(Beritadaerah-Kolom) Mungkin di Indonesia kita jarang mendengar tentang pertanian vertikal, apalagi otomasi dalam pertanian vertikal. Namun pertanian vertikal telah menjadi inovasi baru di dunia yang patut kita ikut perkembangannya.
PBB memproyeksikan populasi dunia akan tumbuh dari sekitar 7,5 miliar menjadi sekitar 9,7 miliar pada tahun 2050, dengan dua pertiga populasi terkonsentrasi di daerah perkotaan.
Menurut OurWorldinData.org, sekitar 50% lahan layak huni digunakan untuk pertanian, dan PBB memperkirakan bahwa produksi pangan harus meningkat sebesar 70% pada tahun 2050 untuk memberi makan dunia.
Meningkatnya permintaan akan lahan pertanian telah menyebabkan deforestasi yang berbahaya dan berdampak negatif terhadap keanekaragaman hayati, sementara erosi tanah dan penggunaan pestisida dan bahan kimia dalam pertanian telah semakin merusak lingkungan.
Perubahan iklim dan kekurangan lahan subur merupakan tantangan struktural utama yang dapat menimbulkan ancaman serius terhadap ketahanan pangan dalam beberapa dekade mendatang.
Selain itu, masalah rantai pasokan dan ketidakstabilan geopolitik saat ini telah berkontribusi pada ketidakpastian pasokan pangan.
Sejarah Singkat Pertanian Vertikal
Pertanian vertikal adalah bentuk pertanian di mana tanaman atau tanaman ditanam di dalam ruangan dalam lapisan yang ditumpuk secara vertikal. Pertanian vertikal menggabungkan pertanian lingkungan terkontrol – controlled-environment agriculture (CEA) di mana semua parameter — seperti cahaya; nutrisi; dan pemanas, ventilasi, dan heating, ventilation, and air conditioning (HVAC)— dikontrol untuk mengoptimalkan pertumbuhan tanaman.
Teknik saat ini seringkali soilless, seperti hidroponik, aquaponik, dan aeroponik, dan sebagai gantinya menggunakan berbagai larutan nutrisi berair atau udara sebagai basa.
Pertanian vertikal umumnya tumbuh di dalam bangunan tetapi juga dapat ditempatkan di kontainer, terowongan, dan tambang yang terbengkalai. Karena mereka tidak bergantung pada cuaca, mereka dapat berlari sepanjang tahun, meningkatkan produktivitas mereka.
Mereka juga tidak membutuhkan pestisida, herbisida, atau bahan kimia. Pertanian umumnya dibangun di pusat kota yang dekat dengan tempat tanaman dikonsumsi, sehingga mengurangi jejak karbon pengangkutan tanaman sambil membuat produk segar tersedia bagi konsumen.
Otomasi Lanjutan Memainkan Peran Utama di Masa Depan dan Keberlanjutan Industri.
Sementara konsep modern pertanian vertikal pertama kali diperkenalkan pada tahun 1999, akselerasi kemampuan otomasi di sektor tersebut — seperti robot, perangkat lunak, kontrol digital, Internet of Things (IoT), dan kecerdasan buatan (AI) — telah meningkatkan skalabilitas dan profitabilitas. Perkiraan industri menunjukkan nilai pasar global industri mencapai sekitar $3 miliar pada tahun 2020 dan dapat mencapai $7,3 miliar pada tahun 2025 dan $25 miliar pada tahun 2030, didorong oleh inovasi teknologi di sektor ini.
Dengan inovasi otomasi, seperti yang tercantum di atas, pertanian vertikal modern mengklaim menggunakan air 95% lebih sedikit daripada pertanian konvensional — dalam beberapa kasus bahkan 99% lebih sedikit. Mengenai penggunaan lahan, beberapa ahli mengklaim pertanian vertikal berpotensi menggunakan lahan 99% lebih sedikit dibandingkan dengan pertanian konvensional, serta pupuk sekitar 70% lebih sedikit.
Teknologi baru dapat membantu mencapai banyak Tujuan Pembangunan Berkelanjutan Sustainable Development Goals (SDG) PBB, seperti Tujuan 2 — Bebas Kelaparan dan Tujuan 3 — Kesehatan dan Kesejahteraan yang Baik, dengan menyediakan cara untuk memproduksi makanan yang berkelanjutan dan bergizi. Dengan menggunakan air sekitar 95% lebih sedikit daripada pertanian tradisional, pertanian vertikal juga mendukung Tujuan 6 — Air Bersih dan Sanitasi.
Ini juga menghasilkan limbah makanan yang jauh lebih sedikit daripada pertanian tradisional, berkontribusi pada Tujuan 12 — Produksi dan Konsumsi yang Bertanggung Jawab. Dengan mengurangi deforestasi dan penggunaan tanah, ini dapat membantu mencapai Tujuan 13 — Aksi Iklim. Terlepas dari tujuan-tujuan ini lebih lanjut secara langsung, berkontribusi pada Tujuan 11 — Kota dan Komunitas Berkelanjutan dan Tujuan 9 — Industri, Inovasi, dan Infrastruktur.
Sistem Kontrol Lanjutan Meningkatkan Efisiensi, Skalabilitas, dan Profitabilitas
Sistem kontrol, seperti namanya, mengontrol kondisi pertumbuhan pertanian vertikal, memantau lingkungan, dan memanfaatkan AI untuk membuat keputusan optimal tentang kondisi di berbagai tahap pertumbuhan tanaman.
Pertanian yang lebih maju sepenuhnya terhubung dan dikontrol secara digital, seperti pabrik manufaktur otomatis yang canggih.
Sistem kontrol mengintegrasikan perangkat keras, perangkat lunak, kontrol otomasi, sensor, visi mesin, pembelajaran mesin, sistem kontrol pengawasan dan akuisisi data – SCADA (supervisory control and data acquisition) systems, dan sistem eksekusi manufaktur – manufacturing execution systems (MES) untuk mengumpulkan data dan membuat keputusan yang cerdas. Oleh karena itu, sistem dapat dibandingkan dengan arus jalur perakitan manufaktur lanjutan, meskipun mengelola kondisi untuk organisme hidup lebih kompleks.
Sistem kontrol canggih saat ini memberikan data penting tentang kesehatan tanaman dan optimalkan semua parameter mulai dari pencahayaan dan nutrisi hingga HVAC. Sistem mengontrol intensitas cahaya dan mengetahui spektrum yang tepat yang diperlukan untuk pertumbuhan optimal pada berbagai tahap. Ini juga mengubah jalannya resep nutrisi dan CO2 tambahan saat tanaman tumbuh.
Dalam dekade berikutnya, pertanian dapat dilengkapi dengan sistem kontrol terintegrasi ini, yang selanjutnya dapat meningkatkan efisiensi energi dan hasil panen serta mendorong ekonomi unit dan profitabilitas, yang sangat penting untuk masa depan industri.
Karena kemajuan teknologi selama dekade terakhir dalam pencahayaan, HVAC, dan sistem otomasi, pertanian vertikal telah berkembang pesat dan menjadi layak secara komersial untuk tanaman tertentu seperti sayuran hijau.
Perkembangan dan Inisiatif Praktis
Pada Juli 2022, Dubai membuka pertanian vertikal terbesar di dunia, seluas 30.000 meter persegi dan akan menghasilkan 900 metrik ton sayuran hijau setiap tahun. Itu dapat menanam tanaman mulai dari selada dan salad hijau campuran hingga bayam dan arugula.
Sistem ini menggunakan air 95% lebih sedikit dibandingkan dengan tanaman yang sama yang ditanam di ladang. Selain itu, tanaman yang dipanen melalui pertanian vertikal tidak perlu dicuci karena tidak menggunakan bahan kimia, herbisida, atau pestisida.
Sebuah konsorsium empat perusahaan Inggris sedang menjelajahi serangkaian situs antara Dumbarton dan Dundee sebagai lokasi pertanian vertikal generasi berikutnya di Skotlandia.
Pertanian akan menggunakan 100% energi terbarukan dan akan menyediakan makanan segar seperti salad dan buah untuk lebih dari 60% populasi Skotlandia.
Pemerintah Skotlandia bercita-cita agar negara tersebut menghasilkan lebih banyak buah dan sayuran di dalam negeri, dan satu hektar pertanian vertikal dapat menyediakan produk segar ke kota berpenduduk 10.000 orang.
Setiap lokasi juga akan menampung penyimpanan angin, matahari, dan energi selain dari pertanian vertikal untuk memanfaatkan lahan yang tersedia secara maksimal.
Banyak pemerintah lain ingin memastikan makanan segar yang diproduksi secara lokal untuk rakyatnya. Misalnya, pada tahun 2015 Qatar mengumumkan rencana untuk menanam 50%-70% sayuran negara secara lokal pada tahun 2023 melalui pertanian vertikal sebagai bagian dari Strategi Ketahanan Pangan Nasionalnya.