Aplikasi teknologi (5.1): Reka bentuk sistem fertigasi
Matlamat bab ini
- Murid boleh mentakrifkan sistem fertigasi (5.1.1)
- Murid boleh mengenal pasti komponen utama sistem fertigasi dalam penyediaan reka bentuk (5.1.2)
- Murid boleh menghasilkan lakaran reka bentuk baharu sistem fertigasi menggunakan teknik penyusunan jejari atau gegelang (5.1.3)
- Murid boleh menganalisis elemen reka bentuk dalam sistem fertigasi (5.1.4)
- Murid boleh menilai lakaran reka bentuk baharu sistem fertigasi berdasarkan lima kriteria (5.1.5)
- Murid boleh membina mock-up atau model struktur reka bentuk baharu sistem fertigasi dan mengujinya (5.1.6)
Dalam bab ini, anda menggunakan semua yang telah dipelajari (pengurusan projek, proses reka bentuk dan lakaran) untuk mereka bentuk sistem fertigasi, iaitu sistem pengairan titis yang membekalkan baja bersama air kepada tanaman.
5.1.1Definisi sistem fertigasi
Perkataan fertigasi berasal daripada dua perkataan Inggeris, fertilization (pembajaan) dan irrigation (pengairan). Pembajaan dilakukan serentak melalui sistem pengairan.
- Reka bentuk sistem fertigasi mengambil kira keluasan tanah, kemudahan tapak penanaman, jenis tanaman, iklim serta kos pembinaan.
- Media tanaman seperti coco peat atau sekam padi digunakan bagi menggantikan fungsi tanah.
- Sistem ini memerlukan cahaya matahari secara langsung sekurang-kurangnya enam jam untuk proses fotosintesis.
A. Sistem hidroponik
Sistem fertigasi ialah satu daripada cabang hidroponik. Hidroponik ialah kaedah penanaman tanpa tanah yang memerlukan larutan zat makanan di dalam takungan berisi air. Hidroponik meningkatkan hasil tanaman dan tidak memerlukan kawasan yang luas.

Rajah: buku teks RBT Tingkatan 1, ms. 103.
1. Teknik aliran cetekLarutan baja disalurkan ke dalam palung yang mengandungi akar tanaman. Pam menyalurkan larutan air baja ke dalam palung.
2. Teknik aliran dalamSama seperti aliran cetek, tetapi palung lebih lebar dan lebih tinggi, dan paras air pada akar juga lebih tinggi.
3. Teknik takungBiji benih disemai pada media dalam bekas yang diletakkan di atas larutan baja pada takung. Takung mesti tidak telus cahaya, tidak serap panas dan tidak berkarat.
4. Teknik pasang surutAlat pengatur masa mengawal pengaliran larutan baja. Larutan mengalir ke tanaman, kemudian surut ke bawah dan masuk semula ke takungan.
5. AeroponikAkar tergantung di udara dan disembur dengan larutan baja secara semburan kabus melalui nozzle. Akar cepat menyerap nutrien. Inovasi terbaharu dalam hidroponik.
6. Teknik pengairan titis (teknik agregat)Paling berkesan: air dan baja disalurkan terus ke akar mengikut masa yang ditetapkan, melalui pen penitis (tiub mikro ke polibeg) atau pita titis (lubang halus, emitter).Ilustrasi: buku teks RBT Tingkatan 1, ms. 104–105.
B. Tujuan menanam secara fertigasi
Fertigasi sesuai untuk sayuran berbuah yang bernilai tinggi, seperti tomato, timun jepun, cili merah, terung, melon, strawberi dan pokok hiasan.
- Mengelakkan tanaman dijangkiti penyakit bawaan tanah yang disebabkan oleh kulat (Phytium, Fusarium, Rhizoctonia) dan penyakit layu bakteria.
- Memudahkan pengawalan serangga dan perosak tanaman.
- Pemberian baja yang lebih berkesan kepada tanaman.
C. Kelebihan sistem fertigasi
- Penggunaan baja cekap: 85% dapat diserap akar, berbanding 30% dengan kaedah tabur.
- Penggunaan air efisien: air terus diserap oleh akar.
- Pembajaan serentak; nutrien lengkap dibekalkan secara terkawal mengikut peringkat umur tanaman.
- Menghindar penyakit kerana media tanaman dan persekitaran bersih.
- Mengatasi masalah tanah tidak subur, perumah penyakit dan perosak.
- Masalah rumpai sangat rendah.
- Kos operasi (air, baja, tenaga buruh) dapat dikurangkan.
- Peningkatan hasil tanaman.
D. Kaedah penanaman fertigasi di Malaysia
1. Menggunakan Struktur Perlindungan Hujan (SPH)Melindungi tumbuhan daripada hujan lebat dan cahaya matahari terik. Bumbung plastik berlapisan perlindungan UV; rangka kayu, paip besi atau plastik. Lebih berkesan jika dipasang jaring kalis serangga.
2. Tanpa SPH (secara terbuka)Tanaman di tempat terbuka tanpa bumbung. Semasa musim hujan, air hujan bercampur dengan air baja, jadi kandungan baja menjadi cair. Penanam perlu menggunakan racun kulat dan racun serangga.Gambar foto 5.1 dan 5.2: buku teks RBT Tingkatan 1, ms. 106–107.
Kebaikan SPH: (a) mengelakkan tanaman cepat layu akibat pancaran UV; (b) mengelakkan atau mengurangkan serangan penyakit oleh kulat; (c) mengurangkan penggunaan racun perosak.
E. Perbandingan sistem fertigasi dengan sistem konvensional
| Perbandingan | Sistem fertigasi | Sistem konvensional |
|---|---|---|
| Jenis tanaman | Tanaman jenis sayur dan buah | Semua jenis tanaman |
| Struktur perlindungan hujan | Pilihan | Tidak perlu |
| Jaring kalis serangga | Pilihan | Tidak perlu |
| Sistem pengairan | Titis dan baja | Penyiraman biasa |
| Air | Air bersih | Pelbagai sumber air |
| Modal | Tinggi | Rendah |
| Tapak tanah | Mesti rata | Tidak perlu rata |
| Elektrik | Mesti ada | Tidak perlu |
| Pengetahuan teknikal | Sangat perlu | Perlu |
| Keadaan tanah | Tidak penting | Perlu tanah subur |
| Kos operasi | Rendah | Tinggi |
| Risiko penyakit | Rendah | Tinggi |
| Keseragaman pokok | Seragam | Tidak seragam |
Jadual 5.1, buku teks ms. 107.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
5.1.2Komponen utama sistem fertigasi
A. Komponen utama
Sistem fertigasi terdiri daripada tiga komponen asas: sumber, medium dan alur keluar (outlet).
| Komponen | Maksud | Contoh dalam sistem |
|---|---|---|
| Sumber | Tempat simpanan bekalan nutrien | Tangki nutrien |
| Medium | Laluan penyampaian nutrien | Paip ladang, tiub mikro |
| Alur keluar | Tempat keluaran nutrien ke tanaman | Penitis |
B. Komponen sistem fertigasi komersial
1. Tangki nutrienMenakung larutan baja. Larutan dialirkan ke sistem pengairan dengan bantuan pam air atau secara tarikan graviti.
2. Pam airMengepam larutan baja dan air dari tangki nutrien ke sistem pengairan. Jenis pam bergantung pada keluasan tapak, tekanan dan bilangan tanaman.
4. PenapisMenapis benda asing daripada masuk ke sistem pengairan. Dipasang selepas pam air. Perlu dibersihkan selalu supaya aliran larutan baja lancar.
5. Alat pengatur masa (timer)Memastikan penyaluran larutan baja dilakukan pada masa, kekerapan dan kuantiti yang telah ditetapkan.
Foto: buku teks RBT Tingkatan 1, ms. 108–109.
6. Paip ladang terdiri daripada paip utama, paip sekunder dan paip tertier.
| Paip | Saiz | Jenis paip sesuai |
|---|---|---|
| Paip utama dan paip sekunder | 32 mm – 40 mm | Paip PVC |
| Paip tertier | 16 mm – 20 mm | Paip poli (HDPE) |
Paip poli (HDPE), High Density Polyethylene: tahan karat, elastik dan boleh lentur.
Penyambung paip utama dan sekunderSoket sama, siku 90°, tee sama, injap penahan (saiz lebih besar).
Penyambung paip tertierPenyambung L, penyambung tee, penyambung lurus.Gambar foto 5.3 dan 5.4: buku teks ms. 109.
- Bekalan elektrik: membekalkan kuasa elektrik ke pam air. Sangat penting untuk sistem fertigasi.
- Sumber air: air bersih dalam kuantiti banyak, dengan nilai pH 5.5 – 6.5. Kualiti air ditentukan dengan pH meter dan EC meter. Sumber: sungai, kolam, tasik atau telaga.
C. Keperluan asas
| Keperluan | Keterangan |
|---|---|
| 1. Tangki larutan baja | Dua tangki untuk menyediakan pati baja: larutan baja stok A dan stok B. |
| 2. Larutan stok baja | Baja fertigasi dalam bentuk serbuk, set A dan set B. Dilarutkan mengikut sukatan yang betul sebelum digunakan (kini dijual juga dalam bentuk larutan). |
| 3. Media tanaman | Coco peat, sekam padi dan peat moss (lumut sphagnum). |
| 4. Biji benih | Baik, berkualiti dan bebas penyakit. Benih hibrid mudah bercambah dan pertumbuhannya seragam. |
| 5. Alat pengukur | pH meter: mengukur keasidan atau kealkalian air (pH normal air ialah 7). EC meter: mengukur kepekatan larutan baja. |
Media tanamanCoco peat: bahan semula jadi daripada sabut kelapa, mudah reput, mengekalkan kelembapan dan baik untuk pengudaraan. Sekam padi: daripada biji padi yang dikisar (sekam padi bakar atau mentah).
pH meter dan EC meterContoh: EC baja untuk cili pada minggu kedua ialah 1.2 dan pada minggu keempat ialah 1.8.Gambar foto 5.5 dan 5.7: buku teks ms. 111.
D. Contoh penyediaan larutan stok baja

- 1 liter stok baja A dilarutkan dengan 100 liter air dalam tangki A.
- 1 liter stok baja B dilarutkan dengan 100 liter air dalam tangki B.
- Campurkan pati baja A dan pati baja B ke dalam tangki C yang berisi air mengikut sukatan yang betul. Kacau dengan sebatang kayu.
E. Pemilihan jenis dan varieti tanaman
Pilih jenis dan varieti tanaman yang sesuai dengan suhu, kelembapan udara dan tahap pengurusan. Contoh varieti hibrid: cili, tomato dan rock melon. Biji benih disemai dahulu dalam dulang semaian (plastik hitam atau polistirena). Selepas dua minggu, anak benih sedia diubah ke polibeg.
F. Pengurusan tapak dan alatan
- Pemilihan tapak: tapak mesti diratakan supaya aliran air baja ke setiap pokok sama, jadi tumbesaran seragam.
- Sumber air: air bersih (kolam, tasik, sungai, mata air atau air paip). Uji nilai pH dengan pH meter.
- Anggaran kos: kenal pasti kos atau modal permulaan: sistem pengairan, polibeg, media tanaman, racun serangga, racun kulat dan baja fertigasi.
Contoh: anggaran kos projek fertigasi sekolah (6 polibeg)
Contoh kiraan: paip poli 8 meter × RM1.80 = RM14.40. Jumlah anggaran kos = RM35.00 + RM28.00 + RM14.40 + RM7.20 + RM3.00 + RM18.00 = RM105.60.
G. Pengurusan sistem pengairan
Terdapat tiga jenis sistem pengairan. Faktor pemilihannya ialah iklim, jenis tanaman, kesesuaian tanah dan jenis media tanaman.
i. Sistem pengairan percikanAir disembur ke udara daripada nozel dan jatuh ke tanah seperti air hujan. Air dipam dengan tekanan tinggi melalui nozel yang berputar 360°.
ii. Sistem pengairan semburan kabusSeperti sistem renjis, tetapi nozelnya lebih halus untuk menghasilkan semburan kabus. Banyak digunakan untuk tanaman sayuran.
iii. Sistem pengairan titisAir dibekalkan terus ke zon akar dengan tekanan rendah dan kekerapan yang ditetapkan menggunakan penitis. Paling berkesan kerana penggunaan air berlebihan dapat dielakkan.Gambar foto 5.8, 5.9 dan 5.10: buku teks ms. 113.
H. Langkah-langkah pemasangan sistem fertigasi

Rajah: buku teks ms. 114.
| Langkah | Kerja | Perkara penting |
|---|---|---|
| 1 | Menyediakan lakaran reka bentuk sistem fertigasi | Pemasangan merujuk kepada lakaran yang dibuat lebih awal. |
| 2 | Pemotongan paip poli | Ukur dan potong mengikut ukuran yang tepat supaya mudah disambung. |
| 3 | Membuat lubang untuk nipple pada paip tertier | Guna alat penebuk. Jarak antara lubang 30 – 45 cm, selari dan lurus. |
| 4 | Penyediaan set penitis | Nipple (dua alur) dimasukkan pada satu hujung tiub mikro; hujung lagi pada penitis. |
| 5 | Penyambungan paip tertier pada set penitis | Nipple dimasukkan ke lubang dengan bahagian belakang alat penebuk. |
| 6 | Penyambungan paip tertier pada paip sekunder | Satu baris tanaman: penyambung L. Dua baris atau lebih: penyambung tee. |
| 7 | Pemasangan injap penahan pada paip utama | Antara penyambung L dengan penyambung tee; mengawal pengaliran larutan baja ke subpaip. |
| 8 | Melengkapkan pemasangan paip tertier | Penyambung L untuk membentuk sambungan empat segi atau bentuk L. |
| 9 | Penyambungan saluran air keluar ke pam air dengan tiub lut sinar dan paip poli | Tiub lut sinar menyambungkan paip poli dengan saluran pam yang bersaiz besar. |
| 10 | Memasukkan pam air ke dalam tangki nutrien | Tutup tangki dengan penutup yang telah ditebuk lubang. |
| 11 | Pemasangan pam air pada alat pengatur masa | Program mengikut jadual siraman; bekalan elektrik disambung dari alat pengatur masa. |
| 12 | Melengkapkan penyambungan sistem pengairan pada tangki | Sambungan siku 90° dan penyambung tee dilengkapkan. |
Langkah 3Menanda jarak dan membuat lubang nipple.
Langkah 10Pam air dimasukkan ke dalam tangki nutrien.
Langkah 11Pam air dipasang pada alat pengatur masa.
Langkah 12Penyambungan sistem pengairan pada tangki.Foto: buku teks ms. 115–119.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
5.1.3Lakaran reka bentuk baharu sistem fertigasi
Lakaran reka bentuk sistem fertigasi dihasilkan berdasarkan teknik penyusunan jejari dan teknik penyusunan gegelang, dalam bentuk lakaran 2D atau 3D.
| Teknik jejari | Teknik gegelang | |
|---|---|---|
| Ciri | Amat ringkas dan mudah dipasang | Mengagihkan air baja secara seimbang pada semua bekas tanaman |
| Kelemahan / kelebihan | Larutan baja mungkin tidak sampai ke penghujung bekas tanaman jika tekanan rendah | Jika mana-mana bekas tanaman ditanggalkan, air tetap mengalir dan tidak menjejaskan keseluruhan sistem |
Rajah 5.4 Lakaran 2D teknik penyusunan jejari: sumber, media (paip), bekas tanaman pada paras atas dan paras bawah.
Rajah 5.6 Lakaran 2D teknik penyusunan gegelang.
Rajah 5.4, 5.6 dan 5.7: buku teks ms. 120–121.
Senarai semak lakaran anda (lakar di atas kertas)
- Teknik penyusunan jelas: jejari (paip lurus) atau gegelang (gelung tertutup).
- Sumber / tangki nutrien dilakar dan disambung kepada paip.
- Bekas tanaman / polibeg disambung dengan set penitis.
- Label: tangki nutrien, paip poli, penyambung (siku 90°, tee), set penitis, polibeg.
5.1.4Analisis elemen reka bentuk dalam sistem fertigasi
Selepas melakar, pastikan semua elemen reka bentuk diaplikasikan. Analisis dibuat dengan mengisi borang analisis elemen reka bentuk (Jadual 5.2).
| Elemen | Dalam sistem fertigasi |
|---|---|
| Garisan | Menunjukkan lakaran laluan paip saliran, injap kawalan dan komponen yang digunakan. |
| Rupa | Menunjukkan gambaran lakaran dalam bentuk 2D. |
| Bentuk | Menunjukkan keseluruhan sistem pada pandangan mata sebenar (lebih mudah difahami daripada 2D). Contoh: tangki nutrien dan polibeg. |
| Tekstur | Lakaran yang dapat menunjukkan kesan rasa dan ekspresi terhadap objek yang dilakar. |
| Saiz | Menunjukkan perbezaan, jarak atau perbandingan komponen. Contoh: jarak antara bekas tanaman. |
| Warna | Menunjukkan kesan ton, contohnya lakaran menggunakan teknik rendering. |
| Ruang | Memisahkan satu komponen dengan komponen lain. Contoh: kedudukan komponen dengan persekitarannya secara ilusi. |
Contoh borang analisis (untuk lakaran 3D gegelang, Rajah 5.7)
| Bil. | Elemen | Ada / Tiada | Huraian |
|---|---|---|---|
| 1 | Garisan | Ada | Garisan menunjukkan laluan paip dari tangki ke semua polibeg. |
| 2 | Rupa | Tiada | Lakaran ini 3D, bukan 2D. |
| 3 | Bentuk | Ada | Tangki nutrien dan polibeg dilakar dalam bentuk 3D. |
| 4 | Tekstur | Ada | Titik-titik pada polibeg menunjukkan permukaan. |
| 5 | Saiz | Ada | Jarak antara polibeg hampir sama. |
| 6 | Warna | Tiada | Lakaran pensel tanpa rendering. |
| 7 | Ruang | Ada | Setiap polibeg terpisah dengan jarak antara satu sama lain. |
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
5.1.5Penilaian lakaran reka bentuk sistem fertigasi
Lakaran reka bentuk baharu dinilai berdasarkan lima kriteria:
| Kriteria | Maksud |
|---|---|
| A. Kecenderungan inovasi, kreativiti, dan keaslian reka bentuk | Lakaran mempunyai inovasi: menambah baik fungsi komponen utama supaya lebih cekap dan mesra pengguna. |
| B. Kandungan unsur simbolik, emosi, estetika, dan penampilan | Berbeza daripada sistem sedia ada; nilai tambah dengan bahan mesra alam; imej, konsep simbolik, menawan, emosi dan penampilan yang menyerlah atau kontras. |
| C. Kecenderungan fungsi dan praktikal | Memenuhi keperluan pengguna di pelbagai jenis kediaman: rumah pangsa, rumah teres atau rumah kampung. |
| D. Kekuatan kualiti dan kebolehpasaran | Menarik minat pengguna dan menentukan sama ada reka bentuk boleh diterima di pasaran. |
| E. Ergonomik | Tahan lasak, tidak mudah roboh, memberi laluan pengedaran udara dan matahari yang mencukupi, serta mempunyai ciri keselamatan. |
Penilaian dibuat dengan borang penilaian (Jadual 5.3). Contoh soalan dalam borang: Adakah reka bentuk itu menarik minat anda? Adakah komponen utamanya bahan mesra alam? Jenis penyusunan jejari atau gegelang? Adakah terdapat inovasi dalam lakaran?
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
5.1.6Pembinaan mock-up atau model sistem fertigasi
Pembinaan mock-up atau model bertujuan untuk menunjukkan penvisualan keseluruhan secara 3D. Saiz mock-up untuk produk besar seperti sistem fertigasi lazimnya kecil, tetapi saiz model sama dengan ukuran sebenar jika model berfungsi sepenuhnya digunakan.
Mock-up dan model memberi gambaran kepada pengguna tentang susun atur, kemudahan, keringkasan, kedudukan tangki, sumber air, punca tenaga elektrik serta komponen lain. Mock-up juga menunjukkan cara pemasangan, kesesuaian komponen dan penempatan laluan paip. Ia mesti mengikut lakaran yang telah dipersetujui.
A. Model menggunakan bahan kitar semula
Bahan dan alatanBotol plastik minuman, straw, cawan plastik, klip, gam panas, gunting dan pen penanda.
Model separa berfungsiBotol = tangki nutrien; straw = paip dan set penitis; cawan plastik = bekas tanaman.Gambar foto 5.19 dan foto model: buku teks ms. 126–128.
Langkah dalam buku teks (gambar): tebuk lubang pada botol, potong dan tanda straw, tebuk lubang kecil pada straw, lekatkan straw pada botol dengan gam panas, tebuk cawan plastik, kemudian pasang semua bahagian.
Dua ujian penilaian objek
| Jenis ujian | Tujuan | Parameter | Keputusan |
|---|---|---|---|
| Ujian titisan model separa berfungsi | Melihat keupayaan air mengalir dan menitis ke dalam bekas tanaman | 1. Masa ujian 10 minit 2. 500 mℓ air | Positif: dapat mengalir dan menitis pada masa yang ditetapkan. Negatif: air tidak mengalir dan menitis pada bekas tanaman. |
| Ujian sambungan mock-up | Menentukan kekuatan cantuman pada setiap sambungan | 1. Beban 20 gram pada setiap sambungan selama 1 minit, atau 2. Daya tolakan jari (secara sederhana) | Positif: tiada sambungan yang tertanggal. Negatif: terdapat sambungan yang terbuka. |
Jadual 5.4, buku teks ms. 129.
B. Pengurusan tanaman
Pengurusan tanaman ialah pengendalian proses dari awal hingga akhir penanaman: penyediaan media, penyemaian, pengubahan, pengawalan perosak, pengawasan sistem pengairan dan kebersihan ladang.
Pengurusan semaian
Pengurusan tanaman
Pengurusan penjagaan
2. Pulangan yang menguntungkan
3. Mengurangkan kos
4. Mengelakkan serangan perosak dan penyakit
5. Meningkatkan kecekapan ladang
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Rumusan
- Sistem fertigasi: larutan baja dalam air dibekalkan ke zon pengakaran secara serentak melalui sistem pengairan. Cabang hidroponik (teknik pengairan titis / agregat).
- Tujuan: elak penyakit bawaan tanah, mudah kawal serangga dan perosak, pemberian baja lebih berkesan.
- Kaedah di Malaysia: dengan Struktur Perlindungan Hujan (SPH) atau tanpa SPH.
- Komponen utama: sumber → medium → alur keluar.
- Komponen komersial: tangki nutrien, pam air, set penitis, penapis, alat pengatur masa, paip ladang, bekalan elektrik, sumber air (pH 5.5 – 6.5).
- Keperluan asas: tangki larutan baja, larutan stok baja, media tanaman, biji benih, alat pengukur (pH meter, EC meter).
- Sistem pengairan: percikan, semburan kabus, titis (paling berkesan).
- Teknik penyusunan: jejari (ringkas, mudah) dan gegelang (seimbang, tetap mengalir jika satu bekas ditanggalkan).
- Tujuh elemen: garisan, rupa, bentuk, tekstur, saiz, warna, ruang.
- Lima kriteria penilaian: inovasi/kreativiti/keaslian; simbolik/emosi/estetika/penampilan; fungsi dan praktikal; kualiti dan kebolehpasaran; ergonomik.
- Ujian: ujian titisan (model separa berfungsi; 10 minit, 500 mℓ) dan ujian sambungan (mock-up; beban 20 g selama 1 minit atau daya tolakan jari).