Pemilihan Sumber Cahaya Untuk Penanaman Dalaman (Indoor)

Penggunaan spektrum cahaya yang betul membantu pertumbuhan optimum.

Penanaman dalam bangunan atau lebih dikenali sebagai ‘indoor farming’ merupakan kaedah yang semakin banyak digunakan memandangkan ia mampu memberikan hasil pengeluaran yang lebih tinggi sepanjang tahun. Di dalam teknik ini salah satu perkara penting adalah, penggunaan sumber cahaya tiruan bagi menggantikan cahaya matahari. Walaupun masih tiada cahaya yang mampu menggantikan cahaya matahari sepenuhnya, namun adakalanya cahaya tiruan memberikan hasil yang lebih baik. Penggunaan cahaya tiruan dalam penanaman tumbuhan mula digunakan oleh seorang botanist Russia iaitu Andrei Famintsyn pada tahun 1868.

Walaupun cahaya matahari memberikan hasil penanaman yang lebih baik, namun setiap tumbuhan memerlukan kadar cahaya yang berbeza-beza. Cahaya matahari mengandungi pelbagai spektrum cahaya, namun tidak kesemua spektrum cahaya ini digunakan oleh tumbuhan di dalam proses fotosintesis. Malah cahaya matahari yang berlebihan juga boleh menyebabkan kerosakan pada daun tumbuhan bagi sesetengah tumbuhan.

Penggunaan cahaya tiruan berubah mengikut teknologi yang ada mengikut perkembangan semasa. Begitu juga hasil kajian yang dilakukan mengikut kemampuan peralatan yang ada pada masa tersebut pula. Suatu masa dahulu, manusia tidak dapat mengukur spektrum cahaya dan menyangka bahawa tumbuhan hanya memerlukan cahaya sahaja. Setelah kita mampu mengukur spektrum cahaya ini barulah kita dapati bahawa cahaya matahari mengandungi pelbagai komponen daripada pelbagai spektrum cahaya untuk pelbagai tujuan kepada tumbuhan.

Lampu Metal Halide 400W. 

High Pressure Sodium 600W. 

Spektrum cahaya dan lampu.

Berikut adalah beberapa jenis lampu yang biasa digunakan untuk tujuan pencahayaan tiruan tanaman di dalam bangunan;

High Intensity Discharge (HID) – merupakan jenis yang biasa digunakan kerana mempunyai intensiti cahaya yang tinggi. HID terdiri daripada beberapa jenis lampu termasuk wap merkuri, metal halide, high pressure sodium (HPS) dan juga conversion bulbs. HID mempunyai spektrum cahaya yang besar namun menggunakan kuasa (Watt) yang tinggi. Namun begitu lampu HID ‘mercury vapor’ sebagai contohnya, memberikan hasil tanaman yang kurang memuaskan.

Metal Halide (MH) – Metal Halide menghasilkan cahaya pada spektrum biru dan violet yang menyerupai spektrum cahaya pada musim bunga. Ia memberikan hasil penanaman yang lebih baik berbanding beberapa lampu HID yang lain. Namun ia perlu diganti setiap tahun berbanding lampu HPS yang mampu bertahan lebih lama. Spektrum cahaya biru dikatakan membantu tumbuhan untuk membentuk akar yang kuat, ketahanan tinggi ke atas penyakit dan pertumbuhan yang lebih sekata. Metal halide boleh didapati dengan beberapa spektrum daripada cool white (7000 K), warm white (3000 K) dan juga ultraviolet-heavy (10,000 K).

Ceramic Metal Halide (CMH, CDM, LEC) – merupakan antara jenis lampu HID terbaru yang turut dikenali dengan beberapa nama lain dalam teknologi penanaman seperti ceramic discharge metal halide (CDM), ceramic arc metal halide dan juga light emitting ceramic (LEC). Lampu hortikultur CDM yang dihasilkan oleh Philips misalnya telah terbukti sebagai sumber cahaya tiruan yang membantu pertumbuhan tanaman untuk aplikasi berkuasa sederhana.

Combination MH and HPS ("Dual arc") – Lampu ini adalah gabungan HPS/MH iaitu high pressure sodium dan juga metal halide di dalam satu lampu bagi membekalkan spektrum cahaya merah dan biru di dalam satu lampu. Lampu ini boleh digunakan pada setiap peringkat pertumbuhan tanaman dari percambahan sehinggalah kepada peringkat berbunga.

High-Pressure Sodium (HPS) – high-pressure sodium merupakan lampu yang lebih efisyen berbanding lampu HID yang lain. Lampu HPS menghasilkan cahaya pada spektrum kuning/merah termasuk sejumlah kecil spektrum cahaya yang lain. Cahaya dari HPS menggalakkan pertumbuhan daun dan juga berbuah. Ia biasa digunakan sebagai bantuan bagi cahaya siang matahari. Terdapat pelbagai kuasa HPS yang dibekalan daripada: 150W, 250W, 400W, 600W and 1000W.

Conversion bulbs – merupakan lampu yang boleh digunakan bersama dengan ballast untuk lampu MH ataupun HPS. Ini kerana ballast yang digunakan untuk lampu HPS adalah sedikit berbeza. Maka conversion bulb biasanya diperlukan untuk tujuan ini.

Switchable ballasts – ini pula merujuk kepada pertukaran ballast bagi MH dan HPS pada Watt yang sama. Pertukaran ini biasanya dilakukan pada tahap-tahap tertentu pertumbuhan tanaman.

LEDs (Light Emitting Diodes) – merupakan sumber cahaya yang lebih popular kerana mudah dikendalikan. Mampu menyediakan lebih banyak spektrum cahaya dengan tanpa kaedah penukaran lampu yang rumit. Cahaya yang dihasilkan oleh lampu-lampu LED ini mudah dikawal dari segi keamatan cahaya mahupun spektrumnya. Kos pengendalian juga adalah lebih menjimatkan. Buat masa ini kos lampu LED untuk tanaman adalah sedikit mahal dan semakin menurun mengikut masa.

Lampu LED dalam kajian penanaman kentang oleh NASA.

Compact fluorescent lights (CFLs).

Fluorescent – lampu-lampu fluorescent juga biasa digunakan untuk tujuan penanaman dalaman. Ia mampu menghasilkan spektrum cahaya dalam julat antara 2700 K ke 10,000 K. Kesemua jenis lampu fluorescent boleh digunakan samada dari jenis tiub panjang mahupun compact fluorescent lights (CFLs). Lampu-lampu digunakan mengikut jumlah kuasa (Watt) dan juga keamatan cahaya yang mampu dihasilkan (Lumens).

Banyak perkara perlu diperhatikan dengan menggunakan cahaya tiruan dalam penanaman ini. Ini kerana tumbuhan bukanlah memerlukan cahaya yang terang tetapi komponen di dalam cahaya tersebut yang membantu mereka di sepanjang proses tumbesaran tersebut. Keperluan ini sama juga seperti baja yang menjadi sumber nutrient kepada tumbuhan tersebut.

Namun ini bukanlah satu perkara yang mustahil bagi manusia mempelajari dan memenuhi keperluan tersebut. Apa yang menjadi persoalannya adalah dalam membekalkan sumber cahaya tersebut, dengan kos yang lebih efektif. Bagi yang menceburi bidang ini, kita perlu sentiasa mengikuti perkembangan semasa bagi menghasilkan tanaman yang kompetitif di pasaran.

Ladang Di Dalam Bangunan Yang Lebih Produktif

Hasil tanaman yang lebih baik melalui 'indoor farming'.

Teknologi pertanian berubah dengan pantas dengan adanya rekaan mesin-mesin pertanian yang boleh membantu mempercepatkan lagi kerja-kerja penyediaan ladang, penanaman, penuaian dan pemprosesan. Malah perkembangan ilmu dan teknologi lain turut membantu untuk meningkatkan lagi hasil pertanian. Sehubungan itu teknologi pertanian terus berubah dan menjadi lebih efektif sepanjang masa.

Pertanian di dalam bangunan merupakan antara teknologi pertanian yang terbaru dengan menggunakan cahaya tiruan bagi menggantikan cahaya matahari. Melalui kaedah ini, hasil pertanian bukan sahaja dapat digandakan malah menggunakan ruang dan tenaga kerja yang jauh lebih rendah. Kaedah pertanian ini tidak mungkin dapat dihasilkan tanpa penglibatan kesemua teknologi yang dikuasai manusia hari ini termasuk ilmu tumbuhan (biologi), elektronik, perkomputeran, mekanikal dan sebagainya. Namun ia masih lagi berada di peringkat awal dan ruang pembaik pulihan teknologi ini masih terbuka luas untuk diterokai.

Penggunaan cahaya optimum untuk tumbesaran tumbuhan.

Persekitaran yang bersih untuk menjamin kualiti tanaman.

Penanaman bertingkat meningkatkan pengeluaran.

Ladang yang dimaksudkan adalah ladang yang didirikan di dalam sebuah bangunan kilang semikonduktor milik Sony yang ditinggalkan berikutan daripada gempa bumi. Bangunan ini kemudiannya digunakan oleh Shigeharu Shimamura sebagai ladang di dalam bangunan yang mampu mengeluarkan hasil yang sangat memberangsangkan. Sayuran yang dihasilkan di dalam bangunan ini adalah bebas sepenuhnya daripada pencemaran bahan toksid mahupun racun serangga.

Melalui keadaan terkawal, proses tumbesaran juga dapat dipercepatkan. Di dalam bangunan ini suhu, cahaya, air dan kelembapan udara dapat dikawal sepenuhnya bagi membantu tumbuhan membesar degan lebih pantas. Ruang penanaman bertingkat pula dapat menggandakan jumlah tanaman per keluasan yang digunakan. Malah air yang digunakan untuk proses pembesaran juga terus melalui kitaran yang sama tanpa diserap oleh tanah (penggunaan air yang lebih menjimatkan).

Shigeharu Shimamura dengan usaha gigihnya.

Hasil tanaman yang sekata melalui persekitaran terkawal.

Bagi Shigeharu Shimamura, usaha untuk membina ladang di dalam bangunan ini bermula apabila beliau melawati ‘kilang sayuran’ pada Expo ’85 world’s fair di Tsukuba, Japan. Minatnya ini diteruskan dengan mengikuti bidang phisiology di Tokyo University of Agriculture dan pada tahun 2004 memulakan syarikat pertanian dalaman yang dipanggil Mirai – yang bermaksud ‘masa depan’.

Teknologi pertanian ini dijangka akan menjadi salah satu teknik pertanian terpenting untuk masa hadapan dalam usaha meningkatkan pengeluaran dengan kos yang lebih murah. Ia juga boleh membantu apabila bencana menimpa di sesuatu kawasan di mana sumber makanan menjadi sukar untuk didapati.

Teknologi pertanian seperti ini perlu diterokai oleh petani-petani moden sekiranya ingin terus bersaing di dalam dunia pertanian. Selain daripada teknologi penanaman rumah hijau, aquaphonics, aerophonics yang kini turut digunakan di negara-negara membangun seperti Vietnam contohnya. Ini kerana hasil yang berbeza hanya boleh diperolehi dengan kaedah yang berbeza pula. Sentiasa memperbaiki kaedah yang digunakan bagi membolehkan anda terus bersaing di dalam bidang yang diceburi.