Pertanian Model Hi-Tech Dimana Makanan Diproduksi Dari Ruang Udara Bebas

“Kelangsungan masa depan umat manusia pada dasarnya ditentukan oleh ketersediaan sumber makanan. Namun seperti yang diketahui ketersediaan lahan pertanian dari tahun ke tahun terus mengalami pengurangan, sedangkan jumlah penduduk di seluruh dunia semakin bertambah. Teknologi yang merupakan hasil kreatifitas pemikiran manusia dituntut untuk bisa memberikan solusi untuk mengatasi masalah tersebut”

– catatan editor –

Artikel asli dalam Bahasa Inggris oleh: Maddie Stone

Ditranslasikan ke dalam Bahasa Indonesia oleh: Edy Kesuma

Dicek dan ditinjau ulan oleh: Reopan editor

Jika planet kita suatu saat nanti didiami lebih dari empat milyar orang, kita mungkin perlu menciptakan beberapa cara baru yang kreatif untuk memenuhi kebutuhan makanan kita sendiri. Salah satu pilihan mungkin dengan membuat bangunan untuk dijadikan lahan dan mengembangkan hasil pertanian di udara. Dan cara lainnya adalah dengan memasang komputer makanan berbasis jaringan di setiap rumah. Saya bahkan tidak bercanda.

Kedua gagasan radikal ini melibatkan Aeroponik, sebuah metode yang awalnya dikembangkan oleh NASA untuk bisa menanam tanaman di luar angkasa. Tumbuhan aeroponik tidak membutuhkan lahan atau tanah subur, dan hanya membutuhkan sedikit air. Para ahli mengatakan bahwa dengan kontrol lingkungan yang tepat, aeroponik bisa secara dramatis mengurangi energi masukan untuk pertanian, menghilangkan penggunaan pestisida dan pupuk, dan meningkatkan tingkat kepadatan nutrisi hasil pertanian.

Namun apakah jenis pertanian modern Hi-Tech ini mampu memenuhi kebutuhan untuk seluruh kota yang ada, atau akankah sayuran aeroponik hanya akan tetap menjadi makanan eksklusif bagi orang-orang kaya dari tahun ke tahun? Untuk menjawabnya, saya berbicara dengan Caleb Harper, founder dari CityFARM MIT dan seorang pioner dalam pengembangan metode pertanian berbasis teknologi, yang mungkin suatu saat nanti akan bisa memenuhi kebutuhan makanan orang-orang di dunia ini.

Pertanian Modern – Pengoptimalan Pertumbuhan

Bagi Harper, yang memiliki tahunan pengalaman dalam mendesain bangunan lingkungan terkontrol yang mampu menghasilkan hasil pangan, alam bebas adalah sesuatu yang kacau, tempat yang sulit dikendalikan untuk menanam sesuatu. Dengan pembatasan-pembatasan dalam bangunan, setiap sumber penunjang yang dibutuhkan oleh tanaman – dari CO2, air dan ke cahaya – dapat secara akurat dimonitor dan dikontrol dengan tujuan untuk memaksimalkan hasil dan meminimalkan pemborosan.

Di CityFARM, “pabrik tumbuhan” yang didukung oleh Media Lab MIT (hasil-hasil pertanian seperti brokoli, strowberi, kubis dan merica menjuntai dari tumpukan-tumpukan rak dalam dinding berpanel kaca. Seperti yang dijelaskan oleh Harper, ketika tanaman digantungkan pada udara terbuka dan dikabutkan dengan spray penyemprot yang halus, akar-akar tanaman akan tumbuh seperti rambut-rambut yang kecil, dan dengan dramatis menambah jumlah area permukaan yang tersedia untuk menyerap nutrisi.

“Menumbuhkembangkan dengan cara ini membuat tananam mengaktifkan semua sistem akar yang mereka miliki,” kata Harper. “Di dalam tanah, sebuah tanaman mungkin akan menggali sekitarnya dan menunggu untuk tumbuh, namun hal itu tidak mengekspresikan sepenuhnya dari kemampuannya dalam menyerap air dan mineral. Dengan aeroponik, anda bisa menumbuhkan tanaman dengan lebih cepat.”

Untuk bisa mengoptimalkan lingkungan pertumbuhan sepenuhya, tim peneliti Harper menggunakan data dari peralatan sains untuk secara cermat memonitor kebutuhan tanamannya. Sensor yang ditanamkan pada beberapa tanaman penjaga memantau tanda-tanda vital seperti pergerakan turgor pada daun: Informasi-informasi ini dimasukkan ke dalam komputer dan digunakan untuk menentukan secara tepat kapan dan untuk berapa lama tanaman membutuhkan pengkabutan air. Air kabut secara teliti dibagikan sesuai porsi nutrisi yang dibutuhkan oleh tanaman – nitrogen, fosfor, potasium, dan lain sebagainya. Harper mengklaim bahwa dengan pendekatan ini memberikan efisiensi 70 sampai 90 persen dibandingkan dengan pengairan metode tradisional, dimana dengan potensi 98 persen lebih efisien.

Ketika air dan nutrisi tersedia begitu melimpah, pertumbuhan tanaman seringkali dibatasi oleh cahaya. CityFARM berusaha mengurangi batasan ini dengan menggunakan lampu LED untuk menambah intensitas cahaya matahari. Lampu LED disesuaikan dari cahaya merah ke biru berdasarkan porsi spektrum cahaya yang dibutuhkan tanaman untuk berfotosintesis. Pada lingkungan alamnya, tanaman menyaring banyak cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda menjadi bagian-bagian yang bisa mengaktifkan proses fotosintesis. Heliospectra, sebuah perusahaan yang membuat lampu untuk CityFARM, percaya bahwa sinar matahari adalah cara yang sudah ketinggalan jaman, dan dengan sebuah lampu pertumbuhan yang dikalibrasi dengan baik, banyak tanaman pertanian bisa tumbuh tanpa sinar matahari sepenuhnya.

Eksperimen ini mungkin masih skala kecil untuk saat ini, namun sejauh ini, hasil yang diperoleh adalah lumayan sangat baik. Tanaman pertanian yang ada di CityFarm tumbuh tiga sampai lima kali lebih cepat dibandingkan di lingkungan alaminya, dalam siklus 30 hari, 365 hari setahun. Hasil panen dari bangunan dengan luas 60 are telah berhasil memproduksi suplai bahan makanan untuk tiga ratus pegawai yang ada di Media Lab MIT.

Suplai Pangan Untuk Masa Depan

Tidak ada bantahan pada kecerdikan teknologi seperti yang ditampilkan di CityFarm. Begitu juga pada bukti lain bentuk pertanian modern dalam ruangan seperti kebun percontohan aeroponik di Airport O’Hare Chicago. Namun apakah sistem ini bisa dikembangkan untuk skala besar? Pemikiran teknologi yang mereka miliki menghadapi tantangan yang jelas. Pada akhirnya, siapapun yang tertarik dengan pengembangan aeroponik harus mempertimbangkan keuntungan dari peningkatan hasil yang diperoleh dengan biaya yang diperlukan untuk menginvestasikan teknologi tersebut.

“Kami sedang berada pada poin menempatkannya pada skala produk bernilai tinggi, dimana anda bisa lihat pada perusahaan farmasi dan kosmetik mereka telah menggunakan teknik seperti ini,” kata Harper. Dan nanti akan segera mengikuti adalah hasil pertanian yang biasanya berharga mahal di supermarket dan tanaman yang mudah dikembangkan seperti, sayur-sayuran hijau, tanaman herba, dan buah-buah berry yang tidak pada musimnya. Meningkatkan skalanya lebih luas mungkin menjadi lebih bernilai ekonomis jika sistem aeroponik bisa dipasang kedalam tirai berdinding kaca dari bangunan-bangunan tinggi yang sudah berdiri, sebuah kemungkinan dimana CityFARM sedang mengeksplorasinya.

Sebuah pilihan radikal lainnya mungkin dalam bentuk yang lebih kecil. Proyek Harper terbaru menggunakan bangunan kotak aeroponik berukuran 2 x 2 x 2 kaki dimana setiap aspek dari lingkungan tanaman secara akurat dipantau dan dikontrol. Dia menyebutnya sebagai “personal computer for food” atau komputer untuk tanaman pangan.

“Di dalam sebuah kotak, kita membuat pengaturan cuaca: semua hal dari CO2 sampai ke Oksigen, temperatur dan kelembaban udara,” kata Harper.

Rasa dari sebuah tanaman memiliki kesamaan sesuai dengan produk genetikanya dan lingkungan dimana dia berada. Dengan mengatur semua faktor lingkungannya, Harper membayangkan setiap individu akan bisa membuat “sayur-sayuran yang didesainnya sendiri,” dimana resepnya bisa disimpan, dan dibagikan kepada semua orang di seluruh dunia.

“Sekali anda berhasil menanam sesuatu, katakanlah, sebuah tomat, anda akan memiliki sebuah resep,” kata Harper. “Resep tersebut akan dengan tepat memberitahukan berapa banyak CO2, air dan cahaya yang harus digunakan. Kemudian anda bisa memberitahukan teman anda, lalu dia mendownload resep tersebut ke dalam kotaknya, dan menekan tombol jalankan proses. Nantinya dia akan mampu menghasilkan tomat yang benar-benar sama – tekstur yang sama, warna dan rasa yang sama juga.”

Tentu saja, kotak pen-desain tanaman ini dimana anda dan teman anda bisa mengembangangkan sayuran yang identik masih jauh dari sistem yang mampu mencukupi kebutuhan penduduk dalam satu kota. Namun bagi Harper, komputer ini adalah langkah awalnya.

“Katakanlah anda memiliki 10.000 unit kotak kecil ini yang tersebar di seluruh kota. Sebagai sebuah produk, penggunaan pada masing-masing orang dan nilai yang didapatkan sangatlah terbatas,” kata Harper. “Namun jika mereka bisa saling berdiskusi satu sama lain dan saling belajar, pada akhirnya kita akan memiliki sebuah komputer untuk tanaman yang terdistribusi. Salah satu bagian dalam pekerjaan saya adalah bergulat dengan apa yang bisa memberi makna.”

Mungkin membutuhkan beberapa dekade lagi sebelum hasil pangan berupa jagung dan gandum menjadi sebuah pemandangan umum dalam kaki-kali langit bangunan perkotaan, atau sebelum komputer untuk tanaman bisa menyusup ke dalam setiap rumah-rumah. Ide-ide ini berbicara karena munculnya keinginan untuk mengembangkan pertanian dengan suatu cara yang cocok dengan kemajuan modern, yaitu dunia urban. Saat ini, sesuai yang dibahas dalam artikel ini, diperhitungkan 10 kalori bahan bakar dihabiskan untuk menghasilkan dan mengantarkan 1 kalori makanan ke meja makan. Jika perhitungan Harper benar dimana dengan menggunakan metode pengembangan Hi-Tech bisa mengurangi konsumsi energi sebanyak 80 persen, hal ini akan menjadi solusi yang tepat bagi lingkungan dan aspek-aspek di bawahnya.

Secara pribadi, saya tidak sabar untuk mencoba kotak perangkat tanaman dan memulai untuk mendesain makanan untuk makan malam.