HIDROGEL SEBAGAI ALTERNATIF PELENGKAP MEDIA TANAM
Penyusun : Nur Fadhilah Syahrawi, S.Hut
Hidrogel sebagai media tanam atau dalam konteks pertanian sering digunakan untuk meningkatkan retensi air tanah dan menyediakan kelembaban yang konsisten bagi tanaman. Hidrogel adalah polimer superabsorben yang mampu menyerap dan menyimpan air dalam jumlah besar. Hidrogel banyak dimanfaatkan dalam bidang pertanian terutama pada tanaman hias. Dalam perkembangannya, Hidrogel mulai dimanfaatkan dalam bidang kehutanan. Sebagaimana yang kita ketahui bahwa tanaman kehutanan perlu waktu tanam yang lebih tahan lama dibandingkan tanaman pertanian sehingga membutuhkan air yang cukup dan supporting system untuk bertahan hidup di masa – masa awal penanaman.
Penggunaan hidrogel dalam pertanian dapat membantu dalam konservasi air, meningkatkan efisiensi penggunaan air, dan mendukung pertumbuhan tanaman. Hidrogel pada dasarnya adalah polimer penyerap air yang diklasifikasikan sebagai ikatan silang, menyerap larutan air melalui ikatan hidrogen dengan molekul air. Pertanian hidrogel disebut sebagai butiran retensi air karena membengkak berkali-kali ukuran aslinya ketika terkena air. Hal ini sudah banyak diusulkan 40 tahun terakhir untuk keperluan pertanian dengan tujuan meningkatkan ketersediaan air tanaman, dengan meningkatkan sifat menahan air pada media tanam.
Hidrogel merupakan bahan yang dapat menjadi solusi untuk penyediaan air dengan menyerap dan menyimpan air sampai ratusan kali beratnya dalam kurun waktu singkat dan mengeluarkannya pada kondisi kekurangan air. Kapasitas pengembangan dan penyerapan air hidrogel merupakan fitur penting dalam penggunaannya sebagai kondisioner tanah. Hal ini disebabkan kemampuannya dalam memfasilitasi pengangkutan unsur hara dan melengkapi irigasi, sehingga menghasilkan pelepasan unsur hara dan air secara bertahap ke tanaman. Adapun Hidrogel ditengarai memiliki beberapa manfaat :
1. Membantu mengurangi volume dan frekuensi penyiraman air.
2. Hidrogel telah diaplikasikan untuk meningkatkan kelembaban tanah dan meningkatkan pertumbuhan tanaman (Gilbert et al., 2014).
3. Meningkatkan kemampuan bertahan hidup setelah penanaman di daerah semiarid (Tomášková et al., 2020).
4. Studi baru bahkan memperlihatkan penggunaan lain seperti sorben hidrogel jaringan ganda dapat digunakan dalam menghilangkan logam berat yang terkandung dalam air limbah (Zhou et al., 2016).
Kemampuan retensi air hidrogel bervariasi berdasarkan jumlah gugus hidrofilik dan kepadatan ikatan silang. Penggunaan hidrogel dalam meningkatkan kapasitas menahan air dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti struktur jaringan polimer hidrogel, konsentrasi hidrogel, salinitas tanah dan kualitas air. Dalam perkembangannya, beberapa hidrogel baru diproduksi dengan kekuatan mekanik yang lebih baik seperti hidrogel poliamfolit, nanokomposit dan jaringan ganda (Zhou et al., 2016). Adapun jenis hydrogel yang dimaksud ialah :
1. Hidrogel Poliamfolit adalah kelas polimer yang terdiri dari subunit monomer bermuatan positif dan negatif. Poliamfolit menawarkan serangkaian sifat unik yang dapat disesuaikan yang didorong oleh interaksi antara subunit monomer bermuatan. Beberapa sifat poliamfolit yang dapat dirubah meliputi sifat mekanik, karakteristik nonfouling, pembengkakan akibat perubahan pH atau konsentrasi garam, dan kemampuan penghantaran obat. Karakteristik ini cocok untuk berbagai aplikasi biomedis.
2. Hidrogel nanokomposit ialah adalah jaringan polimer berisi bahan nano, terhidrasi, yang menunjukkan elastisitas dan kekuatan lebih tinggi dibandingkan hidrogel yang dibuat secara tradisional. Berbagai polimer alami dan sintetis digunakan untuk merancang jaringan nanokomposit. Kombinasi struktur organik (polimer) dan anorganik (tanah liat) memberikan hidrogel ini peningkatan sifat fisik, kimia, listrik, biologi, dan pembengkakan/penghilangan pembengkakan yang tidak dapat dicapai hanya dengan bahan saja. Terinspirasi oleh jaringan biologis yang fleksibel, para peneliti menggabungkan bahan nano berbasis karbon, polimer, keramik dan/atau logam untuk memberikan hidrogel karakteristik unggul seperti sifat optik dan sensitivitas stimulus yang berpotensi sangat membantu bidang medis (terutama pengiriman obat dan batang, rekayasa sel) dan bidang mekanik.
3. Hidrogel jaringan ganda adalah kelas khusus hidrogel jaringan polimer interpenetrasi (IPN) yang menunjukkan kekuatan mekanik dan ketangguhan patah yang sangat tinggi berdasarkan mekanisme patahan internal.
Terdapat beberapa penelitian tentang hidrogel yang dipublikasikan di media online diantaranya Gilbert et al. (2014) mengemukakan hasil penelitiannya tentang aplikasi hidrogel pada Cajanus cajan pada daerah semiarid bahwa hidrogel mampu menigkatkan pertumbuhan tanaman di lapangan, akan tetapi menghambat pertumbuhan di tingkat semai. Hidrogel juga mampu menjaga kelembaban tanah sehingga dapat meningkatkan kemampuan bertahan hidup tanaman di daerah semiarid.
Pada penelitian Krisnawati, dkk (2019) disebutkan bahwa Pemanfaatan pupuk organik atau dikombinasikan dengan hidrogel mampu meningkatkan kemampuan hidup dan pertumbuhan mimba. Pertumbuhan diameter dan tinggi mimba berturut-turut mampu ditingkatkan sampai dengan 1,2 dan 1,3 kali dari perlakuan kontrol. Kemampuan hidup mimba dengan memanfaatkan pupuk organik dan hidrogel dapat mencapai lebih dari 70%. Kondisi ini didukung oleh peningkatan kualitas tanah sebagai dampak pemanfaatan pupuk organik dan hidrogel yaitu berupa peningkatan unsur hara makro (N, P dan K), C-organik, KTK, mikroorganisme dan kadar lengas tanah.
Hidrogel yang dijual dipasaran ada yang berupa bubuk dan butiran transparan bulat, cara penggunaannya pun cukup mudah yaitu dengan dicampur dengan air atau dengan pupuk cair/organik Berdasarkan pengalaman penulis, Setengah kg hidrogel dapat menjadi 2 ember ukuran diameter 30 cm dan ternyata dapat diaplikasikan kepada 120 lubang tanam ukuran 20 x 20 cm. Nah, setelah mengetahui beberapa fakta tentang hydrogel apakah tretan rimba masih belum tertarik untuk mencoba mengaplikasikannya pada tanaman kita?
Daftar Pustaka :
Gilbert, C., Sirmah, P., Edward, M., Mburu, F., Sylvester, K., & Erick, B. (2014). Effects of hydrogels on soil moisture and growth of Cajanus cajan in semi arid zone of Kongelai, West Pokot County. Open Journal of Forestry, 4(1), 34.
Haag, Stephanie dan Matthew T. Bernards. 2017. Polyampholyte Hydrogels in Biomedical Aplications. Diakses melalui https://www-ncbi-nlm-nih-gov. Diakses pada tanggal 23 November 2023
Hartatik, W., & Setyorini, D. (2012). Pemanfaatan pupuk organik untuk meningkatkan kesuburan tanah dan kualitas tanaman. Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pemupukan dan Pemulihan Lahan Terdegradasi (hal. 571-582).
Nakajima, Tasuku dan Pinggong, Jian. 2014. Dual Network Hydrogel: Soft and Tough IPN. Diakses melalui https://link-springer-com.translate.goog/referenceworkentry pada tanggal 23 November 2023.
SARI, Sasmita; ACHMAR, Martono. 2018. Hidrogel sebagai media tanam alternatif untuk meningkatkan nilai estetika tanaman hias dan ruangan unik. Integritas : Jurnal Pengabdian,[S.l.],V.2,N.2,P.101-106,Dec. 2018. ISSN 2615-0794. Diakses melalui http://unars.ac.id/ojs/index.php/integritas pada tanggal 23 November 2023.
Tomášková, I., Svatoš, M., Macků, J., Vanická, H., Resnerová, K., Čepl, J., Dohrenbusch, A. (2020). Effect of different soil treatments with hydrogel on the performance of drought-sensitive and tolerant tree species in a semi-arid region. Forests, 11(2), 211.
Zhou, G., Liu, C., Chu, L., Tang, Y., & Luo, S. (2016). Rapid and efficient treatment of wastewater with high-concentration heavy metals using a new type of hydrogel-based adsorption process. Bioresource technology, 219, 451-457.
