Akuaponik: Inovasi Pertanian Pintar untuk Keterjaminan Makanan

Penulis: Asst. Prof. Dr. Noor Artika Hassan¹ , Nur Humaira Mohd Redzuan^{2 &} Nur Alia Adriana Mohd Redzuan³

¹ Jabatan Kesihatan Masyarakat, Kulliyyah Perubatan, International Islamic University Malaysia
² Malacca Matriculation College
³ Kulliyyah Kejururawatan, International Islamic University Malaysia

Dalam era globalisasi yang disertai dengan perkembangan teknologi yang pesat, sektor pertanian turut mengalami transformasi yang ketara. Pertambahan populasi dunia, keterbatasan kawasan pertanian, perubahan iklim serta peningkatan permintaan terhadap sumber makanan telah mendorong manusia untuk meneroka kaedah pertanian yang lebih moden, efisien dan lestari.

Antara inovasi yang semakin mendapat perhatian ialah akuaponik, iaitu sistem pertanian yang menggabungkan akuakultur, iaitu penternakan ikan, dengan hidroponik, iaitu penanaman tanpa tanah, dalam satu ekosistem yang saling melengkapi.

Akuaponik merupakan teknologi pertanian moden yang bukan sahaja dapat menjimatkan penggunaan air dan ruang, malah berupaya menghasilkan dua sumber makanan secara serentak, iaitu ikan dan tanaman. Oleh itu, sistem ini dilihat sebagai satu pendekatan yang berpotensi besar dalam menyokong keterjaminan makanan serta pembangunan pertanian lestari pada masa hadapan.

Mekanisme Biologi dan Kitaran Nutrien dalam Sistem Akuaponik

Sistem akuaponik berfungsi melalui interaksi biologi antara ikan, bakteria nitrifikasi dan tanaman dalam satu sistem kitaran air tertutup. Dalam sistem ini, ikan menghasilkan ammonia melalui proses perkumuhan, terutamanya melalui insang. Selain itu, ikan juga menghasilkan najis, manakala lebihan makanan yang tidak dimakan akan terkumpul di dalam air. Najis dan lebihan makanan ini akan terurai lalu turut menyumbang kepada pembentukan ammonia. Sekiranya ammonia terkumpul pada kepekatan yang tinggi, kualiti air akan merosot dan keadaan ini boleh membahayakan ikan.

Bagi mengekalkan kualiti air, bakteria nitrifikasi memainkan peranan penting dalam proses penukaran sebatian nitrogen. Bakteria seperti Nitrosomonas menukarkan ammonia kepada nitrit, NO₂⁻, manakala bakteria seperti Nitrobacter dan Nitrospira menukarkan nitrit kepada nitrat, NO₃⁻. Nitrat merupakan bentuk nitrogen yang lebih stabil, kurang toksik kepada ikan dan boleh diserap oleh tanaman sebagai sumber nutrien.

Tanaman menyerap nitrat serta nutrien lain seperti fosfat, kalium, kalsium, magnesium dan zat besi melalui akar untuk menyokong pertumbuhan daun, batang dan akar. Pada masa yang sama, akar tanaman, media tanaman dan mikroorganisma bermanfaat bertindak sebagai penapis biologi yang membantu mengurangkan bahan terampai serta meningkatkan kualiti air.

Air yang telah melalui proses penapisan biologi dan penyerapan nutrien akan dialirkan semula ke dalam tangki ikan melalui sistem paip. Pam air pula memastikan air terus beredar secara berterusan antara tangki ikan dan bekas tanaman. Kitaran ini membolehkan bahan buangan ikan dimanfaatkan oleh tanaman, sementara air yang lebih bersih dikembalikan semula kepada ikan.

Melalui mekanisme ini, akuaponik membentuk satu ekosistem terkawal yang cekap dari segi penggunaan air dan ruang. Sistem ini juga membolehkan penghasilan ikan dan tanaman secara serentak, di samping mengurangkan kebergantungan terhadap tanah dan baja kimia. Oleh itu, akuaponik dianggap sebagai pendekatan pertanian moden yang berasaskan prinsip biologi, mampan dan berpotensi menyokong keterjaminan makanan pada masa hadapan.

Peranan Teknologi Dalam Akuaponik

Pada masa kini, perkembangan teknologi seperti Internet of Things (IoT) membolehkan sistem akuaponik dipantau secara automatik. Penggunaan pam air, sistem paip dan penapis membantu memastikan air dapat beredar secara berterusan antara tangki ikan dan bekas tanaman. Peredaran air yang stabil penting bagi membolehkan sisa ikan diproses oleh bakteria nitrifikasi dan seterusnya membekalkan nutrien kepada tanaman.

Sensor pula boleh digunakan untuk mengukur tahap pH air, suhu, kandungan oksigen dan kualiti air secara masa nyata. Teknologi ini membantu pengusaha mengurangkan kesilapan manusia serta meningkatkan kecekapan pengurusan sistem akuaponik.

Selain itu, penggunaan aplikasi pintar dan sistem automasi membolehkan pemantauan dilakukan dari jarak jauh melalui telefon pintar. Perkembangan ini menunjukkan bahawa akuaponik berpotensi menjadi salah satu komponen penting dalam pertanian pintar pada masa hadapan.

Akuaponik, Kesihatan Awam dan Keterjaminan Makanan

Dari perspektif kesihatan awam, akuaponik berpotensi menyokong keterjaminan makanan melalui penghasilan ikan dan sayur-sayuran segar dalam satu sistem terkawal. Ikan membekalkan protein, manakala sayur-sayuran menyediakan serat, vitamin dan mineral yang penting untuk pemakanan seimbang.

Sistem ini juga dapat meningkatkan akses komuniti kepada makanan berkhasiat, khususnya di kawasan bandar atau kawasan yang mempunyai ruang pertanian terhad. Dengan keupayaan menghasilkan dua sumber makanan secara serentak, akuaponik boleh membantu mengurangkan kebergantungan kepada bekalan makanan luar serta meningkatkan daya tahan komuniti ketika berlaku gangguan rantaian bekalan.

Selain itu, penggunaan air secara berulang dalam sistem akuaponik menjadikannya lebih cekap dan mampan berbanding kaedah pertanian konvensional tertentu. Akuaponik juga boleh dijadikan platform pendidikan komuniti bagi meningkatkan kesedaran tentang pemakanan sihat, penghasilan makanan sendiri dan penjagaan alam sekitar.

Walau bagaimanapun, sistem akuaponik perlu diselia dengan baik bagi mengelakkan air bertakung atau komponen sistem yang tidak berfungsi yang boleh menjadi tempat pembiakan nyamuk. Penyelenggaraan berkala, aliran air yang lancar dan kebersihan kawasan sekitar penting bagi memastikan sistem ini tidak menimbulkan risiko kesihatan kepada komuniti.

Dengan pengurusan yang baik, akuaponik bukan sahaja menyumbang kepada bekalan makanan yang segar dan selamat, malah berperanan dalam membina komuniti yang lebih sihat, berdikari dan berdaya tahan.

Akuaponik merupakan satu inovasi pertanian moden yang mampu membantu menyelesaikan pelbagai isu berkaitan makanan, penggunaan air dan kekurangan ruang pertanian. Sistem ini menawarkan pelbagai kelebihan seperti penjimatan air, mesra alam, penghasilan dua sumber makanan serentak serta kesesuaian untuk kawasan bandar. Dengan bantuan teknologi moden seperti IoT dan automasi, akuaponik berpotensi menjadi antara kaedah pertanian utama pada masa hadapan. Oleh itu, masyarakat perlu didedahkan dengan teknologi ini supaya sektor pertanian negara dapat berkembang secara lebih mampan dan berdaya saing.

Rujukan

1-Obirikorang, K. A., Sekey, W., Gyampoh, B. A., Ashiagbor, G., & Asante, W. (2021). Aquaponics for improved food security in Africa: A review. Frontiers in Sustainable Food Systems, 5, 705549.

2-Randall, D. J., & Ip, Y. K. (2006). Ammonia as a respiratory gas in water and air-breathing fishes. Respiratory physiology & neurobiology, 154(1-2), 216-225.

3-Zamnuri, M. A. H. B., Qiu, S., Rizalmy, M. A. A. B., He, W., Yusoff, S., Roeroe, K. A., & Loh, K. H. (2024). Integration of IoT in small-scale aquaponics to enhance efficiency and profitability: A systematic review. Animals, 14(17), 2555.