Sebaran Suhu Daerah Perakaran pada Sistem Hidroponik untuk Budidaya Tanaman Cabai di Kawasan Tropika

Wenny Amaliah, Herry Suhardiyanto, Muhamad Syukur

Abstract


Abstract
Chili production in Indonesia is very unstable because most of chili production areas are open field that are quite influenced by weather. Therefore, it is important to develop hydroponic technology for chili cultivation under greenhouse. As energy-efficient cooling system for tropical greenhouses, root zone cooling could be applied by flowing cooled water in pipes that are burried in the root zone. Determining the space between the pipes for flowing the cooled water requires temperature distribution in the root zone. The objective of this research were to find out the temperature distribution in the root zone, to simulate temperature distribution with based on computational fluid dynamics, and to validate the simulated root zone temperature. The results showed that an uniform horizontal temperature distribution during the day time and night time. Uniform vertical
temperature distribution were also noted during the night time. There were quite wide temperature variation in the root zone during the day time, vertically. The validation results showed that temperature distribution in the root zone could be predicted accurately by computational fluid dynamics as indicated by the value of R2 obtained at 0.84 and the linear equation is y axis approaches the value of x axis. Therefore, the predicted temperature distribution would be very useful in determining zone cooling system for chili cultivation in hydroponic system under tropical greenhouse.

Abstrak
Produksi cabai di Indonesia sangat tidak stabil karena sebagian besar areal budidaya tanaman cabai dilakukan di lahan terbuka yang sangat dipengaruhi oleh cuaca. Oleh karena itu, penting untuk mengembangkan teknologi hidroponik untuk budidaya tanaman cabai di dalam rumah tanaman. Metode pendinginan yang efisien dari segi konsumsi energi untuk rumah tanaman di daerah tropika salah
satunya adalah pendinginan daerah perakaran. Pendinginan daerah perakaran dapat diterapkan dengan mengalirkan air dingin di dalam pipa yang dibenamkan dalam daerah perakaran tersebut. Penentuan jarak antar pipa pendingin tersebut memerlukan sebaran suhu di daerah perakaran tersebut. Tujuan dari
penelitian ini adalah untuk memprediksi sebaran suhu daerah perakaran, melakukan simulasi suhu daerah perakaran menggunakan computational fluid dynamics, dan melakukan validasi hasil simulasi sebaran suhu daerah perakaran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebaran suhu daerah perakaran secara horizontal ternyata seragam pada waktu siang maupun malam hari. Data sebaran suhu daerah perakaran yang seragam secara vertikal juga diperoleh pada waktu malam hari. Sebaran suhu daerah perakaran secara vertikal pada siang hari ternyata cukup bervariasi. Validasi menunjukkan bahwa sebaran suhu daerah perakaran dapat diprediksi dengan baik menggunakan computational fluid dynamics yang ditunjukkan dengan nilai R2 yang diperoleh sebesar 0.84 dan diperoleh persamaan y yang mendekati nilai x. Oleh karena itu, suhu daerah perakaran hasil prediksi dapat digunakan untuk perancangan zone cooling system budidaya tanaman cabai secara hidroponik di dalam rumah tanaman.


Keywords


chili, computational fluid dynamics, root zone cooling

Full Text:

PDF

References


Anisum, N. Bintoro, dan S. Goenadi. 2016. Analisis

distribusi suhu dan kelembaban udara dalam

rumah jamur (kumbung) menggunakan

computational fluid dynamics (CFD). J. Agritech

(1): 64 – 70.

Farid, M. dan N.A. Subekti. 2012. Tinjauan

terhadap produksi, konsumsi, distribusi, dan

dinamika harga cabai di Indonesia. Buletin

Ilmiah Litbang Perdagangan 6(2): 211-233.

He, J. and S.K. Lee. 1998. Growth and photosynthetic

characteristics of lettuce (Lactuca sativa L.) under

fluctuating hot ambient temperatures with the

manipulation of cool root-zone temperature. Journal

of Plant Physiology (152): 387-391.

Hernisa, A. 2015. Penentuan jarak tanam optimum

antar pipa pendingin untuk pendingian terbatas

daerah perakaran pada sistem hidroponik

substrat (skripsi). Departemen Teknik Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian, IPB. Bogor.

Klock, K.A., H.G. Taber, and W.R. Graves. 1997. Root

respiration and phosphorus nutrition of tomato plant

grown at 36 ˚C root-zone temperature. J. Amer. Soc.

Hort. Sci. 122(2): 175-178.

Kwack, Y., D.S. Kim, and C. Chun. 2014. Rootzone

cooling affect growth and development of

paprika transplants grown in rockwool cubes.

Hort. Environ. Biotechnol. 55 (1): 14-18. doi

1007/s13580-014-0117-3.

Matsuoka, T. dan H. Suhardiyanto. 1992. Thermal

and flowing aspects of growing petty tomato in

cooled NFT solution during summer.

Enviroment Control in Biology 30 (3): 199-125.

Moekasan, T.K. dan L. Prabaningrum. 2012.

Penggunaan rumah kasa untuk mengatasi

serangan organisme pengganggu tumbuhan

pada tanaman cabai merah di dataran rendah.

J. Hort 22(1): 66-76.

Nauli, D. 2016. Fluktuasi dan disparitas harga cabai

di Indonesia. Jurnal Agrosains dan Teknologi 1

(1): 56-69.

Niam, A.G. 2011. Simulasi distribusi suhu dan pola

pergerakan udara pada rumah tanaman tipe

standard peak berventilasi mekanis

menggunakan CFD (tesis). Departemen Teknik

Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian, IPB.

Bogor.

Niam, A.G., H. Suhardiyanto, K.B. Seminar, and A.

Maddu. 2017. CFD simulation of cooling pipes

distance in the growing medium for hydroponics

substrate in tropical lowland. International

Journal of Engineering Research and

Development (15): 56-63.

Nkansah, G.O. and T. Ito. 1995. Effect of air and

root-zone temperatures on physiological

characteristics and yield of heat-tolerant and

non heat-tolerant tomato cultivar. J. Japan.

Soc. Hort. Sci. 64(2): 315-320.

Pangestika, H.W. 2015. Evaluasi pendahuluan

galur cabai keriting (Capsicum annuum L.) IPB

(skripsi). Departemen Agronomi dan

Hortikultura Fakultas Pertanian, IPB. Bogor.

Romdhonah, Y., H. Suhardiyanto, Erizal dan S.K.

Saptomo. 2015. Analisis ventilasi alamiah pada

greenhouse tipe standard peak menggunakan

computational fluid dynamics. J. Ilmiah Rekayasa

Pertanian dan Biosistem 3(2): 170 – 178.

Rusono, N., A. Suanri, A. Candradijaya, A.

Muharam, I. Martino, Tejaningsing, P.U. Hadi,

S.H. Susilowati, dan M. Maulana. 2013. Studi

Pendahuluan: Rencana Pembangunan Jangka

Menengah Nasional (RPJMN) Bidang Pangan

dan Pertanian 2015-2019. Direktorat Pangan

dan Pertanian, Kementerian Perencanaan

Pembanganunan Nasional. Jakarta.

Siemonsma, J.S. and K. Piluek. 1994. Plant

Resources of South-East Asia, No.8,

Vegetables. Prosea Foundation. Bogor.

Suhardiyanto, H. 2009. Teknologi Rumah Tanaman

untuk Iklim Tropika Basah: Pemodelan dan

Pengendalian Lingkungan. IPB Press. Bogor.

Tindall, J.A., H.A. Mills and D.E. Radcliffe. 1990.

The effect of root zone temperature on nutrient

uptake of tomato. J. Plant. Nutr. 13(8): 939-956.

Doi: 10.1080/019041690093644127.

Umeno, Y., D.V. Hung, F. Tanaka and D. Hamanaka.

The use of CFD to simulate temperature

distribution in refrigerated containers. Journal of

Engineering in Agriculture, Environment and Food

: 257–263. Doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.

eaef.2015.03.002




Copyright (c) 2019 Jurnal Keteknikan Pertanian

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Alamat Redaksi: 
Jurnal Keteknikan Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680. Telp. 0251-8623026; Fax: 0251-8623026; Email: jurnaltep@yahoo.com  website: http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep 

 

This journal is published under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License.