Hidroponik dan Fertigasi dalam Pengeluaran Sayur Tropika: Pengurusan Larutan Nutrien, Kecekapan Air, Hasil dan Ekonomi

Pengenalan

Hidroponik ialah kaedah menanam tumbuhan tanpa tanah dengan membekalkan nutrien melalui larutan akueus, manakala fertigasi ialah penyaluran baja terlarut bersama air pengairan, lazimnya melalui sistem titis kepada tanaman dalam media seperti sabut kelapa, sekam padi atau tanah (Lohar et al., 2025; DAs et al., 2026). Kedua-dua sistem ini membolehkan kawalan tepat terhadap nutrien dan air di zon akar. Di Malaysia, fertigasi dalam polibeg dengan media sabut kelapa telah menjadi teknologi utama pengeluaran cili, tomato, timun dan rock melon sejak awal 2000-an, dipromosikan oleh MARDI dan Jabatan Pertanian, manakala hidroponik NFT dan rakit terapung (DWC) popular untuk sayur daun seperti salad, sawi dan kangkung, termasuk di kawasan bandar (pengetahuan am).

Ulasan ini bertajuk “Ulasan Penyelidikan Hidroponik dan Fertigasi dalam Pengeluaran Sayur Tropika: Pengurusan Larutan Nutrien, Kecekapan Air, Hasil dan Ekonomi”. Objektifnya ialah untuk merumuskan dapatan utama kajian saintifik mengenai (i) potensi hidroponik untuk keselamatan makanan di kawasan tropika, (ii) strategi pengurusan larutan nutrien, (iii) kecekapan penggunaan air dan sistem kitar semula, (iv) cabaran suhu larutan di kawasan tropika, (v) fertigasi titis untuk sayur, serta (vi) perbandingan hasil dan ekonomi dengan penanaman tanah. Kajian yang diulas dijalankan di Malaysia, Thailand, Indonesia (Lampung), Ghana dan Jepun, India (Kerala, Maharashtra, Assam), Kanada dan Nepal.

Bahan ulasan diperoleh melalui fungsi Literature Review di platform SciSpace (scispace.com) dalam mod High Quality pada November 2026, dengan memberi tumpuan kepada sepuluh kertas teratas yang dipaparkan. Dapatan diambil daripada ringkasan dan lajur “Insights/Results” dalam jadual SciSpace serta abstrak yang tersedia. Kajian Triyono et al. mengenai penyejukan larutan muncul dalam dua versi repositori dan dikira sekali sahaja. Artikel ini melengkapi ulasan “Hidroponik” yang terdahulu dengan tumpuan khusus kepada fertigasi, pengurusan larutan dan ekonomi.

Hidroponik untuk Keselamatan Makanan Tropika

Dapatan utama: Integrasi hidroponik ke dalam sistem pertanian tropika berpotensi meningkatkan pengeluaran dan keselamatan makanan melalui hasil lebih tinggi, kecekapan air lebih baik dan kurang kebergantungan pada kualiti tanah, tetapi dihadkan oleh kos permulaan tinggi, keperluan pengetahuan teknikal dan kekangan infrastruktur.

Ranade dan Chaudhari (2025) dari Maharashtra, India, dalam Journal of Horticultural Science & Biotechnology mengulas integrasi hidroponik ke dalam sistem pertanian tropika dan implikasinya terhadap keselamatan makanan. Hidroponik menawarkan kelebihan seperti hasil yang meningkat, kecekapan penggunaan air yang lebih baik dan kurang kebergantungan pada kualiti tanah. Cabaran utama termasuk kos permulaan yang tinggi, keperluan pengetahuan teknikal dan kekangan infrastruktur. Keperluan nutrien juga berbeza mengikut jenis sistem hidroponik. Kertas ini menyimpulkan bahawa hidroponik boleh meningkatkan keselamatan makanan dan daya tahan terhadap perubahan iklim jika berjaya diintegrasikan, dengan keperluan pembangunan teknologi, sokongan peraturan dan amalan lestari.

Lohar et al. (2025) dari India dan Nepal mengulas penanaman hidroponik dalam tanaman hortikultur. Hidroponik meningkatkan kecekapan pengeluaran tanaman bernilai tinggi dengan menghapuskan tanah dan menyampaikan nutrien terus melalui larutan. Kawalan tepat terhadap zon akar, ketersediaan nutrien dan parameter persekitaran mengurangkan kekurangan nutrien serta meningkatkan hasil dan kualiti. Teknologi seperti sistem filem nutrien (NFT), kultur air dalam (DWC), fertigasi automatik dan pemantauan berasaskan sensor EC dan pH meningkatkan produktiviti dan kecekapan input. Sistem kitar semula gelung tertutup mengurangkan kehilangan air dan baja dengan ketara berbanding penanaman konvensional. Walaupun pelaburan awal dan keperluan tenaga tinggi, hidroponik menyediakan kecekapan pengeluaran yang lebih baik, potensi penanaman sepanjang tahun dan pemuliharaan sumber.

Kelebihan	Cabaran	Sumber
Hasil lebih tinggi	Kos permulaan tinggi	Ranade & Chaudhari (2025)
Kecekapan air lebih baik	Keperluan pengetahuan teknikal	Ranade & Chaudhari (2025)
Kurang bergantung pada tanah	Kekangan infrastruktur	Ranade & Chaudhari (2025)
Penanaman sepanjang tahun	Keperluan tenaga	Lohar et al. (2025)
Kitar semula mengurangkan kehilangan air dan baja	—	Lohar et al. (2025)

Sumber: seperti dinyatakan dalam jadual.

Strategi Pengurusan Larutan Nutrien

Dapatan utama: Pemantauan berasaskan EC sahaja mungkin kurang tepat untuk kepekatan ion individu, membawa kepada hasil rendah atau penggunaan baja berlebihan; kaedah alternatif seperti kawalan berasaskan nitrogen, elektrod terpilih ion, penderia kelembapan substrat dan penambahan nutrien terprogram meningkatkan kecekapan nutrien dan air.

Fathidarehnijeh et al. (2023) dari Memorial University of Newfoundland, Kanada, dalam Canadian Journal of Plant Science (dipetik 61 kali) mengulas strategi pengurusan larutan nutrien untuk meningkatkan kecekapan penggunaan nutrien (NUE) dan air (WUE) dalam sistem hidroponik. Kaedah pemantauan konvensional menggunakan kekonduksian elektrik (EC) mengukur jumlah garam terlarut tetapi tidak membezakan ion individu, maka boleh membawa kepada ketidakseimbangan nutrien, hasil rendah atau baja berlebihan. Kaedah termaju termasuk pendekatan berasaskan nitrogen yang memfokuskan pada kepekatan nitrogen untuk mengoptimumkan peredaran semula larutan, elektrod terpilih ion untuk mengukur ion individu, penderia kelembapan substrat, anggaran keperluan air, serta penambahan nutrien terprogram.

Kaedah	Kelebihan	Had
Pemantauan EC	Mudah, murah	Tidak membezakan ion individu
Kawalan berasaskan nitrogen	Peredaran semula larutan lebih cekap	Memerlukan analisis N
Elektrod terpilih ion	Ukur ion individu	Kos dan penyelenggaraan
Penderia kelembapan substrat	Air diberi ikut keperluan	Penentukuran
Penambahan nutrien terprogram	Prestasi lebih cekap	Sistem automasi

Sumber: Fathidarehnijeh et al. (2023).

Kecekapan Air dan Sistem Kitar Semula

Dapatan utama: Sistem kitar semula nutrien dalam rumah hijau tropika lembap menjimatkan sehingga 31.5% air pengairan dan mengurangkan penggunaan nitrogen dan fosforus; kultivar tomato tropika ‘Jaguar’ menunjukkan kecekapan air dan nutrien dua kali ganda berbanding kultivar lain dalam hidroponik kitar semula.

Dhakal et al. (2005) dari Asian Institute of Technology, Thailand, dalam Agricultural Engineering International: The CIGR Journal (dipetik 21 kali) membangunkan sistem kitar semula nutrien rumah hijau untuk pengeluaran tomato di tropika lembap. Menurut ringkasan SciSpace, sistem ini menjimatkan sehingga 31.5% air pengairan dan mengurangkan penggunaan nutrien utama seperti nitrogen dan fosforus.

Ayarna et al. (2020) dari Ghana dan Chiba University, Jepun, dalam Agriculture menilai tomato tropika untuk pertumbuhan, hasil serta kecekapan nutrien dan air dalam sistem hidroponik kitar semula. Menurut ringkasan SciSpace, kultivar tomato tropika ‘Jaguar’ menunjukkan kecekapan penggunaan air dan nutrien dua kali lebih tinggi berbanding kultivar lain, dan hidroponik turut meningkatkan kualiti seperti kandungan pepejal larut buah.

Sistem / kultivar	Dapatan	Sumber
Kitar semula nutrien rumah hijau (tomato)	Jimat air sehingga 31.5%; N dan P berkurang	Dhakal et al. (2005) (ringkasan SciSpace)
Tomato ‘Jaguar’ dalam hidroponik kitar semula	WUE dan NUE 2× kultivar lain	Ayarna et al. (2020) (ringkasan SciSpace)
Gelung tertutup secara umum	Kehilangan air dan baja berkurang ketara	Lohar et al. (2025)

Sumber: seperti dinyatakan dalam jadual.

Pemilihan kultivar yang sesuai untuk sistem hidroponik tropika sama penting dengan reka bentuk sistem itu sendiri, seperti yang ditunjukkan oleh kultivar ‘Jaguar’.

Cabaran Suhu Larutan di Kawasan Tropika

Dapatan utama: Penyejukan larutan nutrien bersuhu tinggi telah dikaji untuk meningkatkan pertumbuhan, hasil dan produktiviti air salad merah hidroponik di lokasi tropika.

Triyono et al. (2024) dari Universitas Lampung, Indonesia, mengkaji penyejukan larutan nutrien bersuhu tinggi untuk meningkatkan pertumbuhan, hasil dan produktiviti air salad merah (Lactuca sativa var. Red Rapids) hidroponik di lokasi tropika. Suhu larutan nutrien yang tinggi, kerap melebihi 30°C di tanah rendah tropika, mengurangkan oksigen terlarut, menggalakkan penyakit reput akar seperti Pythium dan menghadkan pertumbuhan sayur daun sederhana sejuk seperti salad (pengetahuan am). Penyejukan larutan, contohnya menggunakan penyejuk air atau penimbal haba bawah tanah, boleh mengatasi masalah ini tetapi menambah kos tenaga.

Fertigasi Titis untuk Sayur

Dapatan utama: Fertigasi titis ialah kaedah yang meningkatkan prestasi tanaman sayur, kecekapan penggunaan nutrien dan pengurusan sumber yang mampan, dengan potensi meningkatkan produktiviti dan pulangan ekonomi dalam konteks perubahan iklim.

DAs et al. (2026) dari Kerala Agricultural University, India, dalam Frontiers in Agronomy menjalankan ulasan menyeluruh mengenai fertigasi titis untuk pengeluaran sayur, termasuk prestasi tanaman, kecekapan penggunaan nutrien dan pengurusan sumber mampan. Menurut ringkasan SciSpace, sistem ini menawarkan potensi untuk meningkatkan produktiviti, kecekapan penggunaan sumber dan pulangan ekonomi, terutamanya dalam konteks perubahan iklim. Fertigasi titis berbeza daripada hidroponik kerana tanaman lazimnya ditanam dalam media pepejal seperti sabut kelapa atau tanah, dan larutan biasanya tidak dikitar semula (sistem terbuka) (pengetahuan am). Kerala mempunyai iklim tropika lembap yang serupa dengan Malaysia, menjadikan ulasan ini relevan.

Perbandingan Hasil dan Ekonomi dengan Penanaman Tanah

Dapatan utama: Hidroponik menghasilkan 58.2 g biojisim per liter air berbanding 21.4 g/L dalam penanaman tanah bagi salad di bawah rumah hijau kos rendah; sistem ini boleh lebih berdaya saing dari segi kos apabila skala pengeluaran melebihi tahap tertentu.

Zainal dan Rahman (2026) dalam International Journal of Horticulture and Food Science membandingkan prestasi pengeluaran salad secara hidroponik dan berasaskan tanah di bawah rumah hijau kos rendah. Menurut ringkasan SciSpace, hidroponik menghasilkan 58.2 g biojisim per liter air berbanding 21.4 g/L dalam penanaman tanah, iaitu hampir tiga kali ganda kecekapan air. Analisis pulangan modal menunjukkan bahawa walaupun kos permulaan tinggi, hidroponik boleh menjadi lebih berdaya saing dari segi kos berbanding penanaman tanah apabila skala pengeluaran melebihi tahap tertentu.

Barman et al. (2026) dari Assam, India, dalam Journal of Experimental Agriculture International mengulas pengeluaran sayur mampan melalui hidroponik dan akuaponik, termasuk kecekapan sumber, pertukaran sistem dan laluan peningkatan skala yang bertanggungjawab. Menurut ringkasan SciSpace, cabaran termasuk keperluan tenaga rendah karbon, pengurusan kitar semula yang berkesan dan penilaian risiko mikrobiologi, dan penyelidikan lanjut diperlukan untuk menyelaraskan pelaporan, menjalankan ujian komersial jangka panjang serta menilai kelestarian ekonomi dan ekologi mengikut rantau.

Parameter	Hidroponik	Tanah	Sumber
Produktiviti air (salad)	58.2 g biojisim/L	21.4 g biojisim/L	Zainal & Rahman (2026) (ringkasan SciSpace)
Daya saing kos	Lebih baik pada skala besar	Lebih baik pada skala kecil	Zainal & Rahman (2026) (ringkasan SciSpace)

Sumber: Zainal & Rahman (2026).

Perbincangan

Kajian yang diulas secara konsisten menunjukkan bahawa hidroponik dan fertigasi meningkatkan kecekapan air dan nutrien berbanding penanaman tanah konvensional. Data kuantitatif seperti penjimatan air 31.5% melalui kitar semula (Dhakal et al., 2005) dan produktiviti air hampir tiga kali ganda untuk salad (Zainal & Rahman, 2026) menyokong pelaburan dalam teknologi ini, terutamanya di kawasan dengan bekalan air atau tanah yang terhad.

Namun, tiga cabaran utama muncul bagi kawasan tropika seperti Malaysia. Pertama, suhu larutan yang tinggi boleh menjejaskan pertumbuhan dan menggalakkan penyakit akar (Triyono et al., 2024). Kedua, pengurusan larutan berasaskan EC sahaja boleh membawa kepada ketidakseimbangan nutrien, terutamanya dalam sistem kitar semula yang lama (Fathidarehnijeh et al., 2023). Ketiga, kos permulaan dan tenaga yang tinggi menjadikan skala pengeluaran penting untuk daya saing ekonomi (Zainal & Rahman, 2026).

Fertigasi titis dalam media sabut kelapa, yang popular di Malaysia, merupakan kompromi yang baik: kos lebih rendah daripada hidroponik penuh, kurang sensitif terhadap suhu larutan, dan sesuai untuk tanaman berbuah. Namun, sistem terbuka membazirkan air dan baja melalui saliran, maka kitar semula separa atau kawalan berasaskan penderia kelembapan (Fathidarehnijeh et al., 2023) boleh meningkatkan kecekapan.

Implikasi untuk Pengusaha di Malaysia

1. Pilih sistem ikut tanaman: Hidroponik NFT/DWC untuk sayur daun; fertigasi titis untuk tanaman berbuah (Lohar et al., 2025; DAs et al., 2026).

2. Jangan bergantung pada EC sahaja: Analisis larutan berkala untuk ion utama, terutamanya dalam sistem kitar semula (Fathidarehnijeh et al., 2023).

3. Kitar semula larutan: Jimat air sehingga 31.5% dan kurangkan baja (Dhakal et al., 2005).

4. Kawal suhu larutan: Teduhan tangki, penebat atau penyejukan untuk sayur daun (Triyono et al., 2024).

5. Pilih kultivar sesuai sistem: Seperti tomato ‘Jaguar’ yang cekap air dan nutrien (Ayarna et al., 2020).

6. Rancang skala ekonomi: Hidroponik lebih berdaya saing pada skala lebih besar (Zainal & Rahman, 2026).

7. Gunakan penderia dan automasi: EC, pH dan kelembapan substrat (Lohar et al., 2025).

8. Pantau risiko mikrobiologi: Kebersihan sistem dan air (Barman et al., 2026).

Jurang Penyelidikan

9. Formulasi larutan nutrien optimum untuk sayur tempatan di bawah iklim Malaysia.

10. Kaedah penyejukan larutan yang cekap tenaga untuk tanah rendah.

11. Sistem kitar semula untuk fertigasi sabut kelapa.

12. Analisis ekonomi jangka panjang hidroponik dan fertigasi di Malaysia.

13. Penggunaan tenaga boleh baharu (solar) untuk sistem hidroponik.

14. Risiko mikrobiologi dan keselamatan makanan dalam sistem kitar semula.

Kesimpulan

Hidroponik dan fertigasi ialah teknologi penting untuk pengeluaran sayur tropika yang cekap sumber. Hidroponik meningkatkan hasil dan produktiviti air, dengan salad mencapai 58.2 g biojisim per liter air berbanding 21.4 g/L dalam tanah, manakala sistem kitar semula di rumah hijau tropika menjimatkan sehingga 31.5% air dan mengurangkan nitrogen serta fosforus. Pengurusan larutan yang lebih tepat melalui elektrod terpilih ion, kawalan berasaskan nitrogen dan penderia kelembapan dapat mengatasi had pemantauan EC. Cabaran utama di tropika termasuk suhu larutan tinggi, kos permulaan dan tenaga, serta keperluan kemahiran teknikal. Fertigasi titis menawarkan pilihan yang lebih murah untuk tanaman berbuah. Bagi Malaysia, gabungan sistem yang sesuai, pengurusan larutan yang tepat dan skala pengeluaran yang ekonomik merupakan kunci kejayaan.

Rujukan

15. Ranade, Y., & Chaudhari, N. (2025). Integrating hydroponics into tropical agricultural systems: Implications for food security. Journal of Horticultural Science & Biotechnology. https://doi.org/10.1080/14620316.2025.2505167

16. Fathidarehnijeh, E., Nadeem, M., Cheema, M., et al. (2023). Current perspective on nutrient solution management strategies to improve the nutrient and water use efficiency in hydroponic systems. Canadian Journal of Plant Science. https://doi.org/10.1139/cjps-2023-0034

17. Ayarna, A. W., Tsukagoshi, S., Nkansah, G. O., et al. (2020). Evaluation of tropical tomato for growth, yield, nutrient, and water use efficiency in recirculating hydroponic system. Agriculture, 10(7), 252. https://doi.org/10.3390/agriculture10070252

18. Dhakal, U., Salokhe, V. M., Tantau, H. J., et al. (2005). Development of a greenhouse nutrient recycling system for tomato production in humid tropics. Agricultural Engineering International: The CIGR Journal, 7.

19. Lohar, A., Thapa, A., & Tamang, A. (2025). Hydroponic cultivation in horticultural crops: Technological advances, nutrient management and production efficiency. Journal of Agriculture and Allied Research, 1(3). https://doi.org/10.65525/jaar.v1i3.14

20. DAs, A., Nair, R. V. R., Swaroop, R., et al. (2026). Drip fertigation for vegetable production: A comprehensive review of crop performance, nutrient use efficiency and sustainable resource management. Frontiers in Agronomy. https://doi.org/10.3389/fagro.2026.1823187

21. Triyono, S., Rosa, A. P., Rahman, O., et al. (2024). Cooling the high temperature nutrition solution to improve growth, yield and water productivity of hydroponic red lettuce (Lactuca sativa L. var. Red Rapids) in a tropical location. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.14777367

22. Zainal, S. N., & Rahman, M. H. (2026). Comparative performance of hydroponic and soil-based lettuce production under low-cost greenhouse conditions. International Journal of Horticulture and Food Science, 8(3). https://doi.org/10.33545/26631067.2026.v8.i3b.790

23. Barman, D., Alam, S., Saikia, T., et al. (2026). Sustainable vegetable production through hydroponics and aquaponics: Resource efficiency, system trade-offs and pathways to responsible scaling. Journal of Experimental Agriculture International, 48(8). https://doi.org/10.9734/jeai/2026/v48i84410

Sumber carian: SciSpace Literature Review (mod High Quality), November 2026.

Kata kunci: hidroponik, fertigasi, fertigasi titis, larutan nutrien, kekonduksian elektrik, elektrod terpilih ion, kecekapan penggunaan air, kecekapan penggunaan nutrien, kitar semula, NFT, kultur air dalam, suhu larutan, sabut kelapa, ekonomi