli pertanian akan berkurangnya pasokan makanan dimasa depan. Bayangkan, jumlah penduduk bumi saat ini mencapai hampir 7,6 milyar. Diperkirakan pada 2030 akan meningkat menjadi 8,6 milyar, tahun 2050 menjadi 9,8 milyar, dan pada tahun 2100 menjadi 11,2 milyar.

Berbagai upaya dan pengembangan teknologi telah dilakukan seperti pembukaan lahan pertanian di gurun pasir dan pertanian di perkotaan dengan menggunakan pertanian vertikal dalam rumah kaca (urban farming). Namun ini saja belum cukup. Khususnya untuk urban farming, masih terdapat beberapa kendala. Walaupun hasil produksinya memuaskan namun biayanya masih sangat mahal.

Salah satu inovasi yang dilakukan untuk menyiasati efisiensi urban farming adalah dengan menggunakan lampu yang tepat. Seperti diketahui, lampu pada urban farming berfungsi sebagai pengganti cahaya alami (cahaya matahari) yang berguna untuk proses fotosintesis.

Ada beberapa jenis lampu yang kita kenal, beberapa di antaranya adalah ;

1. Lampu Pijar. Lampu ini menghasilkan cahaya dari filamen di dalam lampu ketika dialiri arus listrik. Filamen menjadi panas dan menghasilkan cahaya. Lampu pijar sudah mulai ditinggalkan, karena boros pemakaian listrik.

2. Lampu Halogen. Lampu jenis ini menggunakan campuran gas mulia dan sedikit gas halogen untuk mengisi bagian dalam bola lampu. Filamen pada lampu halogen mampu beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dibandingkan lampu pijar dan lebih tahan lama. Energi listrik yang digunakan juga lebih sedikit dibandingkan lampu pijar. Lampu halogen yang beroperasi pada suhu tinggi, membuat lampu ini menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang yang lebih besar.

3. Lampu Fluorescent. Lampu yang lebih dikenal dengan lampu neon ini bekerja menggunakan tabung yang berisi gas argon dan merkuri. Pada saat dalam tabung dialiri arus listrik, dihasilkan reaksi yang memancarkan cahaya.

4. Compact Fluorescent Lamps (CFL). Lampu ini banyak digunakan di rumah dan di perkantoran. Prinsip kerjanya sama dengan lampu neon. Hanya saja ukuran tabung lampu ebih kecil dengan bentuk melingkar. Dibandingkan lampu neon biasa, lampu ini menghasilkan panas lebih sedikit sehingga lebih hemat listrik.

5. Lampu Mercury. Lampu ini cara kerjanya sama dengan lampu neon. Gas merkuri dalam tabung akan memancarkan cahaya saat dialiri arus listrik.

6. Lampu High Pressure Sodium (HPS). Lampu ini merupakan jenis lampu discharge dengan intensitas tinggi. Dibandingkan dengan lampu neon dan lampu pijar, lampu ini mampu menghasilkan cahaya dengan intensitas lebih besar.

7. Lampu Low Pressure Sodium (LPS). Lampu ini memiliki efikasi (perubahan energi listrik menjadi cahaya) paling tinggi dibandingkan semua jenis lampu yang ada di pasaran. Lampu ini memancarkan cahaya berwarna kuning, dan kemampuannya sama dengan Lampu HPS.

8. Lampu Light Emitting Diode (LED). Lampu ini bekerja tanpa filamen, konsumsi daya listriknya rendah, dan tahan lama. Perkembangan lampu LED yang pesat membuat kini banyak digunakan di rumah dan perkantoran.

Sebagai sumber cahaya pada urban farming, perlu diperhatikan intensitas, kualitas, dan lama penyinaran. Untuk fotosintesis, dibutuhkan intensitas cahaya minimal tertentu. Intensitas cahaya yang kurang berarti fotosintesis akan lambat. Sebaliknya, jika intensitas cahaya tinggi, maka fotosintesis akan berjalan lebih cepat.

Cahaya matahari sebagai satu-satunya sumber cahaya alami, memiliki beberapa spektrum dan setiap spektrum memiliki panjang gelombang yang berbeda. Sehingga pengaruhnya terhadap fotosintesis juga akan berbeda.
Panjang gelombang cahaya dari yang panjang hingga ke pendek adalah; cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Klorofil akan menyerap semua warna cahaya, kecuali cahaya hijau yang justru dipantulkan oleh klorofil. Akibatnya, daun tampak hijau. Spektrum cahaya merah adalah yang paling efektif diserap klorofil untuk keperluan aktivitas fotosintesis tumbuhan.

Cahaya yang dipancarkan matahari meliputi cahaya tampak dan tidak tampak (ultra violet dan infra merah). Cahaya tampak memiliki panjang gelombang berkisar antara 400 sampai dengan 700 nm. Sedangkan, cahaya tak tampak ultra violet memiliki panjang gelombang kurang 400 nm, dan infra merah lebih besar dari 700 nm (menghasilkan panas). Spektrum warna yang paling efektif bagi klorofil untuk melakukan fotosintesis adalah warna merah (panjang gelombang 640 – 660 nm) dan warna biru (440 – 470 nm).

Dari sekian banyak jenis lampu yang ada, lampu LED dianggap paling tepat digunakan pada urban farming, menggantikan cahaya matahari. Selain karena lebih irit energi listrik dan tahan lama, lampu LED dapat menghasilkan komponen cahaya merah atau biru yang lebih besar dengan intensitas dan spektrum cahaya yang lebih mirip cahaya alami.

Dalam pertumbuhannya, tanaman membutuhkan berbagai panjang gelombang cahaya yang berbeda, tergantung jenis tanaman dan fase pertumbuhan. Untuk menghasilkan anggur, tomat, dan sejenisnya, dibutuhkan terutama cahaya biru untuk meningkatkan fotosintesis.

Cahaya biru juga dibutuhkan oleh semua jenis tanaman hijau dan algae (ganggang), terutama untuk pertumbuhan vegetatif. Sedangkan spektrum warna merah dibutuhkan oleh tanaman yang mempunyai daun berwarna merah untuk melakukan fotosintesis dan untuk perkembangan generatif tanaman.

Untuk tanaman selada, tomat, dan basil dibutuhkan cahaya dengan panjang gelombang seperti yang dimiliki cahaya merah dan biru untuk fotosintesis dan pertumbuhan yang optimal. Cahaya yang dipancarkan oleh lampu LED dengan menggabungkan komponen warna ini akan menghasilkan aura merah muda.

Dengan menggunakan lampu LED, petani modern tidak lagi bergantung pada sumber cahaya alami. Tidak peduli kondisi cuaca -apakah hujan seharian atau di malam hari- tanaman tetap akan mendapat cahaya konstan yang dihasilkan oleh lampu LED, sehingga pertumbuhan tanaman lebih cepat dan lebih subur.

Menurut Dr. Dickson Despommier dari Universitas Columbia, seorang visioner di bidang urban farming, satu hektar lahan urban farming dapat menggantikan lahan sepuluh kali lebih luas di lapangan terbuka. Setiap tahun urban farming dengan lahan seluas 500 meter persegi dapat menghasilkan 50 ton selada dan sayuran.

Sistem pencahayaan modern yang terdapat pada teknologi lampu LED ini dapat secara spesifik diatur ke panjang gelombang yang diperlukan. Sehingga setiap jenis tanaman dapat disinari dengan spektrum cahaya yang tepat.
Teknologi lampu yang terkini juga memudahkan penyesuaian intensitas pencahayaan secara fleksibel. Ini berarti tanaman tidak lagi harus bekerja untuk memperpanjang batang ke arah matahari untuk mendapatkan sinar matahari secara maksimal.

Sebagai gantinya, tanaman dapat mencurahkan seluruh energinya untuk menghasilkan buah, sehingga dapat diperoleh hasil yang lebih tinggi dibandingkan tanaman yang sama yang ditanam di lapangan terbuka.
Selain itu, berbagai panjang gelombang cahaya yang dihasilkan lampu LED juga memungkinkan untuk membuat pewarnaan khusus pada tanaman. Daun lollo rosso merah yang sangat populer di Eropa Utara misalnya. Tanaman ini sangat sulit ditemukan di musim gugur dan musim dingin. Namun, berkat lampu LED, jenis selada ini dapat diproduksi setiap saat dan tidak lagi perlu mengimpor dari Italia.

Pemakaian lampu LED sebagai pengganti lampu neon untuk vertical farming dalam rumah kaca juga berarti penghematan energi di masa depan. Dioda pemancar cahaya pada lampu LED menghasilkan lebih sedikit panas dibandingkan sumber-sumber cahaya konvensional. Ini penting karena panas dari lampu sumber cahaya dapat mengakibatkan naiknya suhu ruang tumbuh dalam rumah kaca. (555)

 

 

BERITA TERKAIT