TUGAS INDIVIDU RANCANGAN TEKNIK RANCANG TEKNIK GREENHOUSE UNTUK TANAMAN TOMAT

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Tomat adalah komoditas hortikultura yang penting, tetapi produksinya baik kuantitas dan kualitas masih rendah. Hal ini disebabkan antara lain tanah yang keras, miskin unsur hara mikro serta hormon, pemupukan tidak berimbang, serangan hama dan penyakit, pengaruh cuaca dan iklim, serta teknis budidaya petani.

Pertumbuhan jumlah konsumen yang menginginkan tomat yang berkualitas baik menuntut petani untuk menghasilkan tomat berkualitas tinggi dengan cita rasa yang khas. Menghasilkan tomat dengan kuantitas dan kualitas yang memenuhi keiinginan konsumen menjadi tujuan utama bagi petani komersial.

Penggunaan rumah tanaman (greenhouse) dalam budidaya tanaman merupakan salah satu cara untuk memberikan lingkungan yang lebih mendekati kondisi optimum bagi pertumbuhan tanaman. Struktur bangunan greenhouse yang akan dirancang akan berbeda dari satu tempat dengan tempat yang lainnya, hal ini disesuaikan dengan karakteristik lingkungan di sekitar greenhouse dan manfaat dari greenhouse yang akan digunakan. Pada daerah iklim subtropika bangunan greenhouse dirancang untuk memanen panas, yang akan digunakan pada musim dingin untuk pertumbuhan tanaman, sedangkan pada daerah iklim tropika bangunan greenhouse dirancang untuk melindungi tanaman dari siraman hujan secara langsung,dan intensitas cahaya yang berlebihan.

Greenhouse pada umumnya dibangun menggunakan kaca sebagai atap dan dinding. Namun, dalam perkembangannya, penggunaan kaca sebagai bahan penutup greenhouse sudah jauh tertinggal dibandingkan dengan penggunaan plastik. Sehingga, istilah rumah kaca sebagai terjemahan dari greenhouse sudah kurang tepat lagi. Agar lebih mencerminkan fungsi greenhouse sebagai bangunan perlindungan tanaman maka diperkenalkan istilah “rumah tanaman” sebagai terjemahan dari greenhouse (Suhardiyanto, 2009).

Perancangan greenhouse yang cocok dan sesuai akan membantu tanaman tomat dalam hal peningkatan kapasitas, sehingga permintaan pasar dapat terpenuhi, maka diperlukan analisa teknik yang tepat agar rancang bangun greenhouse yang diinginkan dan diharapkan dapat terwujud.

Ada berbagai macam tipe greenhouse berdasarkan tipe atap antara lain: tipe semi monitor, piggy back dan modified arch. Tipe atap modified standard peak greenhouse sesuai dengan kondisi iklim Indonesia. Bentuk atap berundak dengan kemiringan tertentu mempercepat aliran air hujan ke arah ujung bawah atap. Kemiringan sudut atap 25-35^O tergolong optimal dalam mentransmisikan radiasi matahari. Untuk daerah tropika basah, atap rumah tanaman sebaiknya tidak menggunakan bahan plastik film. Polyethylene dengan UV stabilizer dapat menjadi pilihan karena memiliki umur pakai lebih lama dibandingkan polyethylene biasa (Suhardiyanto et al, 2009).

Tabel 1  Spesifikasi teknik greenhouse.

Tujuan

Adapun tujuan dari tugas rancangan teknik yaitu:

a.  Merancang ukuran greenhouse yang optimum untuk produksi tomat berkapasitas 1000 tanaman dengan analisis perhitungan dimensi.

b.  Menggambarkan greenhouse dengan hasil ukuran dari analisis perhitungan dimensi dengan menggunakan Autocad untuk produksi tomat berkapasitas 1000 tanaman.

Deskripsi Masalah

Tomat adalah komoditas hortikultura yang penting, tetapi produksinya baik kuantitas dan kualitas masih rendah. Hal ini disebabkan antara lain tanah yang keras, miskin unsur hara mikro serta hormon, pemupukan tidak berimbang, serangan hama dan penyakit, pengaruh cuaca dan iklim, serta teknis budidaya petani. Tanaman tomat memiliki syarat tumbuh yaitu : tomat dapat ditanam didataran rendah atau dataran tinggi, tanahnya gembur, porus dan subur, tanah liat yang sedikit mengandung pasir dan pH antara 5-6, curah hujan 750-1250 mm/tahun, curah hujan yang tinggi dapat menghambat persarian, kelembabab relatif yang tinggi sekitar 25% akan merangsang pertumbuhan tanaman yang masih muda karena asimilasi CO2 menjadi lebih baik melalui stomata yang membuka lebih banyak, tetapi juga akan merangsang mikroorganisme penggangu tanaman dan ini berbahaya bagi tanaman (anonim, 2007).

Oleh sebab itu, dalam perancangan greenhouse ini diusahakan kondisi di dalam greenhouse sama dengan kondisi optimum yang dibutuhkan oleh tanaman tomat sehingga produksinya menjadi lebih tinggi serta kuantitas dan kualitasnya menjadi lebih baik.

·         Rumah tanaman untuk produksi buah tomat dengan kapasitas 1000 tanaman.

·         Greenhouse yang akan dirancang dengan tipe Single-span Standar Peak Greenhouse.

·         Tiap bibit tomat yang akan ditanam dalam bentuk polybag yang berukuran 35 x 40 cm.

·         Jarak tanaman antar bendengan ± 100 cm dan antar tanaman ± 50 cm dengan tinggi tomat 170 cm.

·         Bahan konstruksi yang digunakan adalah kayu atau bambu dengan kaca plastic transparan.

ANALISIS DAN DESAIN

Analisis

Jumlah tanaman 1000 buah, tiap biibit tomat yang ditanam di dalam greenhouse tersebut tersedia dalam bentuk polybag yg ukurannya 35 x 40 cm (penampang atasnya). Kemudian bibit tomat tersebut ditata didalam greenhouse sesuai dengan jarak tanam yang diinginkan (pada umumnya menggunakan jarak tanaman antar bedengan ± 100 cm dan antar tanaman ± 50 cm). Tipe atap greenhouse yang digunakan adalah Single-span Standard Peak Greenhouse. Konstruksinya menggunakan kayu atau bambu dengan kasa plastik transparan. Ketinggian maksimum pohon tomat bisa mencapai 170 cm. Bahan konstruksinya menggunakan kayu atau bambu dengan kasa plastik transparan. Ketinggian maksimum pohon tomat bisa mencapai 170 cm.

Diketahui :

·         Kapasitas greenhouse tanaman tomat 1000 tanaman.

·         Ukuran polybag tanaman tomat 35 x 40 cm.

·         Jarak tanaman antar bedengan ± 100 cm.

·         Jarak antar tanaman ± 50 cm.

Ditanya :

Rancang bangun greenhouse yang sesuai.

Jawab:

Penentuan Luas Bangunan Greenhouse

Menggunakan metode optimasi desain Langrange Multipliers:

Asumsi:

x = jumlah tanaman dalam 1 alur;      y = jumlah alur

jarak dari sampig greenhouse ke tanaman masing-masing 1 m.

Lebar = 100 (y-1) + 40y + 200 =  140y + 100

Panjang = 50 (x-1) + 35x + 200 = 85x + 150

Luas = (85x + 150)( 140y + 100) = 11900xy + 8500x + 21000y +15000

Sehingga:

Fungsi tujuan               : L = 11900xy + 8500x + 21000y +15000

Fungsi kendala            : xy = 1000

Metode Optimasi Desain Langrange Multipliers :

LE = fungsi tujuan + λ(fungsi kendala)

LE = 11900xy + 8500x + 21000y +15000 + λ(XY-1000)

Maka pada titik optimum harus dipenuhi:

(∂ LE)/( ∂ x)	= 0
(∂LE)/( ∂ y)	= 0
(∂ LE)/( ∂ λ )	= 0

Maka:

∂LE/∂x = 11900y + 8500 + λy = 0     ... (1)

∂LE/∂y = 11900x + 21000 + λx = 0   ... (2)

∂LE/∂x = xy – 1000 = 0          ... (3)

Dari persamaan( 3) :

xy = 1000                    x = 1000/y  ... (4)

Dari persamaan (1):

11900y + 8500 + λy = 0                     (11900 + λ) = - 8500/y           ... (5)

Dari persamaan (2):

11900x + 21000 + λx = 0                    (11900 + λ) = - 21000/x          ... (6)

Subtitusi persamaan (5) ke persamaan (6):

- 8500/y = - 21000/x

x = 2,47y         ... (7)

Subtitusi persamaan (7) ke persamaan (4):

2,47y = 1000/y

2,47y² = 1000

y = 20,12 ≈ 20 alur

x = 2,47 (20) = 49,4 ≈ 50 tanaman per alur

Sehingga :

Panjang bangunan greenhouse = 85 (50) + 150 = 4400 cm

Lebar bangunan greenhouse = 140 (20) + 100 = 2900 cm

Jadi, dimensi permukaan greenhouse yang akan dibangun adalah berukuran (4400 x 2900) cm dengan jumlah alur tanam yang terdapat di dalam greenhouse adalah sebanyak 20 buah dan jumlah tanaman tiap bedengan/alur sebanyak 50 tanaman.

Desain

Gambar 1  Greenhouse hasil rancangan

Gambar 2  Rangkaian media tanam yang dirancang

Gambar 3  Pola alur tanaman yang dirancang

HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil yang diperoleh melalui analisis perhitungan optimal untuk menentukan dimensi greenhouse, didapatkan hasil berikut ini:

Tabel 2  Dimensi Greenhouse yang di desain

Bagian greenhouse	Satuan	Ukuran
Lebar Dalam Greenhouse	m	29
Panjang Dalam Greenhouse	m	44
Lebar Luar Greenhouse	m	30
Panjang Luar Greenhouse	m	44.5
Tinggi Dasar Bangunan	m	0.60
Tinggi Ruang Tanam	m	5.6
Tinggi Total Greenhouse	m	19.215
Lebar Pintu	m	2.2
Tinggi Pintu	m	2.8

Dari hasil analisis desain, didapatkan hasil analisis untuk menampung tanaman tomat berkapasitas 1000 tanaman dengan polybag yang ukurannya 35 x 40 cm, dan menggunakan jarak tanaman antar bedengan ± 100 cm dan antar tanaman ± 50 cm yakni didapatkan panjang greenhouse sebesar 4400 cm dan lebar sebesar 2900 cm.

Untuk dinding digunakan dua lapisan yakni lapisan luar terbuat dari bahan kawat dan lapisan dalam dari bahan kasa. Pelapisan kasa bertujuan untuk menghindari serangga atau hama yang masuk kedalam greenhouse.

Pondasi terbuat dari semen cor untuk memperkokoh tahanan bangunan. Sedangkan untuk rangka terbuat dari kayu. Sebagian besar tanaman yang dibudidayakan pada green house membutuhkan cahaya dengan panjang gelombang sekitar 400 – 700 nanometer (Photosynthetically Active Radiation). Hampir semua bahan penutup green house mampu menampung cahaya tersebut sesuai dengan panjang gelombang yang diinginkan tanaman. Bahan yang terbuat dari Polyethylene dan fiberglass cenderung membuat cahaya menjadi tersebar, sementara bahan yang terbuat dari acrylic dan polycarbonate lebih cenderung meneruskan cahaya yang masuk secara langsung.

Atap terbuat dari kaca transparan model new polycarbonate. Keuntungan model new polycarbonet yakni lebih tahan, lebih fleksibel, lebih tipis, serta lebih murah dibandingkan acrylic. Penggunaan dua lapis polycarbonate mampu menghantarkan cahaya dengan baik dan dapat mengurangi kehilangan panas yang cukup besar dibandingkan satu lapis. Namun kekurangannya bahan ini sangat mudah tergores dan mudah memuai.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2007. Budidaya Tomat. [terhubung berkala] http://teknis-budidaya.blogspot.com/2007/10/budidaya-tomat.html. [diakses pada 2 Desember 2013]

Suhardiyanto, H. 2009. Teknologi Rumah Tanaman untuk Iklim Tropika Basah Pemodelan dan Pengendalian Lingkungan. Bogor : IPB Press.




Berikut  adalah hasil desain yang dibuat. UNDUH