Perhitungan Luas Citra Stomata Daun Selada Merah (Lactuca sativa) Dalam Paparan Tehnologi Audio Farming Frequency (AFF) Made Rai Suci Shanti1,2,a), Dwi Kristiyanto1,b), Alvama Pattiserlihun2,c) , dan Adita Sutresno1,d) 1
Program studi Fisika, Fakultas Sains Dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Jl. Diponegoro 52-60 Salatiga 2
Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Sains Dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana Jl. Diponegoro 52-60 Salatiga a)
[email protected] (corresponding author) b)
[email protected] c)
[email protected] d)
[email protected]
Abstrak Telah dilakukan penelitian tentang penggunaan tehnologi baru dengan memanfaatkan paparan gelombang suara (Audio Farming Frequensi) terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman selada merah (Lactuca sativa). Frekuensi yang dipakai dalam perlakuan terhadap tanaman didasarkan pada spektrum suara “garengpung” (cryptotymphana acuta) yang telah dianalisis dengan menggunakan software audio dan dipilih pada kisaran frekuensi 6000 Hz - 9600 Hz. Penelitian dilakukan dengan membuat dua sistem tanaman. Sistem pertama dibuat dengan memberikan paparan gelombang suara pada tanaman selama 2 jam setiap hari. Sistem tanaman yang kedua dibuat dengan tanpa paparan. Hasil akhir menunjukkan bahwa hasil perlakuan dengan memberikan paparan gelombang suara ini mengoptimalkan pertumbuhan selada merah (Lactuca sativa). Hal ini dibuktikan dengan mengamati citra stomata daun yang terkena paparan dan yang tidak dikenai paparan. Banyaknya jumlah stomata daun yang terbuka saat perekaman citra lebih banyak pada daun yang terkena paparan, dibandingkan yang tidak dikenai paparan. Luasan citra stomata daun yang terbuka untuk sistem yang tidak dikenai paparan ratarata 4.206 mm2, dan luasan citra stomata daun yang terbuka pada sistem yang dikenai paparan 12.757 mm2. Selain itu dalam luasan yang sama jumlah stomata daun yang terbuka pada tanaman yang terkena paparan AFF, lebih banyak dibandingkan dengang jumah stomata daun yang tidak dikenai paparan AFF. Dapat disimpulkan bahwa, paparan tehnologi gelombang suara (AFF), mampu membuat pembukaan stomata daun menjadi lebih lebar dan lebih banyak sehingga proses foto sintesis dapat berlangsung lebih maksimal. Kata kunci : citra, stomata daun, AFF
PENDAHULUAN Tanaman Selada merah atau sering disebut sebagai Red letucce merupakan tanaman sayur dengan daun bergelombang dan berwarna merah, banyak di konsumsi segar oleh masyarakat Indonesia. Selada merah merupakan
genus Lactuca dan spesies Lactuca sativa . Tanaman ini dapat tumbuh di dataran tinggi, masih jarang untuk dibudidayakan[1]. Selada merah mengandung zat-zat gizi (nutrient) yang lengkap seperti vitamin A, B1-B6, B9, C, E, K dan mineral. Senyawa tersebut berkhasiat sebagai bahan makanan untuk pemenuhan gizi masyarakat dan pengobatan beberapa macam penyakit. Selada merah memiliki pasar yang luas sehingga mudah dijual, kebutuhan selada merah di pasaran akan terus meningkat sejalan peningkatan pendidikan masyarakat tentang nilai nutrisi. Untuk memenuhi kebutuhan peningkatan tersebut diperlukan penanganan pembudidayaan dengan meningkatkan produksi tanaman. Salah satu usaha peningkatan baik kualitas dan kuantitas tanaman adalah dengan inovasi paparan gelombang suara. Telah dilakukan berbagai penelitian untuk melihat pertumbuhan tanaman di bawah pengaruh paparan gelombang suara. Susanti, (2012 )[2] meneliti tentang Pengaruh Musik Pada Range Frekuensi ( 3000 – 6000 ) Hz Terhadap Pertumbuhan dan Produktivitas Sawi Hijau ( Brassica Juncea ).Hasil Penelitian menunjukan bahwa Pemberian Perlakuan 1 sampai 3 jam per hari dapat memberikan kemajuan yang lebih signifikan dilihat dari lebar daun, panjang daun dan berat hasil panen. Tesar,dkk (2013)[3] melakukan penelitian dengan menggunakan tanaman sawi Bakso ( Brassica rapa var. parachinensis L. ) sebagai obyek penelitian dan jenis frekuensi musik ( 6000 – 9600 ) Hz yang di dasarkan pada spektrum suara “garengpung” (cryptotymphana acuta ) sebagai perlakuan tanaman. Di dapatkan hasil bahwa pertumbuhan tanaman sawi Bakso meningkat produktifitasnya. Inovasi untuk menambah produktivitas menggunakan paparan gelombang suara atau Audio Farming Frequency (AFF) merupakan suatu teknologi yang memanfaatkan gelombang suara berfrekuensi tinggi. Tehnologi ini ditemukan oleh Dan Carlos dari Amerika Serikat. Carlos mengkaji secara serius setelah melihat bencana kelaparan selama perang Korea pada tahun 1950 [4]. Carlos meneliti karena dipicu oleh gagasan tentang frekuensi suara bisa membantu tumbuhan bernafas lebih baik dan menyerap nutrisi tanaman lebih banyak. Pemaparan AFF pada frekuensi tinggi mampu merangsang mulut daun (stomata) untuk tetap terbuka sehingga meningkatkan produktifitas tanaman. Stomata merupakan organ fotosintesis yang berfungsi secara fisiologis terutama untuk transpirasi dan respirasi selama proses fotosintesis. Oleh karena itu, aktivitas fotosintesis sangat bergantung antara lain pada pembukaan dan penutupan stomata[5]. Teknologi AFF akan bekerja dengan mengoptimalkan pembukaan stomata pada frekuensi suara tertentu[1,4]. Citra merupakan istilah lain dari gambar yang merupakan komponen multimedia yang memegang peranan sangat penting sebagai bentuk informasi visual. Citra mempunyai karakteristik yang tidak dimiliki oleh data teks, yaitu kaya akan informasi. Citra digital adalah citra hasil digitalisasi citra kontinu (analog). Tujuan dibuatnya citra digital adalah agar citra tersebut dapat diolah menggunakan komputer atau piranti digital.[6] Seberapa besar luas citra pembukaan stomata daun selada merah ( Lactuca sativa) saat tanaman dikenai paparan AFF pada frekuensi ( 6000 – 9600 ) Hz yang di dasarkan pada spektrum suara “garengpung” (cryptotymphana acuta ). Perhitungan luas citra pembukaan stomata daun akan dibandingkan antara citra pembukaan stomata daun yang dikenai paparan frekuensi dan citra tomata daun yang tidak dikenai paparan.
Metoda Penelitian Penelitian ini menggunakan sistem tanam hidroponik yang dibuat dalam dua rancang bangun. sistem tanpa perlakuan sebagai kontrol dan sistem dengan perlakuan seperti gambar 1.
Speaker
a). Sistem tanpa perlakuan
b). Sistem dengan perlakuan Gambar 1. Desain sistem tanam hidroponik
Paparan gelombang suara yang digunakan diambil dari suara karakteristik sebuah musik yang telah dianalisa dan dipotong pada frekuensi 6000-9600 Hz seperti gambar 2. Frekuensi ini dsesuaikan dengan frekuensi suara “garengpung”. Dua sistem tanam tersebut diletakkan berjauhan sehingga paparan gelombang suara tidak menggangu sistem yang tanpa perlakuan. Dengan memberikan perlakuan suara setiap hari selama satu jam tiap jam 8.00 – 9.00 WIB. Pada hari ke 18, saat selada siap panen. Daun selada yang siap panen tersebut kemudian diamati dengan menggunakan mikroskop Binokuler baik untuk daun dengan perlakuan maupun untuk daun tanpa perlakuan. Selanjutnya citra daun hasil pengukuran mikroskop disimpan dianalisadengan menggunakan image processor yaitu ImageJ.
Gambar 2. Karakteristik suara yang telah dipotong pada frekuensi 6000 Hz - 9600 Hz untuk perlakuan tanaman.
Program ImageJ akan digunakan untuk mengukur luas citra pembukaan stomata daun Selada merah. Proses pengukuran citra dapat dilihat pada gambar 3. Langkah pertama dilakukan dengan pengaturan skala citra, untuk menyesuaikan skala citra dengan skala yang sesungguhnya. Setelah dilakukan pengaturan skala berikutnya adalah memperjelas gambar. Tahapan memperjelas gambar dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan gambar hitam putih ( binary).Proses ini akan melalui beberapa tahap : pertama membatasi citra yang dianalisa terlebih dahulu ( Find Edge). Kemudian mempertajam citra dengan proses smooth , Change to 8 bit, binary. Tujuan proses ini adalah untuk mendapatkan tingkat keabuan yang tegas pada citra pengamatan. Dari hasil citra tersebut kemudian dilakukan analisa luasan citra.
Citra stomata daun
Pengaturan skala
Memperjelas gambar
Analisa luas
Gambar 3. Proses perhitungan citra stomata daun
HASIL DAN ANALISA Dibawah ini adalah gambar selada merah yang siap panen dengan perlakuan tanpa paparan AFF dan dengan paparan AFF, gambar 4:
a.
Selada merah tanpa paparan AFF b. Selada merah Terkena paparan AFF Gambar 4. Selada merah siap panen
Proses analisa citra stomata daun dapat dilakukan dalam tahapan yang dapat dilihat dalam table 1. Table 1. Tahapan memperjelas citra stomata daun
Citra Tanpa Paparan AFF citra sebelum analisa: Keterangan
A. Pengaturan Skala. Tahapan ini dilakukan dengan melakukan menggunakan skala acuan pada mikroskop. Dengan menggunakan Analyze; Set Scale, dan memasukkan nilai jarak yang diketahui.
B. Tahap Memperjelas gambar Find edges, digunakan untuk membatasi bagian citra yang akan diukur
Citra Terkena Paparan AFF citra sebelum analisa
Smooth, digunakan citra
mempertajam
Mengubah citra menjadi 8 bit, agar citra menjadi gray scale.
Binary atau automatic threshold dengan tujuan untuk memperjelas citra stomata daun yang akan diukur .
Citra yang telah di perjelas dari proses diatas kemudian di analisa luasnya dengan mengguanakan analyze particle, sehingga didapatkan hasil untuk jumlah stomata yang terbuka dan luasan yang terukur seperti terdapat pada table 2 dibawah ini. Table 2. Luas dan jumlah stomata daun
Citra tanpa perlakuan
Citra dengan perlakuan 2
2
Stomata ke
Area (mm )
Stomata ke
Area(mm )
1
8.861
1
7.495
2
5.317
2
21.267
3
1.477
3
7.366
4
3.138
4
14.953
5
2.991
5
16.541
6
3.452
6
12.405
7
11.962
8
12.018
9
20.085
10
8.492
Rata –rata =
4.206
11 Rata –rata =
7.753 12.757
Dari table 2 diatas dapat dilihat bahwa jumah stomata daun yang terbuka pada sebuah luasan yang sama untuk daun tanpa perlakuan paparan AFF menghasilkan 6 buah stomata yang terbuka dengan luas rata-rata 4.206 mm2 dan untuk stomata daun yang mengalami perlakuan AFF terdapat 11 buah stomata yang terbuka dengan luasan rata – rata sebesar 12.757 mm2.
KESIMPULAN Pengaruh paparan gelombang AFF suara pada ftekuensi 6000-9600 Hz mampu meningkatkan produktifitas tanaman [ 7]. Terkhusus pada selada merah. Hal ini dibuktikan dengan peningkatan jumlah stomata daun selada
merah yang terbuka saat terkena paparan gelombang suara, dan luas citra stomata daun selada merah saat terkena paparan gelombang suara seluas 12.757 mm2dan luas citra stomata daun selada merah yang tidak terkena paparan gelombang suara seluas 4.206 mm2.
DAFTAR PUSTAKA 1. 2.
3.
4.
5. 6. 7.
D. Kristiyanto, A Patiserlihun, M. R. Shanti, Penerapan Audio Farming Frequency (AFF) untuk Peningkatan Produktivitas Selada Merah (Lactuca sativa) pada Media Tanam Air, Seminar HFIY, 2016 Triana Susanti. ( 2012 ) . Pengaruh Musik Pada Range Frekuensi ( 3000 – 6000 ) Hz Terhadap Pertumbuhan dan Produktivitas Sawi Hijau ( Brassica Juncea ). Skripsi Program S1 Fakultas Sains dan Matematika. Universitas Kristen Satya Wacana. Salatiga Tesar Aditya, Spektrum “Garengpung” ( Cryptotymphana Acuta) Frekuensi 6000 – 9600 Hz Untuk Pertumbuhan Sawi Hijau Jenis Brassica Rapa Var. Parachinensis L Dan Brassica Juncea, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW, (2013). K Oktavianus, N Aji Wibowo, M.R. Shanti, S, Studi Pengaruh Musik Gamelan Jawa Frekuensi 6000-9600 Hz Untuk Meningkatkan Produktivitas Selada Hijau (Lactuca Sativa), Prosiding Semnas Sains dan Pendidikan Sain FSM, UKSW, 2014 Janne J. Palit, Tehnik Perhitungan Jumlah Stomata Bebrapa Kultivar Kelapa, Buletin Tehnik Pertanian Vol 13 No 1, 2008 Subechan A, Achmad H, R Rizal H, Analisa deteksi tepi untuk mengidentifikasikan pola daun, Fakultas tehnik elektro, Undip, 2011 Tesar Aditya, Eko Yuli Kristianto, Kukuh Oktavianus, Adita Sutresno. Pengaruh Gelombang Akustik terhadap Pertumbuhan atau Perkembangan Sawi Hijau (Brassica Rapa Var. Parachinensis L). Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VII, Salatiga, 21-22 September 2012, Vol 3, No. 1, ISSN:2087-0922.
