Latar Belakang
1. Masalah atau Kebutuhan di Masyarakat yang Ingin Diselesaikan
Di tengah pesatnya perkembangan wilayah perkotaan, ketersediaan lahan untuk kegiatan pertanian semakin terbatas, sementara kebutuhan masyarakat terhadap pangan sehat dan bergizi terus meningkat. Kondisi ini mendorong munculnya berbagai inovasi pemanfaatan ruang sempit di lingkungan perkotaan melalui konsep urban farming, yaitu kegiatan budidaya tanaman yang dilakukan di kawasan perkotaan dengan memanfaatkan lahan terbatas seperti pekarangan rumah, balkon, maupun ruang terbuka kecil lainnya. Urban farming menjadi salah satu strategi yang dinilai efektif untuk mendukung ketahanan pangan keluarga sekaligus meningkatkan kemandirian masyarakat dalam memenuhi kebutuhan pangan sehari-hari di Provinsi Jawa Tengah.
Provinsi Jawa Tengah merupakan salah satu wilayah dengan aktivitas urbanisasi dan pembangunan yang cukup tinggi. Berdasarkan data Dinas Pertanian dan Perkebunan Provinsi Jawa Tengah, alih fungsi lahan pertanian di Jawa Tengah mencapai sekitar 600–1.000 hektare per tahun, bahkan dalam lima tahun terakhir luas lahan pertanian yang beralih fungsi mencapai sekitar 79 ribu hektare. Kondisi tersebut berdampak pada semakin terbatasnya ketersediaan lahan produktif untuk kegiatan pertanian, khususnya di wilayah perkotaan dan permukiman padat penduduk. Di sisi lain, kebutuhan masyarakat terhadap pangan segar, khususnya sayuran, terus meningkat seiring dengan pertumbuhan penduduk dan meningkatnya kesadaran masyarakat terhadap pola konsumsi pangan yang sehat dan bergizi.
Sebagai upaya mengatasi keterbatasan lahan tersebut, masyarakat mulai mengembangkan urban farming dengan memanfaatkan lahan pekarangan rumah sebagai sumber produksi pangan keluarga. Salah satu metode yang banyak diterapkan adalah budidaya hidroponik, yaitu teknik budidaya tanaman yang menggunakan air bernutrisi sebagai media tumbuh utama tanpa menggunakan media tanah. Metode ini dinilai cocok diterapkan di wilayah perkotaan karena dapat dilakukan pada lahan sempit, lebih hemat air, serta mampu menghasilkan tanaman dengan pertumbuhan yang relatif lebih cepat dibandingkan metode konvensional.
Perkembangan urban farming di Jawa Tengah menunjukkan tren yang cukup meningkat dalam beberapa tahun terakhir. Penelitian mengenai urban farming hidroponik di Provinsi Jawa Tengah yang dilakukan di Kota Semarang dan Surakarta mencatat terdapat sedikitnya 71 pelaku urban farming hidroponik aktif yang dijadikan responden penelitian, dengan tingkat keberlanjutan usaha mencapai 63,14%. Hasil tersebut menunjukkan bahwa urban farming hidroponik mulai berkembang dan dinilai cukup potensial untuk mendukung ketahanan pangan keluarga di wilayah perkotaan Jawa Tengah.
Namun, di balik berbagai keunggulan tersebut, budidaya hidroponik masih menghadapi beberapa kendala. Tanaman hidroponik sangat bergantung pada keseimbangan larutan nutrisi sebagai sumber utama unsur hara tanaman. Selain itu, penggunaan nutrisi AB Mix sebagai sumber nutrisi utama juga menyebabkan biaya operasional hidroponik relatif tinggi bagi masyarakat skala rumah tangga. Ketergantungan terhadap nutrisi sintetis komersial menjadikan hidroponik masih dianggap kurang ekonomis untuk diterapkan secara berkelanjutan oleh sebagian masyarakat.
Di sisi lain, limbah organik rumah tangga juga masih menjadi permasalahan lingkungan yang belum tertangani secara optimal. Berdasarkan data Sistem Informasi Pengelolaan Sampah Nasional (SIPSN), sekitar 39,87% komposisi sampah di Indonesia merupakan sampah organik yang didominasi oleh sisa makanan dan limbah dapur rumah tangga. Padahal limbah seperti sisa sayuran, kulit pisang, air cucian beras, ampas kopi, dan cangkang telur masih memiliki kandungan unsur hara yang berpotensi dimanfaatkan kembali sebagai nutrisi tanaman.
Permasalahan tersebut menunjukkan bahwa sebagian besar inovasi hidroponik saat ini masih berfokus pada otomatisasi sistem dan monitoring cerdas, tetapi belum banyak memperhatikan aspek ekonomi sirkular hijau melalui pemanfaatan limbah organik rumah tangga sebagai bagian dari sistem hidroponik itu sendiri.

2. Solusi yang Ditawarkan dari Produk Inovasi yang Diajukan
    Berdasarkan permasalahan yang telah diidentifikasi, diperlukan suatu solusi yang mampu membantu masyarakat dalam mengelola budidaya hidroponik secara lebih praktis, efisien, dan berkelanjutan. Oleh karena itu, dikembangkan sebuah inovasi teknologi bernama MAGROW (Magelang Smart Growing System), yaitu sistem hidroponik cerdas berbasis Internet of Things (IoT) yang terintegrasi dengan pengolahan limbah organik rumah tangga menjadi nutrisi cair organik sebagai substitusi parsial AB Mix.
MAGROW dirancang untuk membantu masyarakat dalam melakukan pemantauan kondisi tanaman hidroponik secara otomatis dan real-time. Sistem ini bekerja dengan memanfaatkan sensor untuk mendeteksi parameter-parameter penting yang memengaruhi pertumbuhan tanaman, seperti tingkat pH air, konsentrasi nutrisi terlarut, suhu lingkungan, dan ketinggian air dalam sistem hidroponik. Data yang diperoleh dari sensor kemudian diproses oleh mikrokontroler dan ditampilkan kepada pengguna melalui sistem monitoring terintegrasi sehingga pengguna dapat mengetahui kondisi tanaman secara lebih mudah dan praktis.
Selain sistem monitoring dan otomatisasi, MAGROW juga dikembangkan dengan pendekatan ekonomi sirkular hijau melalui pemanfaatan limbah organik rumah tangga menjadi nutrisi cair organik pendukung hidroponik. Limbah seperti sayuran sisa, kulit pisang, air cucian beras, ampas kopi, dan cangkang telur dipilah berdasarkan kandungan unsur hara dominannya, kemudian dihancurkan, difermentasi menggunakan EM4 dan molase, serta disaring melalui sistem filtrasi sederhana sebelum digunakan sebagai nutrisi organik cair.
Nutrisi organik cair tersebut tidak digunakan sebagai pengganti total AB Mix, melainkan sebagai substitusi parsial sekitar 40–60% agar kestabilan pertumbuhan tanaman tetap terjaga. Dengan sistem tersebut, penggunaan AB Mix komersial dapat ditekan sehingga biaya operasional hidroponik rumah tangga menjadi lebih efisien sekaligus mendukung pengurangan limbah organik rumah tangga.
Dengan demikian, MAGROW tidak hanya berfungsi sebagai sistem monitoring hidroponik, tetapi juga menjadi inovasi yang mendukung ketahanan pangan keluarga, efisiensi budidaya, pengurangan limbah rumah tangga, serta penerapan konsep ekonomi sirkular hijau di masyarakat.

3. Sejarah Inovasi dan Pengembangan Produk Inovasi
Pengembangan inovasi MAGROW (Magelang Smart Growing System) berawal dari pengamatan terhadap perkembangan urban farming dan budidaya hidroponik di masyarakat, khususnya sebagai upaya mendukung ketahanan pangan keluarga di tengah keterbatasan lahan perkotaan. Dalam praktiknya, masyarakat mulai memanfaatkan sistem hidroponik karena dinilai lebih efisien terhadap lahan dan air serta cocok diterapkan di lingkungan perkotaan. Namun, masih ditemukan berbagai kendala yang menyebabkan pemanfaatan sistem tersebut belum optimal.
Salah satu permasalahan yang sering terjadi adalah kesulitan dalam melakukan pemantauan kondisi nutrisi dan lingkungan tanaman secara konsisten. Sistem hidroponik yang dijalankan secara manual menuntut ketelitian dan pengetahuan teknis yang cukup tinggi sehingga tidak semua masyarakat mampu mengelolanya dengan baik. Akibatnya, tanaman yang telah ditanam sering mengalami penurunan kualitas bahkan gagal panen akibat perubahan kondisi nutrisi yang tidak terdeteksi secara cepat.
Berdasarkan kondisi tersebut, muncul kesadaran bahwa permasalahan utama dalam budidaya hidroponik bukan hanya terletak pada ketersediaan fasilitas, melainkan juga pada kurangnya sistem pendamping yang mampu membantu proses pemantauan dan pengelolaan tanaman secara efektif. Di sisi lain, perkembangan teknologi Internet of Things (IoT) membuka peluang untuk menghadirkan sistem cerdas yang dapat mempermudah aktivitas budidaya hidroponik di lingkungan masyarakat.
Pada tahap awal, MAGROW dikembangkan sebagai sistem hidroponik cerdas berbasis IoT yang berfokus pada monitoring kondisi tanaman secara real-time melalui sensor pH, TDS, suhu, dan ketinggian air. Sistem ini dirancang untuk membantu pengguna dalam menjaga kestabilan kondisi hidroponik sehingga risiko kegagalan budidaya dapat diminimalkan.
Namun, setelah dilakukan evaluasi dan pengembangan konsep lebih lanjut, ditemukan bahwa sebagian besar inovasi hidroponik modern masih berfokus pada otomatisasi dan teknologi cerdas, tetapi belum banyak memperhatikan aspek keberlanjutan lingkungan dan ekonomi sirkular hijau. Banyak sistem hidroponik masih bergantung penuh pada nutrisi sintetis komersial dan belum terintegrasi dengan pengelolaan limbah organik rumah tangga.
Berangkat dari kepedulian terhadap tingginya limbah organik rumah tangga dan mahalnya biaya nutrisi hidroponik, dilakukan pengembangan MAGROW melalui integrasi sistem pengolahan limbah organik menjadi nutrisi cair organik sebagai substitusi parsial AB Mix. Pengembangan ini dilakukan dengan pendekatan formulasi nutrisi berbasis kandungan unsur hara dominan sehingga limbah rumah tangga tidak hanya diolah menjadi pupuk cair biasa, tetapi menjadi bagian dari sistem hidroponik berkelanjutan yang lebih terintegrasi.
Melalui pengembangan tersebut, MAGROW tidak hanya berfungsi sebagai sistem hidroponik cerdas, tetapi juga menjadi inovasi yang mendukung ketahanan pangan keluarga, efisiensi biaya budidaya, pengurangan limbah organik rumah tangga, serta penerapan konsep ekonomi sirkular hijau di masyarakat.

Keunggulan Inovasi
Inovasi yang dikembangkan merupakan penggabungan antara sistem pengolahan pupuk organik cair dari limbah rumah tangga dan sistem hidroponik pintar berbasis monitoring otomatis. Sistem ini dirancang tidak hanya untuk menghasilkan nutrisi alternatif bagi tanaman, tetapi juga untuk membantu menjaga kestabilan kondisi hidroponik secara otomatis melalui pemantauan sensor.
Berbeda dengan penelitian atau produk sebelumnya yang umumnya hanya berfokus pada hidroponik otomatis atau hanya pada pembuatan pupuk organik, inovasi ini mengintegrasikan kedua sistem tersebut dalam satu rangkaian yang saling terhubung. Limbah organik rumah tangga seperti sayuran, buah, kulit telur, air cucian beras, kulit bawang, dan ampas kopi dimanfaatkan sebagai bahan utama pembuatan pupuk cair organik alternatif yang kemudian digunakan pada sistem hidroponik.
Pada bagian pengolahan pupuk, sistem dilengkapi wadah akrilik bersekat untuk membantu pengguna menentukan komposisi bahan organik secara lebih terukur dan konsisten. Proses fermentasi juga didukung monitoring sensor untuk membantu memantau kondisi pupuk cair selama proses berlangsung.
Sementara itu, pada bagian hidroponik, sistem dilengkapi sensor seperti TDS Sensor Module, sensor pH, sensor suhu, dan sensor ketinggian air untuk membantu menjaga kondisi nutrisi tanaman. Sistem mampu membaca kondisi larutan nutrisi dan membantu pengguna mengetahui apakah kondisi nutrisi masih sesuai atau perlu dilakukan penyesuaian. Selain itu, pompa nutrisi dan kipas dapat bekerja secara otomatis berdasarkan hasil pembacaan sensor sehingga sistem menjadi lebih praktis dan efisien.
Keunggulan utama inovasi ini yaitu adanya konsep “circular system” atau sistem berkelanjutan, di mana limbah organik rumah tangga tidak langsung dibuang, tetapi diolah kembali menjadi nutrisi tanaman hidroponik. Dengan demikian, inovasi tidak hanya berfungsi sebagai sistem budidaya tanaman, tetapi juga sebagai solusi pengurangan limbah rumah tangga berbasis teknologi sederhana dan ramah lingkungan.