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, 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 hydrogel 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.