548. Inovasi Belanda: Memanen Hasil Pertanian dari Kelap-Kelip LED

Penulis : Yoga Putranda
Tema : Fire
=========================================================================================================================================================

Bangsa Belanda adalah bangsa kecil yang berfikir besar. Jika dibandingkan dengan negara kita Indonesia, luas wilayah dan jumlah penduduk Belanda jauh lebih sedikit. Dengan luas area 41.543 km2[a], Belanda mendedikasikan 54,6%[b] wilayah daratannya untuk sektor pertanian. Tak heran sektor pertanian menjadi salah satu sektor utama penggerak ekonomi negara ini. Kerja keras, inovasi, dan kolaborasi antar pemangku kepentingan di Belanda menjadikan negara ini sebagai pengekspor produk pertanian terbesar ke-2 di dunia[c], satu peringkat dibawah Amerika Serikat dengan luas wilayah yang jauh lebih besar. Inovasi yang berkelanjutan pada sektor pertanianlah yang membuat Belanda menjadi salah satu pemain besar dalam sektor agrikultur.

Infografik perbandingan Belanda dengan Indonesia
image002

Belanda menyadari bahwa sektor pertanian memainkan peran yang sangat penting untuk kelanjutan hidup masyarakat dunia di tahun-tahun mendatang. Pada tahun 2050 diperkirakan akan ada 9 milyar manusia yang harus diberi makan. Sebagai konsekuensi, petani harus menghasilkan pangan 70% lebih banyak dengan jumlah lahan pertanian yang menyempit[d]. Artinya, sektor pertanian harus memulai inovasi untuk meningkatkat produktifitas secara signifikan baik dalam segi kuantitas dan efisiensi waktu bertani.

Salah satu inovasi yang dilakukan Belanda untuk meningkatkan produktifitas dan efisiensi produksi hasil pertanian yaitu penggunaan LED (light-emitting diode) sebagai sumber cahaya. Dengan pengalaman Belanda yang panjang dalam bidang agrikultur serta sinergi yang kuat antara sektor swasta, pemerintah, universitas, dan praktis hortikultura, tidak berlebihan jika Belanda berambisi untuk menjadi pionir dalam bidang inovasi pertanian, khususnya aplikasi cahaya buatan (artificial lighting) dalam rumah kaca (greenhouse).

Di Belanda, produksi hasil pertanian di dalam rumah kaca secara komersial sudah dimulai dari tahun 1850[e]. Hal ini dimulai sejak diketahui bahwa tanaman tumbuh lebih cepat pada kondisi cahaya yang kontinyu dan temperatur yang konstan. Hingga tahun 2010, sebanyak 10.311 hektar dari pertanian Belanda dilakukan dalam rumah kaca[f]. Di dalam rumah kaca, tanaman disinari dengan lampu sebagai sumber cahaya yang dinyalakan pada musim gugur dan musim dingin untuk menjaga produktifitas hasil pertanian.

Cahaya merupakan bahan baku utama fotosintesis selain karbon dioksida dan air. Sumber cahaya primitif tanaman yaitu dari matahari. Penelitian menunjukkan bahwa cahaya dengan panjang gelombang tertentu saja yang dimanfaatkan oleh tanaman dalam proses fotosintesis. Hal ini lah yang mengawali eksplorasi terhadap berbagai jenis sumber cahaya buatan untuk aplikasi hortikultura.

image004
Fotosintesis tanaman[h]

Berbeda dengan bola lampu konvensional, LED merupakan sumber cahaya buatan yang lebih efisien. Pada LED, cahaya dihasilkan dari arus listrik yang melalui sebuah semikonduktor yang kemudian memancarkan cahaya, sedangkan pada bola lampu konvensional cahaya dihasilkan oleh arus listrik yang memanaskan filamen metal menjadi berwarna putih dimana 90% energinya dilepaskan sebagai panas[g]. Perbedaan arsitektur ini lah yang menyebabkan LED tidak meradiasikan panas. Kelebihan lainnya dari LED yaitu memiliki masa pakai yang lebih lama, dan memiliki panjang gelombang spesifik yang dapat dikombinasikan.

Philips, salah satu perusahaan elektronik raksasa asal Belanda berkolaborasi dengan Wageningen University and Research Center (WUR) mengembangkan aplikasi LED untuk meningkatan yield hasil pertanian, mempercepat bunga, mempercepat pertumbuhan akar/germinasi, kontrol pertumbuha tanaman yang lebih baik, dan efisiensi lahan[h]. Philips dan WUR secara resmi telah membuka Innovation and Demonstration Center LED di Bleiswijk. Fasilitas riset ini didesain untuk pusat studi dari aplikasi praktis LED lighting[i].

Selain Innovation and Demonstration Center, Philips bersama-sama WUR dan praktisi pertanian bekerja sama mengembangan Philips Horticulture LED Solutions. Dalam proyek ini dilakukan investigasi efek LED pada berbagai jenis tanaman pertanian. Hasil dari proyek ini adalah resep cahaya (light recipe) yang optimal bagi pertumbuhan tanaman. Resep cahaya ini dapat diaplikasikan pada berbagai tahapan hortikultur, seperti budidaya sayuran, kultur jaringan tanaman, pembibitan dan pembenihan, serta penanaman bunga[h].

image006
Aplikasi LED pada pembibitan dan budidaya buah dan sayur[h]

Pada tiap jenis tanaman, kepekaan terhadap panjang gelombang cahaya tertentu sangat bervariasi, sehingga diperlukan studi kasus untuk tiap-tiap jenis tanaman. Resep cahaya meliputi aspek pencahayaan, parameter yang sesuai (iklim), dan hasil yang diharapkan selain penghematan energi. Pada resep cahaya yang ideal, terdapat informasi tentang level cahaya yang digunakan, spektrum, keseragaman, posisi LED, dan lama penyinaran. Beberapa kesuksesan resep cahaya ini dipublikasin dalam booklet Philips. Salah satu contoh proyek yang sukses yaitu proyek petani tomat Kwekerij Wim Peters untuk memproduksi tomat sepanjang tahun dengan penghematan energi di Someren, Belanda[h].

image008
Proyek Kwekerij Wim Peters di Someren, Belanda[i]

LED lighting dapat digunakan sebagai grow light untuk mempercepat pertumbuhan tanaman ataupun steering light untuk meningkatkan kualitas (misalnya mengarahkan bentuk buah). Hasil studi yang dilakukan WUR, kombinasi warna merah (95%) dan biru (5%) menunjukan hasil pertumbuhan tanaman yang lebih baik dibandingkan menggunakan penyinaran lampu HPS (high pressure sodium). Aplikasi LED yang diarahkan langsung pada buah tomat ternyata dapat menigkatkan kandungan vitamin C dari tomat. Kandungan vitamin C pada tomat yang disinari cahaya LED dapat meningkat 2 kali lipatnya.

Selain meningkatkan kandungan vitamin C, penyinaran degan LED merah pada malam hari juga menunjukkan pengurangan jumlah spora jamur yang menunjukkan efek positif LED dalam menurunkan hama/penyakit yang menyerang tanaman[j].

image010
(a) aplikasi LED pada buah tomat;
(b) penataan dalam rumah kaca;
(c) Chrysanthemum dengan LED (paling kanan)[j]

Inovasi penggunaan LED pada hortikultura tidak hanya dapat memberikan peningkatan produktifitas dari tanaman namun juga dengan resep cahaya khusus dapat meningkatkan kualitas dari hasil pertanian dan mengurangi penyakit pada tanaman. Meskipun eksplorasi resep cahaya masih terus dilakukan, langkah positif yang dilakukan Belanda ini harusnya dapat menjadi pembelajaran bagi bangsa Indonesia. Memiliki wilayah yang kecil dan cahaya matahari yang tidak tersedia sepanjang tahun, Belanda bangkit dengan inovasi sehingga dapat menjadi pionir dan market leader pada sektor pertanian. Inovasi yang dilakukan oleh Belanda tentunya tidak akan berjalan mulus tanpa adanya kolaborasi yang sangat kokoh antara pemerintah, praktisi hortikultur, dan lembaga ilmu pengetahuan. So, apa lagi yang kita tunggu untuk bangkit berinovasi dengan 31.2% dari 1,9 juta km2 luas area pertanian kita?

Referensi:
[a] Wikipedia

http://en.wikipedia.org/wiki/Netherlands

http://en.wikipedia.org/wiki/Indonesia

[b] The World Bank (2012)

http://data.worldbank.org/indicator/AG.LND.AGRI.ZS

[c] Hollandtrade.com

http://www.hollandtrade.com/media/hollandtrade-infographics/agrifood/

[d] HollandFoodParter.com

http://hollandfoodpartner.com/wp-content/uploads/Philips-city-farm-infographic.pdf

[e] Ministry of Economic Affairs of the Netherlands

http://www.minbuza.nl/binaries/content/assets/minbuza/en/import/en/you_and_the_netherlands/bz-holland-brochure_engels.pdf

[f] Ministry of Economic Affairs of the Netherlands

http://www.dnhk.org/fileadmin/ahk_niederlande/Bilder/Veranstaltungen/Praesentationen/Ministry_of_Economic_Affairs__Agriculture_and_Innovation_-_Andr_e_Nieuwenhuijse.pdf

[g] Energi Star

https://www.energystar.gov/index.cfm?c=lighting.pr_what_are

[h] Horti Daily

http://www.hortidaily.com/article/2233/Netherlands-Innovation-and-Demonstration-Center-LED-opened-officially

[i] Philips Horticulture LED Solutions

http://www.lighting.philips.com/pwc_li/main/shared/assets/downloads/pdf/horticulture/leaflets/general-booklet-philips-led-lighting-in-horticulture-EU.pdf

[j] Presentasi Wageningen UR Glastuinbouw

http://ledapplicatie.nl/wp-content/uploads/sites/32/2014/02/LED-research-Wageningen-UR-Glastuinbouw-6-febr-2014.pdf