Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 SMART URBAN FARMING DENGAN PANEL SURYA.
AIR HUJAN.
DAN LIMBAH AC PADA
GEDUNG BERTINGKAT.
SEMARANG
Smart Urban Farming with Solar Panels.
Rainwater and AC Waste in High-Story Buildings.
Semarang David Suwarno Kusweanto1.
Eldisya Martha Jebatu1.
Nathaniel Wijaya2
Universitas Katholik Soegijapranata
Universitas Diponegoro
ABSTRACT
Indonesia, with its high population density, has resulted in increased land use change and a reduction in food production land.
One of the existing concepts to solve this problem is urban farming combined with smart farming.
Smart urban farming uses surrounding components to produce a circular life cycle.
Hence the main goal of this research is to understand the difference of effectivity and efficiency between urban farming and smart urban farming.
One of the food produce that is suitable for smart urban farming is red spinach.
In this case study, the method used is life cycle assessment and is applied to a three-story building with energy components from solar panels, water from rain water harvesting, and fertilizer from AC waste water.
Urban farming and smart urban farming have differences in their life cycles, urban farming has a linear cycle while smart urban farming has a circular cycle.
Smart urban farming has a circular pattern and can provide 100% lighting, 54.
6% water and 89.
94% fertilizer using solar energy, rainwater harvesting and air conditioning waste.
This circular pattern has a positive impact on the environment by reducing the use of environmentally unfriendly sources of water, energy and Keywords: ac waste, life cycle assessment, smart farming, urban farming ABSTRAK Indonesia dengan kepadatan penduduk yang tinggi mengakibatkan peningkatan alih guna lahan dan pengurangan lahan produksi pangan.
Salah satu konsep yang ada untuk menyelesaikan masalah ini ialah, urban farming yang dikombinasikan dengan smart farming.
Smart urban farming menggunakan komponen-komponen sekitarnya untuk menghasilkan siklus hidup yang Oleh karena itu, fokus tujuan penelitian ditujukan untuk mengetahui perbandingan efektivitas dan efisiensi antara metode urban farming dengan smart urban farming.
Salah satu tumbuhan pangan yang sesuai untuk smart urban farming ialah bayam merah.
Pada studi kasus ini metode yang digunakan ialah life cycle assessment dan diterapkan pada bangunan tiga lantai dengan komponen energi dari panel surya, air dari rain water harvesting, dan pupuk dari limbah air AC.
Urban farming dan smart urban farming memiliki perbedaan dalam siklus hidupnya, urban farming memiliki siklus linear sedangkan smart urban farming memiliki siklus sirkular.
Smart urban farming memiliki pola sirkular dan dapat menyediakan 100% penerangan, 54,6% air, dan 89,94% pupuk menggunakan energi matahari, pemanenan air hujan, dan limbah AC.
Pola sirkular ini berdampak positif terhadap lingkungan dengan mengurangi penggunaan sumber air, energi, dan pupuk yang tidak ramah lingkungan.
Kata kunci: life cycle assessment, limbah AC, smart farming, urban farming PENDAHULUAN Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 Indonesia merupakan negara kepulauan dengan tingkat kepadatan penduduk yang tinggi.
Berdasarkan data Badan Pusat Statistik jumlah penduduk Indonesia mencapai 275 juta jiwa pada tahun 2022 (BPS, 2.
Hal ini berbanding terbalik dengan luas wilayah daratan Indonesia sebesar 1,9 juta km2, sehingga kepadatan penduduk Indonesia idealnya berada di kisaran 144 jiwa/km2.
Faktanya penyebaran penduduk Indonesia tidak merata dan berpusat di wilayah perkotaan.
Badan Pusat Statistik (BPS, 2.
menyebutkan bahwa kepadatan penduduk Indonesia tertinggi berada di wilayah DKI Jakarta yaitu sebesar 16 ribu orang/km 2 dan tingkat kepadatan penduduk terendah di wilayah Kalimantan Utara hanya sekitar 10 orang/km2.
Tingkat kepadatan penduduk inilah yang kemudian menjadi permasalahan di berbagai bidang seperti ekonomi, kebutuhan lahan, lapangan pekerjaan, kebersihan wilayah, dan kebutuhan dasar (Prihatin, 2.
Peningkatan alih guna lahan dan kebutuhan lahan akibat kepadatan penduduk tidak terlepas dari budaya masyarakat Indonesia yang mendirikan bangunan di atas tanah .
anded hous.
Hal ini dibenarkan oleh Bambang Eka Jaya.
Wakil Ketua Umum Real Estat Indonesia (REI) yang menyatakan bahwa trend land house masih akan mendominasi sepanjang tahun 2022 (Maharani dan Alexander, 2.
Secara sederhana konsep bangunan landed house adalah rumah tapak yang berada di atas tanah atau dibuat horisontal.
Untuk itu, beberapa wilayah di Indonesia telah menerapkan konsep apart atau bangunan vertikal.
Keuntungan pembangunan rumah susun di wilayah perkotaan diantaranya memberikan hunian layak, mengurangi kawasan kumuh perkotaan, dan terjangkau khususnya bagi kalangan menengah ke bawah (Gadeng, et , 2.
Kehadiran hunian layak dengan konsep vertikal di wilayah perkotaan merupakan tantangan sekaligus peluang bagi perkembangan sumber daya manusia yang ada.
Dibalik beberapa keuntungan pemanfaatan lahan, tantangan berikutnya adalah menyediakan sarana dan prasarana yang menunjang kebutuhan masyarakat, terutama pangan secara berkelanjutan (Sedana dan Permini, 2.
Peningkatan populasi penduduk perkotaan yang tidak diimbangi dengan ketersediaan lahan pangan dapat diatasi dengan pertanian perkotaan .
rban farmin.
Di Indonesia konsep urban farming mulai diminati saat masa pandemi Covid-19 (Andini et al.
Urban farming merupakan konsep pertanian lahan terbatas menjadi lahan berkebun yang produktif (Putra et al, 2.
United Nations Development Programme (UNDP) dalam Putra et al, .
mendefinisikan urban farming sebagai aktivitas produksi, pengolahan, dan pemasaran bahan pangan di kawasan perkotaan dengan memanfaatkan lahan dan perairan yang ada di wilayah tersebut.
Contoh lahan terbatas yang dimanfaatkan diantaranya balkon, atap, pekarangan, pinggir jalan, dan bahkan di dalam ruangan.
Perbedaan konsep pertanian perkotaan dengan pertanian konvensional adalah pelaku dan media tanam (Putra et al, 2.
Orientasi pertanian konvensional adalah hasil produksi, sedangkan pertanian perkotaan adalah penyesuaian karakter masyarakat perkotaan.
Inovasi pertanian perkotaan menekankan aspek kualitas dan penggunaan bahan non-organik .
sehingga lebih sehat.
Hasil penelitian Andini, et al .
menyimpulkan bahwa urban farming dapat meningkatkan kualitas pangan, kesehatan mental, dan estetika ruangan sempit.
Urban farming pada rumah susun juga berkontribusi terhadap lingkungan seperti penurunan suhu udara seiring meluasnya area hijau, pemanfaatan limbah sebagai media tanam, dan penggunaan pupuk organik (Putra et al.
, 2.
Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 Kontribusi urban farming dalam ketahanan pangan hijau yang berkelanjutan perlu didukung dengan pemanfaatan teknologi.
Beberapa inovasi teknis yang dikembangkan diantaranya penyediaan varietas unggul, sistem irigasi dan pemupukan, pengendalian hama ramah lingkungan, sistem bio-intensif, dan pemanfaatan limbah organik (Sulistyowati dan Ilhami, 2.
Contoh penerapan teknologi pada urban farming adalah smart farming yang menggunakan Iot MQTT panel berbasis android pada tanaman hidroponik (Dewi, et al.
, 2.
, sistem penyaringan air AC (Air Conditionin.
untuk penyiraman tanaman (Al-Rosyid, et al.
, 2.
, pemanfaatan drone untuk monitor wilayah pertanian, dan lain sebagainya.
Hal ini berarti penggunaan teknologi dan digitalisasi dalam urban farming bertujuan untuk estimasi dan optimasi produk Smart urban farming secara sederhana dapat dipahami sebagai pertanian cerdas berbasis teknologi pada pertanian perkotaan yang terintegrasi untuk meningkatkan produktivitas Konsep integrasi teknologi dalam pengembangan pertanian ramah lingkungan hijau dapat diterapkan pada rumah susun di Indonesia (Bafdal, 2.
Konsep integrasi dan ramah lingkungan yang direncanakan bertujuan untuk memastikan sistem pertanian perkotaan yang cerdas, terukur, dan berkelanjutan.
Pertama, pertanian cerdas berarti memanfaatkan teknologi dalam operasional pertanian.
Teknologi tersebut dapat berupa penggunaan solar panel untuk penyinaran, penggunaan air hujan dan air limbah AC sebagai nutrisi tambahan.
Kedua, pertanian terukur berarti segala bentuk aktivitas pertanian yang akan dilakukan telah Misalnya menentukan jenis tanaman yang sesuai untuk urban farming pada rumah susun, memperhitungkan kebutuhan benih, persiapan peralatan pertanian, dan penataan lahan pangan yang estetik.
Ketiga, pertanian berkelanjutan .
ustainable agricultur.
merupakan pertanian yang tidak hanya berorientasi pada keuntungan ekonomi, tetapi juga menjadi kualitas lingkungan hidup.
Hal yang dikembangkan adalah peningkatan kualitas media tanam, penggunaan pupuk organik, dan penghematan energi, serta menambah nilai estetika ruangan.
Pelaksanaan smart urban farming dapat dilakukan dengan berbagai metode yang disesuaikan dengan luas lahan, media tanam, dan jenis tanaman.
Salah satu metode penanaman yang umumnya digunakan adalah hidroponik.
Hidroponik merupakan teknik bercocok tanam dengan menggunakan media air atau larutan khusus (Putra et al, 2.
Metode hidroponik lazim disebut sebagai soilless culture karena tidak menggunakan media tanah.
Nutrisi yang terkandung di dalam tanah akan dilarutkan ke dalam air melalui media lain yang mengandung unsur hara.
Beberapa media yang digunakan diantaranya serabut kelapa, serat mineral, pasir, pecahan batu bata, arang, serbuk kayu, dan lain sebagainya.
Menurut Putra et al .
kelebihan teknik hidroponik pada lahan sempit adalah efisiensi penggunaan air, pupuk, dan tenaga serta memiliki nilai jual yang tinggi.
Selain itu, hidroponik juga dapat digunakan pada banyak tanaman di luar musimnya.
Beberapa tanaman yang baik digunakan diantaranya tanaman sayuran, buahbuahan, hias, bumbu-bumbuan, dan biopharma (Susilawati, 2.
Tanaman tersebut cenderung banyak diminati dan memiliki nilai jual yang tinggi karena sebagian besar tanaman hidroponik dirawat secara organik.
Metode hidroponik yang digunakan dalam studi kasus ini adalah sistem pasang surut .
bb and flow syste.
Ebb and flow system (EFS) bekerja menggunakan dua fase yaitu fase pasang dan fase surut (Susilawati, 2.
Fase pasang merupakan fase tanaman diberi larutan nutrisi, air, dan oksigen melalui pompa dari bak penampung ke media yang membasahi akar.
Sedangkan fase surut adalah fase turunnya air dan nutrisi ke bak penampungan dengan memanfaatkan Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 gaya gravitasi.
Keuntungan penggunaan sistem EFS adalah tanaman mendapat aliran nutrisi secara otomatis dan berkala yang diatur menggunakan pompa air dan timer sehingga mempermudah waktu perawatan tanaman.
Sistem EFS juga memiliki kekurangan yang perlu diatasi seperti penggunaan listrik dengan subsidi solar panel, dan pengaturan nutrisi yang stabil dengan memanfaatkan tambahan limbah air AC.
Teknik EFS yang direncanakan diperlihatkan pada Gambar 1.
Gambar 1 Model Ebb and Flow System (Sumber: Susilawati, 2.
Pengembangan studi kasus mengenai smart urban farming menggunakan limbah air AC dan energi solar panel merupakan hal yang jarang dilakukan.
Meskipun demikian.
Inovasi tersebut diharapkan menjadi solusi praktis pengembangan smart urban farming yang sirkular.
Selain itu, objek penelitian yang dikembangkan adalah life cycle tanaman dengan memanfaatkan konsep pertanian pintar yang terintegrasi.
Rumusan pertanyaan yang muncul dari penelitian ini ialah bagaimana perbedaan urban farming dengan smart urban farming, dan berapa besar keunggulan tersebut berdasarkan siklus hidup yang dimiliki keduanya.
Oleh karena itu, fokus tujuan penelitian ditujukan untuk mengetahui perbandingan efektivitas dan efisiensi antara metode urban farming dengan smart urban farming.
Solar Panel sebagai Penyinaran Cahaya matahari merupakan kebutuhan utama dalam proses pertumbuhan tanaman (Wimudi dan Fuadiyah, 2.
Sinar matahari dibutuhkan dalam proses fotosintesis baik pada tanaman tanaman heliofit .
ntensitas cahaya matahari tingg.
dan skiofit .
ntensitas cahaya matahari Meskipun demikian, lahan pertanian rumah susun memiliki kendala letak pekarangan yakni ada yang terpapar cahaya matahari minim dan ada yang terpapar matahari penuh.
Untuk menyeimbangkan asupan sinar matahari yang cukup dan merata peneliti menggunakan solar Solar panel dapat dimanfaatkan menjadi sumber energi listrik yang dihubungkan pada lampu penyinaran pada lahan minim sinar matahari.
Sementara, pada lahan dengan penyinaran penuh, solar panel dihubungkan dengan alat penyiram tanaman otomatis untuk menjaga kelembaban tanaman.
Solusi lain yang ditawarkan untuk menghemat penggunaan energi solar panel adalah penentuan jenis tanaman heliofit dan skiofit sebelum melakukan urban farming.
Rain Water Harvesting Metode tertua untuk memenuhi kebutuhan pasokan air di dunia mungkin adalah pemanenan air hujan .
ain water harvestin.
Karena peningkatan kemampuan teknis, beberapa negara kini mendorong penggunaan pendekatan ini untuk mengatasi tekanan pada pasokan air yang disebabkan oleh perubahan iklim, lingkungan, dan sosiologis (Campisano, et al, 2.
Penggunaan air hujan merupakan salah satu pilihan yang dapat membantu mengurangi dan memitigasi dampak kekurangan air.
Rain water harvesting secara umum terbagi menjadi dua jenis yakni.
Limpasan permukaan dan sistem atap (Hafizi.
Yusop, dan Syafiuddin, 2.
Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 Penelitian terbaru menunjukkan bahwa dengan meningkatkan kadar air dan evapotranspirasi, metode infiltrasi yang digunakan bersama dengan rain water harvesting juga dapat berkontribusi terhadap perubahan iklim mikro perkotaan.
Teknologi rain water harvesting yang berbiaya rendah dan sangat terdesentralisasi memungkinkan masyarakat untuk mengelola sumber daya air mereka sendiri.
Karena dimensi sistem rain water harvesting mempengaruhi biaya konstruksi dan integrasi lanskap, hal ini sering kali menjadi batasan proyek.
Iklim di wilayah pengumpulan merupakan batasan lain bagi rain water harvesting.
Keadaan iklim yang terlalu kering mengakibatkan terbatasnya hujan yang dapat ditampung dalam satu lokasi (Teryncio, et al.
Limbah Air AC sebagai Pupuk Pemanfaatan air AC dan air hujan sebagai air siram tanaman merupakan salah satu bentuk pengelolaan limbah cair.
Ada dua indikator yang memungkinkan penggunaan AC sebagai air siram tanaman yaitu volume dan kualitas.
Berdasarkan penelitian Bambang, et al .
Tiswan dan Ramlan .
menyimpulkan bahwa besarnya volume buangan air AC 1 PK berkisar antara 0,800,39 liter/30 menit pada suhu 18AC-26AC, sedangkan volume buangan air AC 2 PK sebesar 2,10 - 1,99 liter/30 menit pada suhu 18AC-26AC.
Hal ini berarti volume buangan air AC tersebut sebanding dengan spesifikasi AC.
Hanya saja, potensi volume limbah air AC yang banyak ini tidak dimanfaatkan karena sebagian besar pipa pembuangan AC disalurkan langsung ke tanah.
Pertimbangan kedua saat menggunakan air limbah AC adalah kandungan bahan kimia bawaan.
Pada dasarnya air AC diperoleh melalui sistem refrigerasi kompresi uap.
Proses refrigerasi menghasilkan limbah cair pada tahap kondensor.
Air yang dihasilkan memiliki kandungan NH4 yang tinggi sehingga membutuhkan filter (Al-Rosyid, et al, 2.
Kandungan nitrogen yang dihasilkan melalui air AC adalah sebesar 3,77 mg/L (Minarni.
Jati, dan Desmaiani, 2.
Pada dasarnya, kandungan NH4 berperan dalam pertumbuhan vegetatif tanaman (Damayanti, et al,2.
Menurut Nurhasana, et al .
dalam penelitian air limbah AC berbasis IoT untuk tanaman hias menyimpulkan bahwa pemanfaatan air limbah AC mampu menstabilkan nilai kelembaban basah < 50%, lembab 25I%, dan kering 0-24%.
Kelembaban berperan penting dalam mendukung proses fotosintesis pada tanaman.
Selain itu, limbah air AC yang terpapar sinar UV mampu mengurangi kandungan bakteri dan mikroorganisme sehingga aman digunakan untuk makhluk hidup dan lingkungan.
Hal ini didukung dengan hasil pemeriksaan kualitas air limbah AC berdasarkan Permenkes RI 32/2017 tentang Standar Mutu Kesehatan Air Keperluan Sanitasi.
Kolam Renang.
Solus Per Aqua, dan Pemandian Umum secara fisik dan mikrobiologi pada AC 1 PK diperlihatkan pada Tabel 1.
Tabel 1.
Hasil Pemeriksaan Kualitas Air Buangan Air Conditioner (AC) secara fisik dan Mikrobiologi Fisik
Parameter Mikrobiologi Bau
Rasa Warna
Kekeruhan Hasil
Tidak berbau Tidak berasa < 0,2 0,21 NAB
50 TCU
25 TCU
Ket.
TDS
Coliform 1000 mg/L 50 CFU/ 100 ml (Sumber: Al-Rosyid et al.
,2.
Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 Tanaman untuk Urban Farming Bayam merah adalah jenis tanaman yang masih jarang ditemui dalam sistem urban farming di Indonesia.
Bayam hijau lebih umum dan sering dikonsumsi oleh penduduk Indonesia dibandingkan dengan bayam merah.
Meskipun demikian, bayam merah memiliki beberapa manfaat dan keunggulan yang membuatnya cocok untuk diadopsi dalam sistem urban farming.
Dari segi karakteristik, tumbuhan bayam merah memiliki daun berbentuk oval dengan ujung yang bisa sedikit runcing atau tumpul.
Daunnya memiliki warna mencolok yang bervariasi dari merah tua hingga merah muda tergantung pada varietasnya.
Tinggi tanaman bayam merah berkisar antara 1,0 hingga 2,0 meter (Wolozik dan Agnieszka, 2.
Tanaman ini juga menghasilkan bunga dalam bentuk tandan dan berkembang biak melalui pembentukan biji berukuran kecil.
Diameter bijinya berkisar antara 0,9 hingga 1,7 mm dengan massa sekitar 0,6-1,0 gram.
Bayam merah memerlukan sekitar 6-8 jam paparan sinar matahari setiap harinya untuk pertumbuhan yang optimal.
Gambaran visual dari tanaman bayam merah dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2.
Tumbuhan Bayam Merah (Sumber: Detik.
Sejarah pertumbuhan dan penggunaan bayam merah di Indonesia sering digunakan sebagai salah satu bahan masakan lokal daerah yang populer seperti "sayur asem," "nasi liwet," dan "sayur godog.
" Selain itu, bayam merah juga dimanfaatkan untuk hidangan lain seperti tumis, nasi dan mie goreng, sayur, dll.
Dengan kandungan berbagai zat seperti zat besi dan vitamin seperti vitamin B yang bermanfaat bagi tubuh, bayam merah juga digunakan sebagai alternatif pengobatan.
Studi aktivitas farmakologi menunjukan bahwa bayam merah mempunyai sifat antihiperlipidemia, antiinflamasi, antiobesitas, diuretik, antitukak lambung, antioksidan, antidiabetes, antibakteri dan uji toksisitas yang berguna pada bidang pengobatan (Rahmawati dan Retnaningrum, 2.
Hal ini ditunjukkan pada hasil penelitian menggunakan tikus yang diberikan bayam merah secara oral untuk masing-masing uji dan didapatkan pengaruh bayam merah terhadap masing-masing sifat antihiperlipidemia, antiinflamasi, antiobesitas, diuretik, antitukak lambung, antioksidan, antidiabetes, antibakteri dan toksisitas.
Sehingga, bayam merah juga dapat digunakan sebagai alternatif pengobatan .
maupun sebagai komplemen imunitas tubuh.
Kandungan Gizi Bayam Merah Bayam merah memiliki kandungan gizi yang tinggi dibandingkan tumbuhantumbuhan lainnya.
Nilai dari kandungan protein dengan keseimbangan asam amino pada bayam bernilai 75-79 dibandingkan dengan susu sapi yang bernilai 73-77 dari skala 1-100 (Ratusz dan Wirkowska.
Dari bijinya saja mengandung 65% protein yang dapat ditemukan di dalam embrio dan Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 hanya 35% pada perisperm, serta komposisi asam amino yang seimbang (Wolozik dan Agnieszka, 2.
Meskipun tinggi protein, bayam merah aman dikonsumsi oleh semua golongan termasuk pengidap penyakit celiac .
yang intoleran terhadap gluten.
Hal ini didukung dengan bayam merah yang hanya mengandung kurang dari 20 ppm protein gluten dalam 100 gram bahan kering, yang merupakan batas keamanan untuk penyakit celiac (Barca, dkk, 2.
Protein bayam merah mengandung lisin, triptofan, dan asam amino sulfur dalam jumlah yang relatif lebih besar dibandingkan dengan tanaman lain yang mengandung lisin .
Bayam merah tidak hanya mengandung protein dan asam amino, tetapi juga memiliki karbohidrat dalam bentuk pati yang memiliki sifat-sifat khusus, seperti viskositas yang tinggi dan gelatinisasi pada suhu yang lebih tinggi.
Kandungan serat pada bayam merah yang berkisar berkisar antara 2,2% hingga 8,1% semakin mengokohkannya sebagai alternatif pangan yang bergizi dan sehat.
Keberadaan serat ini akan membantu katabolisme kolesterol di tubuh Bayam merah juga kaya akan mangan .
,2 mg/100 .
, nikel, kromium, seng, tembaga .
,25 mg/100 .
, dan selenium yang baik untuk pengobatan radang faringitis, maag, dan pendarahan (Wolozik dan Agnieszka, 2.
Dengan mengkonsumsi bayam merah juga dapat mengurangi risiko kanker prostat, hipertensi, penyakit jantung koroner, dan anemia, osteoporosis serta menjaga sistem kekebalan tubuh.
Terdapat juga 3,20% hingga 5.
kandungan squalene (C30H.
pada bayam merah yang umumnya ditemui pada minyak hati ikan Squalene ini sangat bermanfaat untuk terapi melawan kanker, dan risiko kanker usus, payudara, kulit menurun, pertumbuhan tumor, serta antioksidan.
Potensi Bayam Merah pada Urban Farming Manfaat dan kandungan gizi yang tinggi yang dimiliki oleh bayam merah membuatnya menjadi pilihan yang sangat mendukung untuk ditanam dalam sistem urban farming.
Bayam merah hanya membutuhkan sedikit wadah dan ruang untuk tumbuh, seperti pot tanaman.
Ini sejalan dengan konsep urban farming yang melibatkan penanaman, perawatan, dan panen berbagai jenis tumbuhan atau peternakan hewan di dalam lingkungan perkotaan yang pada umumnya memiliki ruang terbatas.
Wadah atau pot bayam merah dapat ditempatkan dengan fleksibel di berbagai lokasi, termasuk balkon, halaman belakang, atau bahkan di dekat jendela.
Pertumbuhannya memerlukan sedikit ruang dan dapat diatur secara berjejer atau di antara tumbuhan lain dalam sistem kebun vertikal.
Metode alternatif lainnya mencakup penggunaan rak atau struktur vertikal seperti tembok untuk mengoptimalkan ruang dan praktek rotasi teratur agar tumbuhan mendapatkan sinar matahari secara merata.
Selain manfaat praktisnya, daun bayam merah yang berwarna merah juga memberikan sentuhan estetika yang menarik pada lingkungan urban farming.
Contoh penanaman bayam merah di pot dapat dilihat pada Gambar 3.
Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 Gambar 3.
Penanaman Bayam Merah di Pot (Sumber: Hai Bunda.
Bayam merah memiliki pertumbuhan yang cepat, dengan periode pertumbuhan sekitar 4-6 minggu (Wolozik dan Agnieszka, 2.
Dalam satu tahun, pemanenan bayam merah dapat berlangsung sekitar 12 kali dalam periode tersebut.
Kemampuan bayam merah untuk memberikan panen berulang dan beruntun dalam waktu tertentu sangat menguntungkan.
Proses pemanenan juga relatif sederhana, hanya memerlukan gunting, pisau, atau tangan untuk memotong daun-daun bayam merah yang dimulai dari bagian luar tanaman.
Selain pertumbuhan cepat, bayam merah juga memiliki ketahanan terhadap suhu tinggi dan kondisi kekeringan (Kauffman dan Weber, 1.
Ini memungkinkan daun bayam merah untuk segera dipanen dan digunakan sesuai kebutuhan, yang sesuai dengan situasi perkotaan yang sering mengharapkan hasil panen yang cepat dan segar.
Dengan demikian, bayam merah adalah pilihan yang ideal untuk urban farming di mana waktu dan ruang terbatas sering menjadi faktor yang harus dipertimbangkan.
Bayam merah tergolong dalam jenis tumbuhan C4 tipe NAD-ME .
icotinamide adenine dinucleotide-dependent malic enzi.
pada tanaman tipe fotosintesis.
Jenis tumbuhan ini memungkinkan adaptasi dari iklim dataran tinggi ke iklim tropis.
Selain itu, bayam memiliki penggunaan air yang efisien di mana hanya membutuhkan 60% air untuk produksi biomassa dibandingkan tumbuhan fotosintesis (C.
lainnya (Wolozik dan Agnieszka, 2.
Fleksibilitas bayam merah juga dapat ditanam pada media tanam yang diperkaya dengan kompos atau limbah organik.
Periode pemupukan dapat dilakukan di awal penanaman dan selanjutnya mengikuti perkembangan pertumbuhan.
Bayam merah juga relatif tahan terhadap hama yang berefek pada pengurangan dalam penggunaan pestisida.
Hal ini secara tidak langsung, menunjukkan bayam merah ikut berperan terhadap isu keberlanjutan lingkungan seperti mengurangi limbah/jejak karbon, menghemat dan efisiensi air serta ruangan, dan yang terutama sebagai penghasil pangan yang bergizi dan alternatif pengobatan yang dekat secara jarak dan transportasi di lingkungan perkotaan.
Dengan segala fleksibilitas dan manfaat yang ditawarkannya, bayam merah menjadi salah satu pilihan yang sangat menarik untuk dipertimbangkan dalam usaha pertanian perkotaan yang berkelanjutan.
Tantangan dan Solusi Penanaman Bayam Merah Tantangan akan selalu ada dalam setiap kegiatan tak terkecuali dalam penanaman bayam merah pada urban farming.
Keterbatasan ruangan merupakan tantangan utama dalam urban Terlebih lagi urban farming dilakukan di lingkungan perkotaan yang padat dan dan penuh penduduk.
Hal ini dapat diatasi dengan konsep kebun vertikal maupun penggunaan wadah/pot sebagai tempat penanaman bayam merah yang fleksibel.
Namun, perlu diperhatikan untuk sirkulasi udara dan sinar matahari pada lokasi untuk mendukung pertumbuhan bayam Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 merah yang optimal.
Sistem rotasi teratur dapat diterapkan untuk mendukung hal tersebut agar mendapatkan sinar matahari yang merata.
Tantangan lainnya yang sering ditemui dalam pertanian adalah hama.
Contoh hama dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4.
Hama Tanaman Bayam Merah (Sumber: Wikipedia.
Hama yang mungkin muncul dalam penanaman bayam merah, seperti ulat bulu dan kutu daun, dapat diatasi dengan berbagai cara.
Salah satu solusi adalah menggunakan jaring penutup tumbuhan untuk melindungi tanaman dari serangan hama.
Selain itu, larutan sabun cair atau minyak neem dapat digunakan untuk mengusir hama-hama ini.
Ketika berhadapan dengan penyakit tumbuhan, seperti jamur, menjaga sirkulasi udara yang baik di lokasi penanaman dapat membantu mengurangi risiko infeksi jamur.
Kondisi pasokan air terbatas yang sering terjadi di lingkungan perkotaan juga bisa menjadi tantangan dalam penanaman bayam merah.
Namun, bayam merah memiliki keunggulan karena membutuhkan hanya sekitar 60% dari kebutuhan air yang biasanya dibutuhkan oleh tanaman Untuk mengatasi masalah pasokan air terbatas.
Anda dapat mengimplementasikan sistem irigasi yang efisien, seperti irigasi tetes atau irigasi berwaktu.
Sistem irigasi berwaktu merancang pemberian air kepada tanaman bayam merah secara terjadwal dan otomatis.
Ini dilakukan dengan menghubungkan perangkat seperti timer atau controller yang mengontrol sistem pengiriman air, pipa, selang, dan sprinkler atau drip emitters yang menyebarkan air ke tanaman.
Ini akan lebih efisien dan efektif memenuhi kebutuhan air tanaman bayam merah tanpa Dengan menggabungkan teknologi ini, tantangan dalam pengelolaan hama, penyakit, dan pasokan air akan teratasi sambil memastikan pertumbuhan yang sehat dan hasil yang baik dalam budidaya bayam merah.
METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan adalah life cycle assessment (LCA) untuk mengevaluasi kelestarian lingkungan dari berbagai kemungkinan sinergis, digunakan penilaian siklus hidup.
Hasil tanaman tahunan dari sistem smart urban farming teoritis berfungsi sebagai unit fungsional untuk evaluasi lingkungan (Martin.
Weidner, & Gullstrym, 2.
Studi kasus ini berfokuskan pada LCA pengurangan sumber daya yang melihat penggunaan mineral, energi, dan air di dalam suatu smart urban farming (Hallikainen, 2.
Melalui metode ini, dampak lingkungan smart urban farming dapat dibandingkan dengan urban farming biasa.
Adapun pada penelitian ini, terdapat asumsi dan limitasi sebagai berikut:
- Perbandingan antara kedua jenis farming dilakukan dengan ukuran plot lahan yang sama dan bangunan yang sama.
Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 Masa perbandingan dilakukan selama setahun.
Lokasi geografis yang digunakan ialah Kota Semarang.
Data Curah Hujan yang digunakan didasarkan pada data BMKG tahun 2020.
Data Penyinaran Matahari yang digunakan didasarkan pada data BPS Kota Semarang tahun - AC yang digunakan diasumsikan dinyalakan selama 12 jam.
Bangunan yang digunakan sebagai studi kasus smart urban farming merupakan bangunan koskosan yang memiliki 3 lantai dan berada di Jalan Kimar i nomor 35.
Gambar denah bangunan yang dijadikan studi kasus terlihat pada Gambar 5 dan hasil render bangunan dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 5.
Denah Bangunan Smart urban farming Gambar 6.
Render Perpipaan AC Bangunan Smart urban farming HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Iklim Semarang Kota Semarang secara umum terbagi menjadi dua musim yakni musim penghujan dan musim Unsur-unsur cuaca yang dimiliki oleh suatu kota meliputi suhu, curah hujan, serta pencahayaan matahari (Utami & Windraswara, 2.
Adapun pada tahun 2020, data yang diperoleh mengenai cuaca Kota Semarang dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2.
Klimatologi Kota Semarang Tahun 2020
Bulan Jumlah Curah Hujan
Penyinaran Matahari (%) Januari 301,30 65,67 Februari 393,20 61,74 Maret
231,80
72,66
April
291,60
74,84
Mei
267,40
86,25
Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa
Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023
Bulan Jumlah Curah Hujan
Penyinaran Matahari (%) Juni
22,10
Juli
71,80
Agustus
56,40
September 90,80 Oktober
160,80
85,52
November 240,40 77,01 Desember 380,10 50,50 Sumber: BMKG, 2020 dan BPS, 2020 Setiap panel surya yang ada dapat menghasilkan energi 1075 Kilowatt jam setiap meter perseginya per tahunnya (Olczak, 2.
atau sebesar 90 kWh tiap bulannya.
Namun, hal ini bergantung pada efisiensi sinar matahari sehingga dapat ditentukan energi yang dihasilkan melalui panel surya setiap bulannya.
Energi yang dihasilkan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3.
Energi Panel Surya Tahun 2020 Bulan Penyinaran Matahari (%) Luasan Panel Surya A) Energi yang dihasilkan per bulan .
WH) Januari 65,67 7210,20 Februari 61,74 6779,17 Maret
72,66
7978,21
April
74,84
8217,10
Mei
86,25
9470,25
Juni
10980,00
Juli
10980,00
Agustus
10980,00
September 10980,00 Oktober
85,52
9389,79
November 77,01 8455,58 Desember 50,50 5544,90 Keberadaan hujan yang ada di Kota Semarang dapat dimanfaatkan melalui rain water harvesting yang bersifat berkelanjutan.
Tampungan yang langsung menerima hujan tanpa hambatan alias tidak melalui runoff, dinilai lebih jernih dibandingkan tampungan yang menggunakan runoff (Teston, et al, 2.
Pada studi kasus ini, luas tampungan rain water harvesting yang ada pada atap sebesar 80 mA dengan menggunakan data curah hujan BMKG Kota Semarang pada tahun 2022.
Tampungan air rain water harvesting dapat dilihat pada Tabel Tabel 4.
Rain Water Harvesting Tahun 2020 Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 Bulan Curah Hujan Luas Rain Harvesting .
A) Air Tampungan (L) Januari 301,30 Februari 393,20 Maret
231,80
April
291,60
Mei
267,40
Juni
22,10
Juli
71,80
Agustus
56,40
September 90,80 Oktober
160,80
November 240,40 Desember 380,10 Limbah Air AC Limbah yang dihasilkan oleh AC bergantung pada jenis AC yang digunakan.
Selain jenis AC, besaran PK yang dimiliki oleh AC akan mempengaruhi jumlah limbah air AC yang dihasilkan.
Jumlah limbah air AC ini dirumuskan di dalam Tabel 5.
Tabel 5.
Limbah Air AC Berdasarkan Jenis AC Spesifikasi AC Volume Limbah Air Lama Penggunaan (Ja.
(L) Sharp, 1 PK Daikin.
A PK
Samsung, 1 PK
8,70
HP, 1 PK
Pada studi kasus ini, spesifikasi AC Daikin.
A PK yang diambil dengan alasan, volume air limbah yang tidak terlalu besar dan karena A PK merupakan PK yang diperlukan untuk ruangan kecil seperti koskosan.
Satu liter limbah air AC memiliki kandungan 3,77 mg Nitrogen di dalamnya (Minarni.
Jati, dan Desmaiani, 2.
Jumlah AC yang ada pada bangunan studi kasus ini ialah sebanyak 33 AC.
Dari sini, dapat dirumuskan jumlah liter limbah air AC sekaligus nitrogen yang dihasilkan dalam waktu sebulan di dalam Tabel 6.
Tabel 6.
Limbah Air AC dan Nitrogen Per Bulan Bulan Volume Limbah Air 33 AC
(L)
Nitrogen
Januari 38,57 Februari 36,08 Maret
38,57
Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa
Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023
Bulan Volume Limbah Air 33 AC
(L)
Nitrogen
April
37,32
Mei
38,57
Juni
37,32
Juli
38,57
Agustus
38,57
September 37,32 Oktober
38,57
November 37,32 Desember 38,57 Produksi Urban Farming Tanaman bayam merah dapat dipanen sebanyak 12 kali dalam setahun (Wolozik dan Agnieszka, 2.
dengan satu bayam merah dapat memiliki berat rata-rata 200 gram (Khairad & Nur, 2.
Pada kasus tanaman hidroponik, 1 mA dapat digunakan untuk 16 lubang tanaman (Husna.
Pada studi kasus 67,5 mA .
etiap lantainya 22,5 mA) digunakan sebagai lahan hidroponik, maka bayam merah yang dapat dihasilkan ialah sebesar 1080 bayam merah dengan berat sebesar 216 kg setiap bulannya.
Apabila dijual dengan harga Rp.
000 tiap kilogramnya, maka setiap bulannya terdapat penghasilan bruto bayam merah sebesar Rp.
Kebutuhan Tanaman Urban Farming Kebutuhan urban farming terbagi menjadi tiga yakni.
air, pupuk, dan pencahayaan.
Penentuan ketiga hal ini bergantung pada jenis tanaman yang digunakan dalam urban farming.
Adapun tanaman yang digunakan pada pemodelan ini adalah bayam merah.
Bayam merah merupakan salah satu tanaman yang jarang digunakan dalam urban farming ataupun smart urban farming.
Bayam merah memerlukan cahaya sebanyak 6-8 jam sehari.
Artinya dalam setahun diperlukan 000 kJ tiap kilogram bayam merah (Dash.
Dash, & Sethi, 2.
, atau sebesar 19,4 kWh setiap kilogram per tahunnya.
Apabila setiap tahun terdapat kapasitas produksi tanaman sebesar 216 kg, maka jumlah energi yang dibutuhkan setiap tahunnya sebesar 4200 kWh.
Penggunaan air pada bayam merah 60% lebih sedikit dibandingkan dengan tanaman lain yang membutuhkan 37 liter setiap meternya dalam satu hari (Thakur, et al, 2.
, maka kebutuhan air setiap harinya pada studi kasus ini sebesar 99 liter setiap harinya.
Kebutuhan nitrogen pada bayam merah ialah sebesar 75 kg/ha per tahun(Rahmayadi dan Ariska, 2.
atau sebesar 7,5 gram/mA.
Pada kasus ini, dengan luas 67,5 mA, maka kebutuhan nitrogen setiap bulan pada urban farming ini ialah sebesar 506,25 gram per tahun, ini berarti dalam setahun diperlukan 42,19 Nitrogen.
Adapun penggunaan energi, air, dan pupuk selama 12 bulan dapat disimpulkan di dalam Tabel 7.
Tabel 7.
Kebutuhan Urban Farming Bulan Energi
Air (L) Nitrogen
Januari 42,19 Februari 42,19 Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa
Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023
Bulan Energi
Air (L) Nitrogen
Bulan Energi
Air (L) Nitrogen
Maret
42,19
April
42,19
Mei
42,19
Juni
42,19
Juli
42,19
Agustus
42,19
September 42,19 Oktober
42,19
November 42,19 Desember 42,19 Integrasi Smart Farming ke dalam Urban Farming Integrasi smart farming ke dalam urban farming yang mewujudkan smart urban farming memerlukan tiga komponen yakni air, pencahayaan/energi, dan pupuk.
Pada komponen air yang ada digunakan rain water harvesting sehingga tidak mengandalkan air dari PDAM.
Energi yang digunakan memanfaatkan panel surya sehingga tidak mengandalkan PLN.
Pupuk digantikan dengan air AC yang merupakan limbah yang biasanya dibuang begitu saja.
Integrasi panel surya yang ada dapat dirumuskan di dalam Tabel 8.
Tabel 8.
Penggunaan Energi Smart Urban Farming Bulan Energi Kebutuhan Energi yang dihasilkan Energi yang harus dipenuhi PLN
Januari 7210,20 Februari 6779,17 Maret
7978,21
April
8217,10
Mei
9470,25
Juni
10980,00
Juli
10980,00
Agustus
10980,00
September 10980,00 Oktober
9389,79
November 8455,58 Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 Energi Kebutuhan Energi yang dihasilkan Energi yang harus dipenuhi PLN .
Bulan Desember 5544,90 Hasil integrasi panel surya menunjukan bahwa dengan menggunakan panel surya, seluruh kebutuhan energi tanaman yang ada sudah terpenuhi dan tidak perlu mengandalkan listrik PLN.
Pemanfaatan rain water harvesting dalam pemenuhan kebutuhan air smart urban farming dapat dilihat di dalam Tabel 9.
Tabel 9.
Penggunaan Air Smart Urban Farming Bulan Air yang dibutuhkan Air Tampungan Air yang harus dipenuhi PDAM
(L)
(L)
(L)
Januari 2410,40 658,60 Februari 3145,60 Maret
1854,40
1214,60
April
2332,80
637,20
Mei
2139,20
929,80
Juni
176,80
2793,20
Juli
574,40
2494,60
Agustus
451,20
2617,80
September 726,40 2243,60 Oktober
1286,40
1782,60
November 1923,20 1046,80 Desember 3040,80 28,20 Integrasi rain water harvesting sebesar 80 mA menunjukan bahwa hanya pada bulan Februari saja, air dapat sepenuhnya dipenuhi oleh rain water harvesting.
Kebutuhan air PDAM terbesar terjadi pada bulan Juni yang diakibatkan curah hujan pada bulan ini merupakan yang terkecil dibandingkan dengan bulan lainnya.
Pada studi kasus ini, pemenuhan air rata-rata oleh rain water harvesting dalam setahun sebesar 54,6%.
Integrasi limbah air AC sebagai cara memberikan pupuk pada tanaman dapat dilihat di dalam Tabel 10.
Tabel 10.
Penggunaan Nitrogen Smart Urban Farming Bulan Nitrogen yang dibutuhkan Nitrogen dari air AC Nitrogen yang dipenuhi melalui pupuk
Januari 42,19 38,57 3,62 Februari 42,19 36,08 6,11 Maret
42,19
38,57
3,62
April
42,19
37,32
4,87
Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa
Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023
Bulan Nitrogen yang dibutuhkan Nitrogen dari air AC Nitrogen yang dipenuhi melalui pupuk
Mei
42,19
38,57
3,62
Juni
42,19
37,32
4,87
Juli
42,19
38,57
3,62
Agustus
42,19
38,57
3,62
September 42,19 37,32 4,87 Oktober
42,19
38,57
3,62
November 42,19 37,32 4,87 Desember 42,19 38,57 3,62 Penggunaan limbah air AC sebagai alternatif pupuk menunjukan kurang signifikannya jumlah nitrogen yang ada di dalam air AC.
Jumlah pupuk yang bisa digantikan dengan limbah air AC sebesar 89,94%, yang menunjukan cukup signifikannya air AC sebagai alternatif pupuk.
Pada kondisi ini, sisa kebutuhan pupuk dapat dibeli di pabrik ataupun menggunakan pupuk organik hasil kotoran binatang tertentu.
Life Cycle Urban Farming dan Smart Urban Farming Terdapat perbedaan pada siklus hidup urban farming dengan smart urban farming.
Urban farming memiliki siklus yang cenderung linear dengan siklus sirkular yang ada ialah oksigen yang dihasilkan untuk bangunan yang ada.
Pola siklus hidup smart urban farming cenderung sirkular, pencahayaan yang digunakan diambil dari energi surya, air yang digunakan dari rainwater harvesting, dan pupuk menggunakan alternatif air AC yang ada pada kos-kosan.
Pola sirkular ini menunjukan dampak positif yang dimiliki oleh smart urban farming terhadap lingkungan sekitar.
Biarpun demikian, rain water harvesting hanya bisa memenuhi 54,6% dari kebutuhan air sedangkan limbah AC bisa menggantikan 89,94% dari limbah pupuk yang sekarang ini sering digunakan.
Pada kasus rain water harvesting, hal yang bisa dilakukan untuk meningkatkan jumlah tangkapan air ialah memperluas rain water harvesting.
Pada kasus limbah AC, maka alternatif pupuk lainnya seperti hasil kotoran binatang atau semacamnya dapat dipertimbangkan untuk menjamin pola sirkular yang lebih baik pada smart urban farming yang Pola life cycle urban farming dapat dilihat pada Gambar 6 dan pola life cycle smart urban farming dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 6.
Siklus Hidup Urban Farming Prosiding Seminar Nasional Mahasiswa Lomba Karya Tulis Ilmiah Polbangtan Bogor 2023 Gambar 7.
Siklus Hidup Smart urban farming SIMPULAN Berdasarkan iklim Kota Semarang, penggunaan panel surya berpotensi menghasilkan 73 kWh/mA setiap bulannya dengan rata rata curah hujan setiap bulannya sebesar 208 mm.
Pada studi kasus kos-kosan di Jalan Kimar i nomor 35, urban farming dan smart urban farming memiliki perbedaan mendasar pada siklus hidupnya.
Siklus hidup urban farming lebih linear dibandingkan dengan smart urban farming yang memiliki sifat sirkular.
Smart urban farming pada kasus ini, dapat memenuhi 100% pencahayaan dengan menggunakan energi matahari, 54,6% dari air yang dibutuhkan dengan rain water harvesting, dan 89,94% pupuk dengan menggunakan limbah AC.
Pada kasus ini sisa air yang dibutuhkan didapatkan dari PDAM, namun pada kasus perencanaan, rain water harvesting yang ada haruslah sudah diperhitungkan agar bisa memenuhi kebutuhan seluruh tanaman smart urban farming.
Biarpun pada studi kasus ini, sisa pupuk yang dibutuhkan didapatkan dari pabrik, penggunaan alternatif pupuk selain limbah air AC ialah pupuk organik yang terbuat dari kotoran binatang.
Pola sirkular yang dimiliki oleh smart urban farming pada studi kasus ini, menunjukan dampak positif yang dimiliki oleh smart urban farming terhadap lingkungan sekitar, dengan berkurangnya penggunaan air, energi, dan pupuk dari sumber yang tidak ramah lingkungan.
SARAN
Penelitian selanjutnya bisa membahas lebih dalam mengenai perencanaan smart urban farming pada suatu bangunan.
Selain itu, kebutuhan pupuk yang ada bisa diintegrasikan dengan pupuk organik sehingga bisa mencapai pola hidup smart urban farming yang sirkular.
Penelitian selanjutnya juga bisa membahas mengenai green wall, green balcony, dan green roof, tidak hanya terbatas pada kasus tanaman hidroponik saja.
Pemerintah perlu mendukung keberadaan smart urban farming pada bangunan midrise dan high-rise untuk mewujudkan urban farming di Kota Semarang yang menggunakan pola sirkular.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih diungkapkan kepada UNIKA Soegijapranata yang membantu pendanaan dalam melakukan penelitian ini.
Artikel ini didedikasikan kepada Ivonne Rubio Z.
yang telah mencapai rahasia anonimitas.
DAFTAR PUSTAKA