Energi Matahari
ENERGI SINAR MATAHARI
Seringkali orang berkegiatan Agriculture atau pertanian mengabaikan kebutuhan sinar matahari.
Sinar matahari merupakan faktor yang menentukan keberhasilan suatu budidaya.
Kebutuhan tanaman akan energi radiasi sinar matahari adalah untuk proses fotosintesis, yang bermanfaat untuk pertumbuhan dan perkembangan pada proses fisiologi tanaman, energi radiasi matahari satu-satunya sumber energi yang paling murah di dunia ini.
Sinar radiasi matahari yang dipergunakan tanaman adalah aliran partikel yang disebut Foton, dan panjang gelombang maksimal yang dipakai tanaman antara 390-760 nm (cahaya tampak) yang diterima melalui molekul-molekul pigmen seperti klorofil untuk dipakai dalam proses fotosintesis.
Panjang gelombang sinar matahari 400-700 nm adalah 45-50% dari total keseluruhan sinar matahari yang masuk pada atmosfer bumi.
Tanaman bila menyerap radiasi pada panjang gelombang di bawah 390 nm, energi foton terlalu banyak dan menyebabkan ionisasi serta kerusakan pigmen dan bila menyerap di atas 760 nm foton tidak mempunyai energi yang cukup untuk diserap oleh tanaman sebagai komponen proses fotosintesis.
Dan hal yang terpenting setelah terdapat energi sinar matahari adalah kualitas dan frekuensi yang diterima oleh permukaan daun tanaman.
Beberapa halangan kualitas dan frekuensi energi sinar matahari tersebut pada tanaman antara lain:
AREA OPEN FIELD ATAU LAHAN TERBUKA:
- Tanaman budidaya terhalang oleh pohon besar, bangunan atau benda dengan area luas lainnya dalam waktu yang lama dan berlangsung terus menerus.
- Lokasi yang tidak sesuai terhalang oleh gunung atau bukit sehingga frekuensi yang dibutuhkan tanaman terganggu.
- Sistem tanam dengan lajur baris tanaman yang tidak sesuai dengan arah rotasi matahari.
- Jarak tanam tidak disesuaikan dengan arah lebar daun tanaman budidaya sehingga daun saling menumpuk dan mengganggu arah sinar matahari pada permukaan daun antar tanaman.
- Gangguan kualitas dan frekuensi energi sinar matahari karena alam, di mana pergeseran posisi rotasi bumi membuat sudut cenderung ke utara atau ke selatan terhadap matahari dalam siklus tahunannya.
- Gangguan cuaca karena berawan tebal atau berkabut tebal dalam frekuensi yang tinggi.
AREA GREEN HOUSE:
- Atap green house yang tidak terawat baik atau memakai bahan yang tidak bisa meneruskan sinar matahari dengan baik ke dalam green house.
- Membuat bentuk atap green house tidak sesuai dengan sudut sinar matahari.
- Banyaknya dimensi konstruksi atap yang berukuran besar selain tidak ekonomis, juga membuat sinar matahari terhalang (efek shadow).
- Jarak green house yang terlalu rapat dengan bangunan lain, di sebelah bukit atau bagunan.
- Sistem tanam dengan lajur baris tanaman yang tidak sesuai dengan arah rotasi matahari.
- Jarak tanam tidak disesuaikan dengan arah lebar daun tanaman budidaya sehingga daun saling menumpuk dan mengganggu arah sinar matahari pada permukaan daun antar tanaman.
- Gangguan kualitas dan frekuensi energi sinar matahari karena alam di mana pergeseran posisi rotasi bumi cenderung membuat sudut ke utara atau ke selatan terhadap matahari dalam siklus tahunannya.
- Gangguan cuaca karena berawan tebal atau berkabut tebal dalam frekuensi yang tinggi.
Beberapa akibat pada tanaman dikarenakan sinar matahari tidak maksimal baik itu kualitas dan frekuensinya:
- Tanaman mudah terserang penyakit karena proses fisiologi tanaman tidak sempurna.
- Pertumbuhan dan perkembangan terganggu bahkan bisa mati bila tidak terdapat sinar matahari sama sekali dalam waktu yang lama.
- Pada tanaman buah-buahan, pemasakan buah lebih lama dan rasanya tidak maksimal karena hasil proses foto sintesis terganggu.
- Menurunkan produktivitas pada tanaman budidaya hingga 50% tergantung kualitas dan frekuensi sinar matahari yang diterima tanaman.
- Pada tanaman padi sangat signifikan penurunan hasil produksinya disebabkan karena lebar daun atau Index Area Leaf sangat terbatas untuk memproses fotosintesis.
- Pada tanaman melon pertumbuhan buah tidak normal, pada jenis melon yang mempunyai net, bentuk net tipis bahkan tidak keluar net.
- Pada tanaman cabai proses pemasakan mundur dari normal dan bobot buah menurun.
- Pada tanaman sayur-sayuran, warna menjadi pucat tidak segar.
Dan masih banyak lagi kasus-kasus kegagalan proses fisiologi tanaman sehingga hasil produksi tidak sesuai yang diharapkan.
Di antara tersebut di atas yang tidak bisa kita hindari adalah:
- Gangguan cuaca karena berawan tebal atau berkabut tebal dalam frekuensi yang tinggi.
- Gangguan kualitas dan frekuensi energi sinar matahari karena alam di mana pergeseran posisi rotasi bumi cenderung ke utara atau ke selatan terhadap matahari dalam siklus tahunannya.
Ada beberapa pertanyaan dari sahabat petani di Indonesia:
Kenapa di negara China dan Jepang bisa memproduksi tanaman padi dengan jarak tanam yang sama, jenis padi dengan potensi hasil yang sama, pemupukan yang sama, pengendalian HPT yang hampir sama, bisa menghasilkan gabah kering panen hingga mencapai 15-20 ton/Ha, apakah petani kita bodoh di sini menanam padi???
Jawabannya:
Bukan sahabat petani Indonesia yang bodoh, sahabat petani di sini malah cenderung lebih ulet dan pekerja keras dibandingkan di sana.
Tetapi letak geografis yang berbeda, di sana mempunyai siklus tahunan yang sangat menguntungkan dengan panjangnya waktu sinar matahari lebih dari 12 jam sehari, sehingga proses fisiologi sangat sempurna dan pemasakan dari hasil fotosintesis yang disalurkan pada bakal-bakal bulir gabah padi untuk menjadi bulir gabah yang berbobot, berisi dan beraroma maksimal.
Bagaimana itu terjadi : negara China mempunyai letak geografis 18° LU-54° LU negara Jepang mempunyai letak geografis 30º LU-46º LU.
Artinya di beberapa wilayah negara China dan Jepang masuk dalam wilayah Lintang Utara 23º (Lihat GAMBAR I) di bawah, di mana wilayah tersebut menerima sinar matahari terbaik dengan sudut 90º tegak lurus pada tengah hari di permukaan daun dan lama penyinaran lebih dari 12 jam sehari.
SIKLUS TAHUNAN
Bumi mempunyai daur diurnal (harian) terhadap matahari dimana rotasi bumi yang perputar pada porosnya Utara-Selatan membuat sudut condong terhadap matahari pada posisi 23º.
Pada 22 Juni (GAMBAR I) posisi bumi bagian utara mengalami waktu siang hari yang panjang lebih dari 12 jam dan bagian bumi selatan mengalami waktu siang hari kurang dari 12 jam.
Pada daerah Artika memperoleh sinar matahari terus menerus dan bagian antartika tidak pernah memperoleh sinar matahari langsung.
Dan pada tengah hari matahari membentuk sudut 90º pada lintang utara 23º.
Lintang Selatan 23º hanya memperoleh 46º.
GAMBAR I
Pada 22 Desember (GAMBAR II) posisi bumi bagian selatan mengalami hal sebaliknya saat membentuk sudut 23º terhadap matahari, waktu siang hari yang panjang lebih dari 12 jam pada bagian bumi sebelah selatan.
Pada daerah Antartika memperoleh sinar matahari terus menerus (horizon) dan bagian artika tidak pernah memperoleh sinar matahari langsung.
Dan pada tengah hari matahari membentuk sudut 90º pada Lintang Selatan 23º.
Giliran Lintang Utara 23º hanya memperoleh 46º.
GAMBAR II
POSISI LINTANG
Posisi geografis di mana letak berbudidaya tanaman sangat bergantung pada hukum alam ini dan seharusnya sudah mengetahui di mana posisi kita.
Letak lintang sangat penting kerena posisi di mana sudut matahari maksimal untuk menghitung kapan waktu musim tanam yang tepat.
Musim tanam yang tepat di mana yaitu pada saat pengisian bulir padi atau jagung atau waktu pembentukan buah, dan itu semua ditentukan oleh:
- Sudut sinar matahari yang menuju area lahan dengan sudut semakin kecil dari posisi tegak lurus dengan permukaan bumi, bila sudut tegak lurus maka sinar matahari akan tersebar ke permukaan lahan yang lebih luas.
- Panjang penyinaran untuk proses fotosintesis.
Dengan adanya penyinaran yang sempurna dan lama penyinaran yang cukup pada permukaan daun mempunyai energi dari proses fotosintesis sehingga syarat utama dalam proses fisiologi tanaman agar produksi tinggi.
POSISI SUDUT PENYINARAN YANG KURANG BAIK
Posisi sudut penyinaran ini terjadi pada:
22 Juni pada Llintang Selatan 23º.
22 Desember pada Lintang Utara 23º.
POSISI SUDUT PENYINARAN YANG BAIK
Posisi sudut penyinaran ini terjadi pada:
22 Juni pada Lintang Utara 23º.
22 Desember pada Lintang Selatan 23º.
Kesimpulan:
Prediksi dengan perhitungan pergerakan bumi terhadap matahari untuk posisi sudut penyinaran yang baik adalah:
Posisi negara Indonesia mempunyai letak geografis 6º LU-11º LS. Maka sebagian daerah negara kita terlewati garis Katulistiwa atau Ekuator, daerah yang terlewati garis katulistiwa pada 22 September dan 22 Maret merupakan puncak sudut penyinaran dengan sudut yang kecil terhadap garis tegak lurus dari permukaan bumi maka merupakan sudut penyinaran yang baik untuk budidaya tanaman saat puncak pengisian bulir dan pembesaran buah.
Perhitungan pergerakan bumi terhadap matahari pada: Pulau Jawa: letak geografis 7º, 30’, 10’’ LS, Bali: letak geografis 9º 0′- 7º 50’ LS.
- Penyinaran matahari terhadap bumi pada lintang tersebut di atas yang cukup baik pada 22 September dan 22 Maret.
- Puncak sudut penyinaran yang terbaik pada 21-25 Oktober dan 20-24 Februari.
Sebaiknya rencana menanam jenis tanaman budidaya semusim diperhitungkan waktunya agar tepat pada puncak sudut penyinaran yang terbaik saat fase pengisian bulir atau pembesaran buah hingga pemasakan.
