Data Loading...
Reka Bentuk Akuaponik Flipbook PDF
Benda ini merupakan kaitan dengan akuaponik.
115 Views
209 Downloads
FLIP PDF 553.57KB
REKABENTUK DAN UJILARI SISTEM AKUAPONIK UNTUK PENGHASILAN TANAMAN DAN TERNAKAN DALAM KEDIAMAN
Misman Sumin, Nor Fairul Azam Abdul Wahab, Shyful Azizi Abdul Rahman Kumpulan Pengurusan Agroekosistem Bahagian Agroteknologi dan Biosains Agensi Nuklear Malaysia ABSTRAK Akuaponik adalah gabungan dua teknologi pengeluaran makanan yang simbiosis dan saling bergantungan iaitu sistem kitaran air akuakultur di mana air dari tangki ternakan ikan dirawat dan dibersihkan sebelum dikembalikan ke dalam tangki ikan dan sistem tanaman hidroponik tanpa tanah (soilless) menggunakan nutrien sisa yang terhasil dari tangki ternakan ikan sebagai sumber baja. Pada masa kini, sistem akuaponik dihasilkan dalam pelbagai bentuk. Walaubagaimanapun, pada asasnya, sistem akuaponik terdiri dari satu tangki ternakan ikan, takungan untuk tanaman yang berisi media tanaman tanpa tanah dan sistem kitaran air. Sistem “bell sifon” adalah satu sistem kitaran air yang dipasang pada takung tananam bagi membolehkan air yang dipam dari tangki ternakan ikan memenuhi ruang takungan tanaman dan kemudian setelah paras air mencapai tahap tertentu, air akan dikeluarkan dengan kadar yang cepat bagi mengelakkan akar pokok terendam. Sistem ini juga dikenali sebagai sistem pasang surut. Teknologi akuaponik telah diperkenalkan sejak tahun 1960an, tetapi hanya popular dalam tahuntahun kebelakangan ini terutamanya di Malaysia kerana minat orang awam kepada aktiviti tanaman dan ternakan dalam kediaman. Konsep akuaponik ini dapat membantu ekonomi isi rumah selain memastikan produk makanan lebih bersih dan selamat. Disamping itu, kos bahan makanan yang semakin meningkat, peningkatan kos baja dan kekurangan tanah untuk pertanian telah menarik minat
penyelidik,
pengusaha
dan
badan-badan
bukan
kerajaan
yang
berkaitan
untuk
mempromosikan teknologi akuaponik ini kepada masyarakat. Satu sistem mini akuaponik pasang surut telah direkabentuk dan dibina serta dibuat percubaan dengan menternak ikan keli bersama beberapa tanaman seperti kangkung, pagaga dan pudina. Percubaan terhadap sistem ini dijalankan selama selama 2 bulan. Jumlah kos untuk menghasilkan satu unit sistem akuaponik ringkas ini telah diperolehi. Hasil percubaan awal ini telah memberi gambaran awal keberkesanan dan permasalahan penggunaan sistem akuaponik ini yang dapat dikongsi dengan individu lain yang berminat. Pelbagai kajian lanjutan boleh dilaksanakan seperti kajian kitaran nutrisi,
kajian penambahan saiz sistem dan sistem pengeluaran organik.
Kesimpulannya, sistem akuaponik adalah satu sistem ringkas penghasilan bahan makanan (sayursayuran dan ikan) yang berpotensi untuk dilaksanakan oleh masyarakat sebagai aktiviti pertanian dalam kediaman.
PENGENALAN Daripada keseluruhan sumber air dunia, hanya 2.5% adalah sumber air bersih dan dari jumlah itu, hanya 0.3%
dapat digunakan oleh manusia. Daripada sumber air yang terhad ini pula, 70%
digunakan untuk pertanian. Dengan pertambahan populasi manusia dan peningkatan industri yang menyebabkan pencemaran sumber air, ditambah dengan kesan perubahan cuaca yang semakin ketara, persaingan kepada sumber air menjadi semakin meruncing. Kekurangan air telah dirasai hampir di seluruh benua yang melibatkan lebih daripada 40% populasi dunia. Dijangkakan menjelang 2025, sekitar 2 billion penduduk dunia akan merasai kesan kekurangan air yang ketara. (Hambrey Consulting,2013)
Kekurangan air ini akan mengakibatkan kesan langsung kepada pengeluaran makanan dunia yang menyumbang kepada masalah kekurangan makanan dan kebuluran. Pada masa kini, penghasilan tanaman memerlukan penggunaan air yang banyak. Bagi menghasilkan makanan seorang untuk sehari, dianggarkan air yang digunakan adalah sekitar 2000 ke 5000 liter. .(Rashmi Menon et. al., 2013). Selain daripada penggunaan air yang banyak, penggunaan baja secara berlebihan terutamanya baja kimia yang merupakan input utama dalam kaedah penanaman konvensional merupakan masalah kepada pengeluaran makanan. Penggunaan baja kimia ini selain dari mencemarkan alam sekitar terutamanya sumber air, ia juga adalah penyumbang utama kepada kos pengeluaran dalam pertanian.
Menyedari kepentingan kepada penggunaan sumber secara lestari dan mesra alam, kaedah akuaponik iaitu satu sistem gabungan hidroponik dan akuakultur, didapati mampu mengurangkan penggunaan air dan baja dalam pertanian selain dapat dilaksanakan oleh semua peringkat masyarakat mahupun kepada masyarakat bandar yang mempunyai ruang kediaman yang terhad. Hasil kajian menunjukkan sistem akuaponik ini dapat menjimatkan sehingga 80% penggunaan air dan 75% penggunaan tanah untuk pertanian.(Rashmi Menon et. al., 2013)
Teknologi akuaponik telah diperkenalkan sejak tahun 1960an, tetapi hanya popular dalam tahuntahun kebelakangan ini terutamanya di Malaysia. Konsep tanaman dan ternakan ini
dapat
membantu ekonomi isi rumah selain memastikan produk lebih bersih dan selamat terutama dalam aspek penggunaan racun. Kos bahan makanan yang semakin meningkat disebabkan peningkatan kos pengeluaran serta kekurangan tanah pertanian telah menarik minat pelbagai individu dan agensi untuk menjalankan kajian lanjut dan mempromosikan teknologi akuaponik ini.
Kertas kerja ini menerangkan kaedah untuk menyediakan sebuah system akuaponik ringkas bagi kegunaan pelbagai peringkat masyarakat terutamanya kepada masyarakat bandar yang mempunyai
ruang dan masa yang terhad tetapi berminat untuk menjalankan aktiviti penanaman dan penternakan ikan. Kaedah akuaponik ini adalah suatu sistem lestari yang mampu dilaksanakan dalam perkarangan rumah.
KONSEP SISTEM AKUAPONIK Pada masa kini, sistem akuaponik dihasilkan dalam pelbagai bentuk. Walaubagaimanapun, pada asasnya, sistem akuaponik terdiri dari satu tangki ternakan ikan, takungan untuk tanaman yang berisi media tanaman dan sistem kitaran air. Sistem “bell sifon” adalah satu sistem kitaran air yang dipasang pada takung tananam bagi membolehkan air yang dipam dari tangki ternakan ikan memenuhi ruang takungan tanaman dan kemudian setelah paras air mencapai tahap yang ditentukan, air akan dikeluarkan dengan kadar yang cepat bagi mengelakkan akar pokok terendam. Sistem ini juga dikenali sebagai sistem pasang surut. (Bradley K. Fox et. al.,2010)
REKABENTUK SISTEM AKUAPONIK Di dalam akuaponik, sistem penapisan air anaerobik (dinitrifikasi) seperti di dalam sistem Recirculation Aquaculture System (RAS) digantikan dengan sistem penanaman hidroponik. Sistem pasang surut yang diaplikasikan, berfungsi sebagai penapis-bio untuk penukaran ammonia kepada nitrate.
Sumber nutrien untuk tanaman terutamanya nitrogen dan fosforus diperolehi daripada sisa ternakan ikan yang dialirkan dalam takung tanaman. Kaedah ini juga menghalang daripada nutrien dilepaskan ke persekitaran. Hasil kajian menunjukkan bahawa hanya 30% sumber nitrogen daripada makanan digunakan oleh ternakan ikan. Sekiranya sistem akuponik digunakan, 40% lagi nitrogen dapat diserap oleh tumbuhan. (Hambrey Consulting,2013). Selain daripada itu, interaksi antara bakteria, fungi dan mikro planton di dalam air kitaran membantu dalam pertumbuhan tanaman. Walubagaimanapun, kuantiti dan saiz tanaman dan ikan perlu seimbang bagi memaksimumkan pertumbuhan. Keadaan ini juga bergantung kepada jenis tanaman dan ikan yang digunakan. Kajian lanjut perlu dibuat dalam aspek ini.
Komponen yang ada pada suatu sistem asas akuaponik adalah: •
Tangki ternakan ikan
•
Takung tanaman
•
Sistem pasang surut/bell sifon
•
Pam
Sistem asas ditunjukkan seperti dalam gambar rajah 1.
Air dari tangki ikan untuk pengairan dan baja
Sistem akar dan mikrob menggunakan nitrate
Takung tanaman
Batu kerikil Makanan ikan
Pam air dan jaring menghalang ikan kecil dari disedut
Sistem sifon: Aliran air secara graviti
Sisa buangan ikan (Nitrate)
Curahan air menghasilkan pengudaraan
Tangki ternakan ikan
Gambar rajah 1: Sistem akuaponik asas
Sistem Penanaman Kebiasaannya takung tanaman diperbuat daripada bahan plastik. Bahan plastik dipilih kerana kerjakerja menebuk dan memasang sistem kitaran air lebih mudah. Saiz takung bergantung kepada bilangan dan jenis tanaman. Ketinggian takung perlu sekurang-kurangnya 20cm. Untuk rekabentuk sistem percubaan ini, takung sedia ada dipasaran digunakan dimana saiznya adalah 20cm x 25cm x 60cm
Gambar rajah 2: Sistem takung tanaman
Media bukan tanah digunakan untuk akuaponik. Pelbagai media boleh digunakan bergantung kepada saiz takung dan jenis tanaman. Media yang digunakan perlu seragam dan mempunyai ruang yang mencukupi untuk menyimpan dan melepaskan air serta tidak terapung di dalam air. Antara media yang selalu digunakan adalah bebola tanah liat dan batu kerikil halus. Tiga jenis media digunakan dalam percubaan sistem akuaponik ini iaitu, batu bata yang dipecahkan, bebola tanah liat dan batu kerikil halus.
Tangki Ternakan Ikan Tangki ternakan ikan yang biasa digunakan berbentuk bulat bagi memudahkan aliran air dan mengelak dari kotoran terkumpul pada bucu tangki. Sistem pengudaraan tambahan perlu dimasukkan dalam tangki untuk ternakan ikan yang sensitif seperti tilapia dan sekiranya bilangan ternakan yang banyak dimasukkan di dalam tangki. Sistem pengudaraan juga dapat mengurangkan risiko kematian ikan sekiranya sistem kitaran bermasalah seperti tersumbat atau pam tidak berfungsi. Bilangan ikan di dalam tangki ternakan bergantung kepada spesis ikan, suhu air dan kecekapan pengudaraan. Ikan tilapia dan karp dapat hidup dan membesar dengan baik pada kuantiti 60-70kg/m3. Ikan Keli dapat dimuatkan pada kuantiti yang lebih banyak walau dalam keadaan kurang pengudaraan di dalam air. Walaubagaimanapun, tangki ternakan perlu ditutup dengan jaring
bagi mengelakkan ikan keli melompat atau keluar daripada tangki. Dalam sistem percubaan ini, tangki polyethelyn 250 gelen digunakan.
Gambar rajah 3: Tangki ternakan ikan
Sistem Kitaran Air Pam yang digunakan berkemampuan untuk menaikkan air sehingga 4 kaki tinggi dan mampu menyedut kotoran dalam tangki ikan. Pam berkapasiti 5W, 3500 liter/jam digunakan dalam sistem percubaan ini. Pam disambungkan pada paip PVC 0.5 inci yang disalur terus ke takung tanaman paling atas. Kadar air yang optimun iaitu antara 8-10 liter/minit yang masuk ke dalam takung tanaman dikawal dengan injap manual. Air daripada tangki ikan dikawal takat maksimumnya dalam takung tanaman dengan menggunakan sistem bell sifon yang terdiri daripada beberapa komponen. Paip dirian (standpipe) adalah paip menegak yang dipasang pada dasar takung tanaman. Paip dirian adalah saluran bagi mengeluarkan air dari takung tanaman dan ianya adalah menentukan paras maksimum air dalam takung tanaman. Paip dirian bersambung pada paip keluar air di bawah takung tanaman dimana air disalur keluar ke takung tanaman lain atau ke tangki ternakan ikan. Satu paip yang diletak diluar paip dirian berdiameter 2 kali paip dirian dinamakan “paip bell” dipasang dengan dipasang penutup pada satu
hujungnya. Pada kaki paip loceng dibuat bukaan secukupnya untuk laluan air. Pada penutup “paip bell” lubang ditebuk dan dipasang tiub udara dan diturunkan pada dinding paip bell. Hujung tiub udara dipotong sedikit atas daripada bukaan bawah. Tiub udara ini diperlukan bagi menghentikan aliran sifon.
(c)
(b)
(a)
(a)
Gambar rajah 4: Sistem kitaran air dan bell sifon, (a) paip dirian, (b) paip bell, (c) tiub udara
PEMERHATIAN PERCUBAAN SISTEM AKUAPONIK Pemasangan satu unit akuaponik percubaan dan ujilari terhadap sistem ini dilakukan selama 2 bulan. Tanaman yang digunakan adalah pokok pudina, kangkung dan pegaga. Percubaan kepada media tanaman yang berbeza juga dilakukan. Batu bata yang dipecahkan didapati tidak sesuai untuk sistem akuaponik berbanding bebola tanah liat dan batu kerikil (2-5mm) ini kerana saiz yang agak besar dan kurang keupayaan menyimpan nutrien dari air ternakan ikan. Tumbuhan yang ditanam dalam media batu bata ini menunjukkan simtom kekurangan nutrien. Secara umum, takung tanaman dengan pemilihan media yang sesuai seperti batu kerikil dapat membekalkan nutrien yang cukup untuk pertumbuhan tanaman. Tanaman pegaga, kangkung dan pudina yang dipilih dalam percubaan ini sesuai dan tumbuh dengan baik dengan menggunakan sistem akuaponik ini. Sistem bell sifon yang direkabentuk berfungsi dengan baik bagi menghasilkan kitaran air dengan memastikan akar tanaman tidak terlalu lama terendam dimana akan menyebabkan tanaman mati. Air yang dialir semula kedalam tangki ternakan ikan menjadi lebih bersih selepas ditapis di dalam takung tanaman selain meningkatkan pengudaraan air tangki kerana dimasukkan secara mencurah. Ternakan ikan yang dipilih iaitu ikan tilapia dan keli menunjukkan tumbesaran yang baik. Jumlah keseluruhan peningkatan berat adalah 2 ke 2.5 kg untuk 5 ekor ikan yang diternak selama 20 hari dengan menggunakan jumlah makanan ikan sebanyak 0.5 ke 1 kg.
(a)
(b)
Gambar rajah 3: Perbezaan kesuburan tanaman (a) media tanaman batu kerikil halus -subur, (b) media tanaman batu bata yang dipecahkan – kurang subur
KESIMPULAN Sistem penghasilan tanaman dan ternakan ikan secara akuaponik yang direkabentuk berjaya dalam percubaan yang dilakukan. Kos penghasilan satu sistem percubaan akuaponik mudah yang lengkap ialah RM500.00. Kajian lanjut yang lebih saintifik dan terperinci dalam aspek nutrisi tanaman dan ternakan, penambahbaikan rekabentuk dan agronomi dicadangkan untuk dilaksanakan. Sistem akuaponik menggunakan sistem bell sifon berpotensi untuk diaplikasikan oleh individu yang berminat untuk menghasilkan sendiri sumber makanan dalam kekangan ruang dan masa terutamanya kepada masyarakat dalam bandar. Aplikasi akuaponik dapat mengurangkan penggantungan masyarakat kepada sumber makan, terutamanya kepada sayuran dan ikan yang dihasilkan secara komersil yang banyak menggunakan bahan kimia dan kos yang semakin meningkat.
RUJUKAN
Bradley K. Fox, Robert Howerton, and Clyde S. Tamaru (2010). Construction of Automatic Bell Siphons for Backyard Aquaponic Systems. University of Hawai‘i Sea Grant College Program Rashmi Menon, Sahana G.V., Shruthi V. and Suganya R. (2013). Small Scale Aquaponic System. International Journal of Agriculture and Food Science Technology. ISSN 2249-3050, Volume 4, Number 10, pp. 975-980 Hambrey Consulting,(2013) The relevance of aquaponics to the New Zealand aid programme, particularly in the Pacific, Commissioned Report for New Zealand Aid Programme, Ministry of Foreign Affairs and Trade