Keberadaan unsur hara dalam media air laut bersubstrat zeocrete pada tingkat konsentrasi P berbeda

KEBERADAAN UNSUR HARA

DALAM MEDIA AIR LAUT BERSUBSTRAT

ZEOCRETE

PADA TINGKAT KONSENTRASI P BERBEDA

IDHAM ARDIANSYAH SAMMANA

SKRIPSI

DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

ABSTRAK

IDHAM A. SAMMANA. Keberadaan Unsur Hara dalam Media Air Laut Bers ubstrat Zeocrete _{pada Tingkat Konsentrasi P Berbeda. Dibimbing oleh} KADARWAN SOEWARDI dan MAJARIANA KRISANTI.

Kandungan unsur hara di perairan tidak selalu tersedia dalam keadaan stabil, sementara keberadaan unsur hara erat kaitannya dengan kapasitas substrat dalam menyimpan dan melepaskan unsur hara sediaan biologis. Upaya menstabilkan dan menyediakan rasio unsur hara yang tepat akan lebih terkontrol bila unsur hara yang ditambahka n terikat pada substrat bukan terlarut dalam air.

Dalam penelitian ini digunakan substrat zeocrete yaitu substrat yang terdiri dari zeolit dan diperkaya oleh pupuk sediaan unsur hara (N,P,dan Si) serta campuran materi semen putih dan ijuk. Substrat ini diharapkan dapat menyimpan cadangan serta melepaskan unsur hara sediaan biologis (biological available nutrients) di air.

Pengamatan dilakukan pada media air laut yang sebelumnya dibuat dalam kondisi steril dari plankton. Penelitian ini difokuskan pada penilaian kualitas air media dengan tujuan untuk mengetahui dan mengkaji keberadaan unsur hara N, P, dan Si pada media air laut yang diberi substrat zeocrete.

Rancangan perlakuan dalam kajian ini berupa pengkayaan nutrien pada substrat zeocrete dengan konsentrasi P yang telah ditentukan. Substrat diberi larutan pupuk dengan konsentrasi P yang berbeda sebesar 0,02 ppm (dilambangkan dengan ZK1), 0,2 ppm (dilambangkan ZK2), dan 2 ppm (dilambangkan dengan ZK3) pada rasio N/P yang sama yaitu 30:1. Untuk konsentrasi N di setiap perlakuan mengikuti rasio N/P yang sejalan dengan tingkat pengkayaan P pada substrat. Selanjutnya ditambahkan pula perlakuan dengan substrat zeocrete tanpa penambahan nutrien.

Berdasarkan hasil pengamatan diperoleh hasil bahwa terjadi lepasan unsur hara N, P, dan Si dari substrat zeocrete dengan pola yang fluktuatif. Hasil pengukuran kandungan rata -rata amonia sampai pada akhir pengamatan berkisar antara 0,0951-0,7599 mg/l, sedangkan hasil pengukuran rata- rata nitrat untuk semua perlakuan sampai pada akhir pe ngamatan berkisar antara 0,2804-0,9053 mg/l. Untuk konsentrasi rata-rata ortofosfat selama periode pe ngamatan berkisar antara 0,0054-0,0186 mg/l. Selanjutnya pengamatan lepasan silika pada media air berkisar antara 6,9660-62,7026 mg/l.

Untuk menajamkan analisa mengenai potensi media dalam mendukung aktivitas biologis, pada penelitian ini juga dilakukan perhitungan rasio N/P. Nilai rasio N/P pada air media menunjukkan pola yang fluktuatif mengikuti pola unsur hara pembentuknya yaitu berkisar 10,338-74,992 : 1.

Kandungan unsur hara dan rasio N/P yang diperoleh dari hasil pengamatan memperlihatkan pola yang tidak sejalan antara peningkatan konsentrasi unsur hara pada substrat dengan kandungan unsur hara pada air media. Kisaran nilai unsur hara tersebut menunjukkan potensi susbtrat zeocrete sebagai media tumbuh bagi algae.

KEBERADAAN UNSUR HARA

DALAM MEDIA AIR LAUT BERSUBSTRAT

ZEOCRETE

PADA TINGKAT KONSENTRASI P BERBEDA

IDHAM ARDIANSYAH SAMMANA

SKRIPSI

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada

Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan

DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Penulis dilahirkan di Adelaide, Australia pada tanggal 22 Juli 1985 dari ayah Abdul Hamid Noer dan ibu Almaida Mas’ud. Penulis merupakan putra sulung dari empat bersaudara.

Pada tahun 2001 penulis diterima di IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikana n dan Ilmu Kelautan.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai asisten pada mata kuliah Biota Air pada tahun ajaran 2003/2004 dan 2004/2005, asisten mata kuliah Ekologi Perairan pada tahun ajaran 2003/2004 dan Planktonologi pada tahun ajaran 2004/2005. Penulis juga aktif dalam kegiatan kemahasiswaan sebagai pengurus BEM TPB IPB (2001-2002), Himpunan Mahasiswa Manajemen Sumberdaya Perairan (2002-2004), Aquares Study Club (2003-2004) dan Music Agriculture X-pression (2004-2006). Selain itu penulis juga pernah mengikuti beberapa seminar dan pelatihan yang bertaraf nasional maupun internasional.

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, IPB, penulis menyusun skripsi yang berjudul “Keberadaan Unsur Hara dalam Media Air Laut Bersubstrat Zeocrete pada Tingkat Konsentrasi P Berbeda”.

PERNYATAAN MENGENAI SKRPSI DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul :

KEBERADAAN UNSUR HARA DALAM MEDIA AIR LAUT

BERSUBSTRAT

ZEOCRETE

_{PADA TINGKAT}

KONSENTRASI P BERBEDA

Adalah hasil karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan telah dicantumkan dalam Daftar Pustaka pada bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Mei 2006

IDHAM ARDIANSYAH SAMMANA C24101010

RINGKASAN SEMINAR HASIL PENELITIAN

DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006

PENDAHULUAN

Unsur hara merupakan salah satu faktor penentu yang diperlukan untuk pertumbuhan dan kelangsungan hidup alga. Organisme tersebut berperan sebagai mata rantai dari rantai makanan yang mendukung produktivitas perairan. Unsur hara utama yang diperlukan untuk pertumbuhan dan metabolisme organisme alga adalah N (nitrogen), P (fosfor), dan Si (silika) (Nontji, 1984).

Keberadaan unsur hara di perairan tidak selalu tersedia dalam keadaan stabil, sementara keberadaan unsur hara erat kaitannya dengan kapasitas substrat dalam menyimpan dan melepaskan unsur hara sediaan biologis. Upaya menstabilkan dan menyediakan rasio unsur hara yang tepat akan lebih terkontrol bila unsur hara yang ditambahkan terikat pada substrat bukan terlarut dalam air.

Dalam penelitian ini digunakan substrat zeocrete yaitu substrat yang terdiri dari zeolit dan diperkaya oleh pupuk sediaan unsur hara (N, P, dan Si) serta campuran materi semen putih dan ijuk. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui dan mengkaji keberadaan unsur hara N, P, dan Si sediaan biologis pada media air laut yang diberi substrat zeocrete.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2004 selama 15 hari di Laboratorium Kultur Alga, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, FPIK, IPB. Analisis fisika dan kimia dilakukan di Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, FPIK, IPB.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu: Spektrofotometer UV-160 A Shimadzu, wadah air sample (botol gelap) volume 200 ml sebanyak 20 buah, vacum pumpWelch, termometer raksa, refraktometer Atago, pH meter Hanna, DO meter 5509 Lutron, Whatman filter paper, miliophore type HA 0,45 poore size, gelas ukur 50 ml, corong, gelas erlenmeyer, gelas piala, pipet volumetrik, tissue, kapas, kertas label, alumunium foil, baki, dan alat tulis. Bahan yang digunakan adalah: substrat zeocrete, air laut bersalinitas 25-30 promil yang steril, larutan pupuk, akuades serta bahan-bahan yang digunakan untuk analisis kualitas air.

Pengambilan sampel dilakukan sebanyak delapan kali, yaitu pada hari ke-1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, dan 15. Data yang diperoleh dari hasil pengamatan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik. Analisis secara deskriptif digunakan untuk mendapatkan informasi mengenai keberadaan unsur hara N, P dan Si sediaan biologis dari substrat zeocrete ke air media.

Judul : Keberadaan Unsur Hara dalam Media Air Laut Bersubstrat

Zeocrete _{pada Tingkat Konsentrasi P Berbeda}

Pemrasaran : Idham Ardiansyah Sammana NRP : C24101010

Pembimbing : Dr. Ir. Kadarwan Soewardi Majariana Krisanti, S.Pi, M.Si Hari / Tanggal : Jum’at, 03 Maret 2006 Tempat : Ruang Diskusi Dept. MSP

Penelitian ini dilakukan di dalam ruang laboratorium tanpa cahaya guna menghindari tumbuhnya organisme autotrof. Sedangkan kondisi suhu, pH, oksigen terlarut, dan salinitas dijaga agar tetap berada pada rentang kondisi yang mendukung keberadaan unsur hara N, P, dan Si pada air media. Untuk suhu diupayakan berada pada kisaran 20-25 ºC, pH pada kisaran 8,5, salinitas 20-35 promil, dan oksiden terlarut 7-11 mg/l (Isnansetyo dan Kuniastuty,1995).

HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kandungan Unsur Hara Sediaan Biologis dalam Air Media

Air media memperoleh masukan unsur hara dari substrat zeocrete. Hasil pengukuran kandungan rata-rata ammonia sampai pada akhir pengamatan berkisar antara 0,0951-0,7599 mg/l. Kandungan ammonia untuk semua perlakuan menunjukkan pola fluktuatif yang cenderung meningkat sampai pada akhir pengamatan.

Hasil pengukuran nitrat untuk semua perlakuan sampai pada akhir pengamatan berkisar antara 0,2746-0,9217 mg/l dan menunjukkan pola yang fluktuatif. Kisaran tersebut telah mencapai kisaran yang berpotensi bagi pertumbuhan alga meskipun kandungan haranya masih dalam tahap yang rendah. Hal ini sesuai dengan pernyataan Chu (1943) in Andarias (1991) yang menyebutkan bahwa kisaran nitrat 0,9–3,5 mg/l merupakan konsentrasi optimum untuk pertumbuhan alga. Kisaran nitrat yang masih tergolong rendah ini dipengaruhi oleh faktor pH. Rata-rata pH selama penelitian diatas 7, nilai ini sesuai dengan pernyataan Viner (1975) in Pratiwi (1997) bahwa pada tingkat pH diatas 6, kandungan unsur hara N dalam perairan rendah.

Kandungan ortofosfat pada semua perlakuan fluktuatif dengan kecenderungan meningkat sampai pada akhir pengamatan. Pada perlakuan zeocrete dengan konsentrasi P 2 ppm (ZK3) kandungan ortofosfatnya memiliki nilai yang rendah dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa tingkat pengkayaan P pada substrat yang mengandung zeolit (zeocrete) belum tentu sejalan dengan kandungan P yang dilepaskan. Kondisi demikian sejalan dengan penelitian terdahulu yang menggambarkan sulitnya P terlepas dari zeolit (Krisanti, 2003).

Separti halnya dengan unsur hara terukur lain, kandungan silika secara umum menunjukkan pola fluktuatif dengan kecenderungan meningkat sampai pada akhir pengamatan. Untuk semua perlakuan, nilai silika terendah terjadi pada hari ke-5 dan tertinggi pada harike-13. Kisar an ini menunjukkan bahwa lepasan silika sangat tinggi. Suwardi (2002) menyebutkan bahwa penyusun utama zeolit adalah silika. Untuk itu dapat diduga kandungan silika pada air media selama penelitan tidak saja berasal dari

Amonia 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

1 3 5 7 9 11 13 15

H a r i P e n g a m a t a n

Konsentrasi (mg/l)

Z K 0 Z K 1 Z K 2 Z K 3

Ortofosfat 0.000 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020

1 3 5 7 9 11 13 15

H a r i P e n g a m a t a n

Konsentrasi (mg/l)

Z K 0 Z K 1 Z K 2 Z K 3

Silika 0 10 20 30 40 50 60 70

1 3 5 7 9 11 13 15

H a r i P e n g a m a t a n

Konsentrasi (mg/l)

Z K 0 Z K 1 Z K 2 Z K 3

Nitrat 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00

1 3 5 7 9 11 13 15

H a r i P e n g a m a t a n

Konsentrasi (mg/l)

Z K 0 Z K 1 Z K 2 Z K 3

pengkayaan silika pada substrat tetapi juga berasal dari zeolit sebagai salah satu komponen penyusun substrat zeocrete.

B. Rasio N/P

Besarnya komposisi pada masing- masing unsur menunjukkan tingkatan prioritas kebutuhan unsur hara di perairan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Klausmeier (2004) bahwa pada saat kandungan unsur hara P di perairan rendah dan rasio N/P menjadi tinggi, maka P berperan sebagai pembatas untuk mendukung kesetimbangan ekosistem. Begitupun sebaliknya pada saat ketersediaan unsur hara N dan P banyak terdapat di ekosistem dan rasio N/P menjadi rendah, maka N berperan sebagai pembatas dalam mendukung pertumbuhan eksponensial organisme di perairan. Penentuan rasio N/P pada penelitian ini didasarkan pada total kandungan unsur hara N dan P yang dibutuhkan oleh komponen biologis (biological available nutrients). Nilai N diperoleh dari nilai nitrat dan ammonium, sedangkan nilai P diperoleh dari nilai ortofosfat yang terkandung pada air media.

Dari hasil pengamatan, secara umum rasio N/P berkisar antara 10,338-74,992 : 1 (Lampiran 4) dengan puncak nilai rasio terbesar untuk semua perlakuan terjadi pada hari ke-11. Besarnya rasio N/P pada setiap perlakuan relatif sama dan berfluktuasi mengikuti kandungan masing-masing unsur hara pembentuknya.

KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan

1. Secara umum pola lepasan unsur hara N, P dan Si sediaan biologis oleh substrat zeocrete baik yang diperkaya dengan nutrien maupun yang tidak, menunjukkan pola yang fluktuatif dengan kecendrungan meningkat sampai akhir pengamatan. Pola fluktuatif yang terjadi menunjukkan pola aktivitas substrat zeocrete dalam melepas dan menyerap unsur hara pada air media.

2. Rasio N/P selama penelitian menunjukkan rentang nilai yang berpotensi sebagai media tumbuh bagi beberapa jenis alga.

B. Saran

1. Untuk mengetahui potensi unsur hara hasil lepasan zeocrete, diperlukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan alga perifitik sebagai organisme uji untuk mengetahui pemanfaatan unsur hara oleh alga

DAFTAR PUSTAKA

Isnansetyo, A. dan Kurniastuty. 1995. Teknik Kultur Phytoplankton dan Zooplankton. Pakan Alami untuk Pembenihan Organisme Laut. Penerbit Kanisius. Yogyakarta. Klausmeier, C. 2004. Phytoplankton and Climate Change : Model shows longheld

constant in Ocean Nutrient Ratio May Very as Ecological Conditions Changes. Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia

Rasio N/P available

0 10 20 30 40 50 60 70 80

1 3 5 7 9 11 13 15

Hari pengamatan Rasio N/P ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

Suwardi. 2002. Pemanfaatan Zeolit untuk Meningkatkan Produksi Tanaman Pangan, Peternakan, dan Perikanan. Makalah Seminar Teknologi Aplikatif Pertanian. Fakultas Pertanian IPB. Bogor.

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Penelitian : Keberadaan Unsur Hara dalam Media Air Laut Bersubstrat Zeocrete pada Tingkat Konsentrasi P Berbeda

Nama Mahasiswa : Idham Ardiansyah Sammana NIM : C24101010

Departemen : Manajemen Sumberdaya Perairan

Mengetahui :

Pembimbing I Pembimbing II

Dr. Ir. Kadarwan Soewardi Majariana Krisanti, S.Pi, M.Si NIP. 130 805 031 NIP. 132 133 970

Diketahui :

Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

Dr. Ir. Kadarwan Suwardi, NIP. 130 805 031

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini yang berjudul “Keberadaan Unsur Hara dalam Media Air Laut Bers ubstrat Zeocrete _{pada Tingkat} Konsentrasi P Berbeda”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat dalam memperoleh gelar sarjana pada Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dr. Ir. Kadarwan Soewardi dan Majariana Krisanti, S.Pi, M.Si selaku pembimbing atas segala arahan, bimbingan dan masukan selama penyusunan skripsi ini.

2. Ir. Niken T. M. Pratiwi, M.Si yang telah memberi arahan, masukan dan kesempatan kepada penulis untuk ikut serta dalam penelitian studi ini.

3. Komisi Pendidikan Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan atas koreksi dan masukan bagi penulis dalam penyempurnaan skripsi ini.

4. Ir. Sigid Hariyadi, M.Sc atas kesediaannya memberi saran, masukan dan koreksi dalam perannya sebagai penguji tamu dalam sidang penulis.

5. dan Prof. Dr. Ir. Soedarsono yang telah memberikan saran dan dukungan pustaka kepada penulis selama proses penyusunan skripsi ini.

6. Zulhamsyah Imran, S.Pi, M.Si yang turut memberikan dukungan moril serta fasilitas yang bermanfaat bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.

7. Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc selaku pembimbing akademik serta segenap civitas Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan yang telah memberikan arahan, masukan, dan bantuan kepada penulis selama mengikuti perkuliaha n. 8. Ayah dan Ibu serta adik-adikku Ami, Aci, dan Luth atas dukungan doa, kasih

sayang dan kepercayaan.

9. Keluarga besar Dr. Ir Zaenal Alim Mas’ud, DEA atas dukungan dan arahan moril selama penulis menjalani masa perkuliahan.

10. Himpunan Mahasiswa Manajemen Sumberdaya Perairan dan Keluarga besar MAX !! atas kesan dan inspirasi yang berarti dalam membangun karakter penulis sampai penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

11. Sahabat-sahabat sejatiku MSP’38 yang telah menemani suka dan duka yang dilalui penulis selama menjalani masa perkuliahan.

12. Keluarga besar COSMO CAFE atas doa dan kebersamaan yang terjalin selama ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak luput dari kekurangan dan masih jauh dari sempurna. Untuk itu kritik dan saran yang membangun sangant penulis harapkan untuk kesempurnaan dimasa akan datang.

Bogor, Maret 2006

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ... v

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR LAMPIRAN... vii

I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Perumusan Permasalahan... 2

C. Tujuan Penelitian... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA... 4

A. Unsur Hara ... 4

1. Fosfor ... 4

2. Nitrogen... 5

3. Silika ... 7

B. Zeolit... 8

C. Parameter Fisika Kimia yang mempengaruhi Unsur Hara ... 9

1. Suhu... 9

2. Salinitas ... 10

3. Oksigen Terlarut (DO) ... 10

4. pH... 11

III. METODE PENELITIAN... 12

A. Waktu dan Tempat Penelitian ... 12

B. Metode Penelitian... 12

1. Rancangan Perlakuan... 12

2. Rancangan Percobaan... 13

2.1 Persiapan... 13

2.1.1 Alat dan Bahan... 13

2.1.2 Substrat Zeocrete... 13

2.2 Penelitian... 16

2.2.1 Persiapan Alat dan Bahan ... 16

2.2.2 Pengukuran Kualitas Air ... 16

2.2.3 Pengambilan Sampel... 17

C. Analisis Data ... 17

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 18

A. Kandungan Unsur Hara Sediaan Biologis dalam Media Air Laut... 18

1. Amonia ... 18

2. Nitrat ... 19

3. Ortofosfat... 21

4. Silika ... 22

C. Kondisi Lingkungan Penunjang ... 27

V. KESIMPULAN DAN SARAN... 30

A. Kesimpulan... 30

B. Saran... 30

DAFTAR PUSTAKA ... 31

LAMPIRAN... 33

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Urutan selektivitas pertukaran ion pada berbagai zeolit ... 9

2. Parameter fisika kimia serta metode dan alat ukur yang digunakan... 16

3. Kisaran nilai suhu, pH, salinitas, da n DO air media

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Skema pe ndekatan per masalaha n pengunaan substrat zeocrete

sebagai penyedia unsur hara sediaan biologis ... 3

2. Bentuk penampakan blok substrat... 14

3. Posis i substrat dalam stoples ... 15

4. Susunan stoples dan pipa aerasi... 15

5. Konsentrasi rata -rata amonia selama penelitian... 18

6. Konsentrasi rata -rata nitrat selama penelitian... 20

7. Konsentrasi rata -rata ortofosfat selama penelitia n... 21

8. Konsentrasi rata -rata silika selama penelitian... 22

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Perhitungan pupuk... . 34

2. Kandungan unsur hara pada air media sebelum diberi

perlakuan (H0)... . 35

3. Kandungan unsur hara pada air media selama penelitian ... 36

4. Nilai rata-rata beberapa parameter físika-kimia selama penelitian... 37

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Unsur hara merupakan salah satu faktor penting yang diperlukan untuk pertumbuhan dan kelangsungan hidup algae. Keberadaan organisme tersebut berperan sebagai mata rantai dari proses perpindahan energi yang mendukung kesuburan perairan. Unsur hara utama yang diperlukan untuk pertumbuhan dan metabolisme organisme alga adalah N (nitrogen), P (fosfor), dan Si (silika) (Nontji, 1984).

Keberadaan unsur hara tidak selalu tersedia dalam keadaan stabil untuk memenuhi kebutuhan biologis di perairan, sementara produktivitas perairan sangat dipengaruhi oleh komposisi unsur hara terutama perbandingan N terhadap P (N-P rasio). Pada perairan alami keberadaan unsur hara P relatif lebih sedikit daripada N. Hal ini dikarenakan sedikitnya sumber P yang terdapat di alam dibandingkan dengan sumber N. Ketersediaan unsur hara P berkaitan erat dengan kapasitas substrat dalam menyimpan cadangan dan melepaskan sediaan biologis P dalam perairan (Wetzel, 1975).

Upaya menstabilkan dan menyediakan rasio unsur hara yang tepat akan lebih terkontrol bila unsur hara yang ditambahkan terikat pada substrat bukan terlarut dalam air. Disamping itu adanya substrat dapat menjadi media tumbuh bagi organisme autotrof yang sifat hidupnya menempel pada substrat sehingga mendukung kesuburan perairan.

Dalam penelitian ini digunakan substrat zeocrete yaitu substrat yang terdiri dari zeolit dan diperkaya oleh pupuk sediaan unsur hara (N,P,dan Si) serta campuran materi semen putih dan ijuk. Substrat ini diharapkan dapat menyimpan cadangan serta melepaskan unsur hara sediaan biologis (biological available nutrients) di perairan. Kemampuan ini didasarkan pada adanya komponen zeolit sebagai unsur utama penyusun substrat yang diduga berperan dalam menyeimbangkan kandunga n unsur hara di perairan. Zeolit dicirikan oleh kemampuannya mengikat dan melepaskan air secara bolak-balik serta menukar beberapa kandungan kationnya tanpa mengubah struktur penyusun utamanya.

2

B. Perumusan Masalah

Keberadaan unsur hara sediaan biologis erat kaitannya dengan kapasitas substrat dalam menyimpan dan melepaskan unsur hara tersebut. Kemampuan pengikatan dan pelepasan ion akan berbeda bila komposisi unsur hara dalam substrat pada perairan berbeda. Pada kondisi demikian dimungkinkan adanya proses penyediaan unsur hara yang berbeda (Pratiwi, 1997)

Dalam kajian ini akan dicobakan tipe substrat zeocrete yang terdiri dari unsur zeolit sebagai komponen utama. Kemampuan menukar kation merupakan salah satu sifat zeolit yang berguna. Kerangka alumunium dan silikat pada zeolit dapat berikatan satu sama lain melalui penggunaan bersama atom-atom oksigen. Gugus SiO4 bersifat netral (Si+44O-) tetapi gugus AlO4 menghasilkan

beban negatif (Al+34O-). Beban negatif ini diseimbangkan oleh kation-kation yang sa ngat mobile dan dapat dipertukarkan dengan kation la in. Kation yang dipertukarkan pada zeolit terikat lemah pada kerangka tetrahedral sehingga dapat dipindah atau dipertukarkan dengan mudah menggunakan larutan kation lain yang kuat (Ming dan Mumpton in Krisanti, 20031).

Substrat zeocrete kemudian diperkaya dengan cairan yang berasal dari pupuk teknis. Pupuk ini nantinya menjadi penyedia unsur hara yang akan dilepaskan substrat pada air media melalui proses realese yang dimiliki oleh komponen zeolit. Komposisi unsur hara yang disediakan pada susbstrat ini ditentukan sesuai dengan tingkat kemampuan realese substrat hingga dapat menyediakan unsur hara sediaan biologis pada air media.

Dari uraian tersebut di atas diharapkan substrat zeocrete ini mampu menjadi penyedia unsur hara sediaan biologis. Untuk melihat seberapa besar potensi substrat tersebut, maka diperlukan uji skala laboratorium dengan pendekatan permasalahan yang dapat dirumuskan sebagai berikut:

1. Seberapa besar konsentrasi unsur hara yang dilepaskan substrat zeocrete ? 2. Bagaimana kondisi rasio N/P media air dengan adanya substrat zeocrete ? 3. Apakah kandungan unsur hara yang disediakan substrat berpotensi sebagai

unsur hara sediaan biologis ?

4. Substrat zeocrete dengan komposisi seperti apa yang dapat memberikan hasil yang baik bagi penyediaan unsur hara pada air media ?

3

Pendekatan masalah tersebut dapat disarikan dalam bentuk skema, sebagaimana disajikan pada Gambar 1.

INPUT PROSES OUTPUT

Gambar 1. Skema pendekatan permasalahan pengunaan substrat zeocrete sebagai penyedia unsur hara sediaan biologis

C. Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui dan mengkaji keberadaan unsur hara N, P dan Si sediaan biologis pada media air laut yang diberi substrat zeocrete.

SUBSTRAT ZEOCRETE zeolit+semen+ijuk

Pupuk teknis (urea,TSP)

+

?

Konsentrasi dan rasio N/P

lepasan zeocrete

pada air media

Substrat zeocrete sebagai penyedia unsure hara sediaan

biologis

-

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Unsur Hara

Unsur hara merupakan salah satu faktor yang diperlukan untuk pertumbuhan dan kelangsungan hidup organisme autotrof. Unsur hara atau nutrien dikelompokkan atas unsur hara makro dan mikro. Unsur hara makro merupakan unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak, sehingga apabila tidak mencukupi akan banyak mengganggu proses biologis yang berjalan. Unsur hara mikro merupakan unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sehingga jika tidak terpenuhi maka sedikit berpengaruh terhada p proses biologis yang berjalan. Unsur hara makro meliputi unsur hara Nitrogen (N), Fosfor (P), sedangkan unsur hara mikro meliputi Silika (Si), Besi (Fe), Seng (Zn), Tembaga (Cu), dan Molibdenum (Mo) (Effendi,2003).

Unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan dan metabolisme adalah Nitrogen (N), Fosfor (P), Silika (Si), walaupun unsur hara lain seperti Fe, Mn, Cu, Zn, dan Mo juga diperlukan untuk pertumbuhan tetapi dalam jumlah yang relatif sedikit. Unsur P dalam ortofosfat dan N dalam bentuk nitrat berfungsi membentuk jaringan protoplasma, sedangkan Si berfungsi untuk membentuk dinding sel atau cangkang, sehingga bagi organisme diatom unsur ini turut menjadi faktor pembatas bagi aktivitas biologisnya (Jeffries dan Mills, 1996).

1.Fosfor

Fosfor merupakan salah satu unsur hara makro bagi organisme di perairan. Pada ekosistem perairan, fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai unsur tetapi dalam bentuk senyawa a norganik terlarut (orthofosfat, metafosfat, dan polifosfat) dan orga nik (dalam tubuh organisme, asam nukleat, fosfolipid, gula fosfat, dan senyawa organik lainnya ).

Ortofosfat adalah fosfat anorganik, merupakan salah satu bentuk fosfor yang terlarut dalam air dan dapat dimanfaatkan langsung oleh organisme (APHA, 1989). Or tofosfat sangat reaktif dan mudah mengendap ke permukaan yang tersuspensi seperti tanah atau sedimen. Konsekuensinya ortofosfat jarang ditemukan dalam bentuk larutan (Seller dan Markland, 1987) .

5

Sumber alami fosfor di perairan adalah pelapukan batuan mineral seperti fluorapatite [Ca(PO4)3F], hydroxylapatite [Ca5(PO4)3OH], strengite

[Fe(PO4)2H2O], whitlockite [Ca3(PO4)2], dan berlinite [AlPO4], disamping itu

juga berasal dari dekomposisi bahan organik (Effendi, 2003). Sumber antropogenik fosfor adalah limbah industri dan domestik, seperti penggunaan detergen. Limpasan dari daerah pertanian yang menggunakan pupuk juga memberikan kontribusi yang cukup besar bagi keberadaan fosfor di perairan.

Karakteristik fosfor di perairan berbeda dengan unsur-unsur lainnya yang merupakan penyusun biosfer karena fosfor tidak terdapat di atmosfer. Fosfor membentuk kompleks dengan ion besi dan kalsium pada kondisi aerob, bersifat tidak larut dan mengendap pada sedimen sehingga tidak dapat dimanfaatkan oleh organisme akuatik (Jeffries dan Mills, 1996).

Orthofosfat adalah bentuk fosfor yang secara langsung dimanfaatkan oleh organisme autotrof , sedangkan polifosfat terlebih da hulu harus mengalami hidrolisis membentuk orthofosfat sebelum dimanfaatkan sebagai fosfor. Fosfor yang telah diserap oleh sel akan menjadi bagian dari komponen struktural sel dan berperan dalam proses-proses pengalihan energi dalam sel (Nontji, 1984). Keberadaan fosfor yang relatif sedikit pada kera k bumi dan mudah mengendap membuat fosfor merupakan unsur esensial bagi tumbuhan tingkat tinggi dan alga, sehingga keberadaannya mempengaruhi produktivitas perairan.

Prowse in Musa (1992) memberikan informasi bahwa perairan dengan kandungan fosfat rendah, yaitu 0,00-0,02 ppm akan didominasi ole h Diatom, pada kadar sedang 0,02-0,05 ppm didominasi oleh Chlorophyceae dan pada kadar tinggi lebih dari 0,10 ppm didominasi oleh jenis Cyanophyceae. Klasifikasi perairan berdasarkan kandungan fosfor total adalah 0.00-0,02 mg/l untuk perairan dengan tingkat kesuburan rendah, 0,021-0,05 mg/l tingkat kesuburan sedang, dan 0,051-0,1 mg/l tingkat kesuburan tinggi.

2. Nitrogen

Senyawa nitrogen merupakan salah satu senyawa yang sangat penting dan menjadi faktor pembatas di perairan (Grahme, 1987). Meskipun nitrogen ditemukan berlimpah di lapisan atmosfer akan tetapi unsur ini tidak dapat

6

dimanfaatkan secara langsung oleh makhluk hidup (Dugan, 1972 in Effendi, 2003). Nitrogen harus mengalami fiksasi terlebih dahulu menjadi amonia (NH3), amonium (NH4+), dan nitrat (NO3-) baru bisa dimanfaatkan oleh

tumbuhan dan hewan.

Nitrogen di perairan berupa nitrogen organik dan anorganik. Nitrogen anorganik terdiri dari amonia (NH3), amonium (NH4+), nitrit (NO2-),

nitrat (NO3-) dan molekul nitrogen (N2) dalam bentuk gas. Nitrogen organik

berupa: protein , asam amino dan urea (Effendi, 2003). Bentuk-bentuk nitrogen ini mengalami transformasi di perairan sebagai bagian dari siklus nitrogen. Proses transformasi nitrogen bisa melibatkan komponen biologi, seperti: fiksasi gas nitrogen, amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi. Sedangkan transformasi nitrogen yang tidak melibatkan faktor biologi adalah volatilisasi, penyerapan, dan pengendapan (sedimentasi).

Amonia anorganik dan garam-garamnya mudah larut dalam air. Amonia di perairan biasanya berasal dari dekomposisi bahan organik yang dilakukan

mikroba dan jamur da lam suatu proses yang disebut amonifikasi dan proses-proses lainnya seperti denitrifikasi. Dalam bentuk yang tidak

terdisosiasi, ammonia relatif lebih beracun terhadap organisme daripada amonium yang merupakan bentuk transisinya dan keadaan ini berkaitan dengan kondisi pH perairan. Daya racun amonia akan semakin meningkat dengan menurunnya konsentrasi oksigen terlarut, pH dan meningkatnya suhu. Senyawa nitrogen sangat dipengaruhi oleh kandungan oksigen bebas dalam air. Pada saat kandungan oksigen rendah, nitrogen berubah menjadi amonia dan saat kandungan oksigen tinggi nitrogen berubah menjadi nitrat. Hilangnya amonia ke atmosfer dapat meningkat dengan meningkatnya kecepatan angin dan suhu.

Nitrat adalah bentuk nitrogen utama di perairan alami dan merupakan unsur hara utama bagi pertumbuhan alga. Nitrat sangat mudah larut dalam air dan stabil. Nitrat dihasilkan dari proses oksidasi sempurna senyawa nitrogen di perairan (Effendi, 2003). Nitrat bukan merupakan racun bagi organisme akuatik, konsentrasinya disuatu perairan diatur dalam proses nitrifikasi, yang merupakan proses oksidasi senyawa amonia dalam kondisi aerob oleh bakteri autotrof menjadi nitrat melalui senyawa tengah nitrit (Suton, 1974 in Musa , 1992).

7

Kadar nitrat di perairan alami hampir tidak pernah lebih dari 0,1 ppm. . Konsentrasi nitrat 0,9 hingga 3,55 ppm merupakan konsentrasi optimum untuk pertumbuhan alga (Chu, 1943 in Andarias, 1991). Pada konsentrasi di bawah 0,1 ppm pengaruh pembatasan nitrogen terjadi, sedang pada konsentrasi di atas 45 ppm pengaruh penghambat mulai tampak.

Nitrit merupakan bentuk peralihan antara amonia dan nitrat (nitrifikasi) dan antara nitrat da n gas nitrogen (denitrifikasi). Keberadaan nitrit menggambarkan berlangsungnya proses biologis dan perombakan bahan organik dengan kadar oksigen terlarut yang sangat rendah. Menurut Novotny dan Olem (1994), nitrit biasanya ditemukan dalam jumlah yang sedikit di perairan dan bersifat tidak stabil.

3. Silika

Silika (SiO3) merupakan bentuk umum dari silikon (Si) yang

keberadaanya melimpah pada kerak bumi. Silika terdapat pada hampir semua batuan dan mudah mengalami pelapukan. Sumber alami utama silika adalah mineral kuarsa dan feldspar. Sumber antropogenik silika di peraira relatif sangat kecil (Effendi, 2003).

Silika merupakan elemen yang sangat penting bagi kehidupan diatom yang diperoleh dari perairan yang ditimbun dalam sel. Silika berperan dalam pembentukan protein dan karbohidrat. Unsur Si diserap dalam bentuk ortosilikat yang pelarutan dan penguraiannya dipengaruhi oleh CO2 bebas dan

asam-asam organik dalam perairan (Lewin dan Ching-Hong Chen, 1968; Chen, 1971 in Pratiwi, 1997). Silika bersifat tidak larut dalam air atau asam dan biasanya dalam bentuk koloid. Pada perairan alami silika biasanya terdapat dalam asam silika

Silika termasuk salah satu unsur yang esensial bagi makhluk hidup. Beberapa alga terutama diatom (Bacillariophyceae) membutuhkan silika untuk pembentukan frustule (dinding sel).

Menurut Pratiwi (1997) naiknya kelimpahan kelompok Bacillariophyceae (diatom) dipengaruhi oleh peningkatan rasio N/P dan kandungan silika di perairan, sedangkan kelompok Chlorophyceae meningkat setara dengan

8

rasio N/P dan N total. Selanjutnya Fogg (1975) menyatakan diatom tidak akan berkembang dengan baik pada konsentrasi silikat lebih kecil dari 0,5 ppm. Dikatakan juga bahwa diatom akan semakin meningkat apabila konsentrasi nitrat, nitrit, fosfat, dan silikat cukup tersedia.

B. Zeolit

Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal aluminosilikat terhidrasi yang mengandung kation alkali atau alkali tanah dalam kerangka tiga dimensinya. Ion-ion logam tersebut dapat diganti oleh kation lain tanpa merusak struktur zeolit dan dapat menyerap air secara reversibel (Rachmawati dan Sutarti, 1994).

Kerangka dasar struktur zeolit terdiri dari unit-unit tetrahedral AlO4 dan

SiO4 yang saling berhubungan melalui atom O, dan di dalam struktur tersebut

Si4+ dapat diganti dengan Al3+. Meskipun memiliki bermacam bentuk dan rumus kimia, zeolit memiliki rumus umum (Ming dan Mumpton in Krisanti, 2003) sebagai berikut:

M2nO. Al2O3. x SiO2. y H2O

Keterangan :

M = kation alkali atau alkali tanah. n = valensi logam alkali

x = bilangan tertentu (2 s/d 10) y = bilangan tertentu (2 s/d 7)

Zeolit terdiri dari tiga komponen yaitu kation yang dipertukarkan, kerangka aluminosilikat, dan fase air. Ikatan ion Al-Si-O membentuk struktur kristal, sedangkan logam alkali merupakan sumber kation yang mudah dipertukarkan. Menurut Ming dan Mumpton in Krisanti (2003) kation yang dipertukarkan pada zeolit terikat lemah pada kerangka tetrahedral sehingga dapat dipindah atau dipertukarkan dengan mudah menggunakan larutan kation lain yang kuat, sedangkan air yang berada dalam pori-pori zeolit dapat dikeluarkan (dehidrasi) dengan cara pemanasan dan selanjutnya zeolit dapat menyerap kembali air (rehidrasi).

Kemampuan menukar kation merupakan salah satu sifat zeolit yang sangat berguna. Kondisi pertukaran ion pada zeolit sangat mempengaruhi adsorpsi dan

9

sifat-sifat zeolit lainnya (Munson dan Sheppard, 1974 in Krisanti 2003). Menurut Sherman (1978), setiap jenis zeolit mempunyai urutan selektivitas kation berbeda. Beberapa karakteristik dan sifat yang mempengaruhi selektivitas pertukaran kation antara lain:

1. Struktur terbentuknya zeolit, yang mempengaruhi besarnya rongga yang terbentuk serta efek menyeleksi molekul.

2. Mobilitas kation yang dipertukarkan.

3. Efek medan elektris yang ditimbulkan kation dan anion pada zeolit. 4. Pengaruh difusi ion ke dalam larutan dan energi hidrasi.

Urutan selektivitas menurut kenaikan kemudahan pertukaran ion berbagai zeolit disajikan dalam Tabel 1.

Tabel 1. Urutan selektivitas pertukaran ion pada berbagai zeolit (Sherman, 1978)

Jenis zeolit Urutan selektivitas Peneliti

Analcime Chabazite Clinoptilolite Heulandite Mordenite

K <Li <Na <Ag Li <Na <K <Ca

Mg <Ca <Na <NH4 <K Ca <Ba <Sr <Li <Na <Rb <K Li <Na <Rb <K <Cs

Barer (1950) Sherry (1989) Ames (1961) Filizova (1974) Ames (1961)

Penggunaan zeolit sebagai penyerap sudah diaplikasikan dalam kegiatan industri, pertanian, peternakan, per ikanan, dan pengolahan limbah. Dengan kemampuan pertukaran tersebut zeolit akan menyerap unsur hara yang ditambahkan dalam air pembentuk zeocrete dan akan melepaskannya kembali setelah direndam dalam air laut.

C. Parameter Fisika Kimia yang Mempengaruhi Unsur Hara 1. Suhu

Suhu merupakan parameter yang penting dan berpengaruh secara langsung maupun tidak langsung terhadap kehidupan di suatu perairan. Pescod (1973) menyatakan bahwa suhu air mempengaruhi secara fisik, kimia, dan biologi perairan. Pengaruh suhu secara langsung menentukan kehadiran dari spesies akuatik, aktivitas pemijahan, penetasan, dan pertumbuhan, sedangkan secara

10

tidak langsung dapat menyebabkan perubahan keseimbangan kimia di perairan. Suhu merupakan fungsi dari kelarutan gas-gas dalam air laut dimana kelarutan akan meningkat pada saat temperatur rendah (Sumich, 1992 in Massenreng, 2002).

Peningkatan suhu mengakibatkan peningkatan viskositas, reaksi kimia, evaporasi, dan volatilasi. Selain itu proses dekomposisi bahan organik oleh mikroba juga menunjukkan peningkatan dengan semakin meningkatnya suhu. Kisaran optimum bagi proses nitrifikasi di perairan adalah 20-25ºC (Effendi, 2003).

2. Salinitas

Salinitas adalah garam-garam terlarut dalam satu kilogram air laut dan dinyatakan dalam satuan perseribu (promil) (Nybakken,1992). Salinitas menggambarkan padatan tota l di dalam air setelah semua karbonat dikonversi menjadi oksida, semua bromida dan iodida telah digantikan oleh klorida, dan semua bahan organik telah dioksidasi (Effendi, 2003).

Nilai salinitas di perairan laut berkisar antara 30 sampai 40 promil. Meningkatnya salinitas berpengruh pada berkurangnya kelarutan oksigen dan gas-gas lainnya.

3. Oksigen Terlarut (DO)

Oksigen terlarut di perairan menggambarkan jumlah kandungan gas oksigen yang terlarut dalam air. Oksigen terlarut dalam perairan umumnya berasal dari fotosintesis oleh alga dan difusi dari udara (APHA,1995).

Kadar oksigen terlarut diperairan alami bervariasi bergantung pada suhu, salinitas, turbulensi air, dan tekanan atmosfer. Kadar oksigen berkurang dengan semakin meningkatnya suhu, dan berkurangnya tekanan atmosfer (Jefries dan Mils in Effendi, 2000). Aspek penting lainnya dari distribusi oksigen terlarut di perairan yaitu berhubungan dengan parameter kimia lainnya seperti fosfat, nitrat, karbondioksida, dan pH (Rilley et al, 1975 in Massenreng, 2002). Dalam hal ini oksigen berperan pada proses kimiawi dalam pembentukan parameter-parameter kimia tersebut.

11

Novotny dan Olem (1994) menyatakan bahwa kadar oksigen terlarut pada perairan laut berkisar antara 11 mg/ l pada suhu 0o C dan 7 mg/l pada suhu 25oC. Kelarutan oksigen dan gas-gas lainnya berkurang dengan meningkatnya salinitas sehingga kadar oksigen pada air laut cenderung lebih rendah daripada kadar oksigen pada air tawar.

4. pH

Nilai pH merupakan hasil pengukuran aktivitas ion hidrogen dalam perairan dan menunjukan keseimbangan antara asam dan basa air. Nilai pH dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain aktivitas biologis seperti fotosintesis dan respirasi organisme, suhu, dan keberadaan ion-ion dalam perairan (Pescod, 1973).

Nilai pH mempengaruhi toksisitas senyawa kimia di perairan. Senyawa ammonium yang dapat terionisasi banyak ditemukan pada perairan dengan pH rendah. Pada suasana alkalis (pH tinggi) lebih banyak ditemukan ammonia yang tidak terionisasi (unionized) dan bersifat toks ik (Boyd, 1990). Proses biokimiawi seperti nitrifikasi juga turut dipengaruhi oleh pH. Proses tersebut akan berakir jika pH bersifat asam.

III. METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2004 selama 15 hari di Laboratorium Kultur Alga, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, FPIK, IPB. Analisis fisika dan kimia dilakukan di Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, FPIK, IPB.

B. Metode Penelitian 1. Rancangan Perlakuan

Kegiatan penelitian ini difokuskan pada pengukuran kandungan unsur hara (N, P, Si) pada air media yang diberi substrat zeocrete. Substrat zeocrete yang digunakan diperkaya unsur hara yang berasal dari larutan pupuk teknis. Sedangkan media air yang digunakan adalah air laut yang sebelumnya dibuat dalam kondisi steril dari plankton.

Konsentrasi larutan pupuk yang ditambahkan pada substrat ini yaitu: 0,02 ppm (dilambangkan dengan ZK1), 0,2 ppm (dilambangkan ZK2), dan 2 ppm (dilambangkan dengan ZK3) pa da rasio N/P yang sama yaitu 30:1. Untuk konsentrasi N di setiap perlakuan mengikuti rasio N/P yang sejalan dengan tingkat pengkayaan P pada substrat. Selanjutnya ditambahkan pula perlakuan dengan substrat zeocrete tanpa penambahan nutrien (dilambangkan dengan ZK0).

Rancangan perlakuan dalam kajian ini didasarkan pada hasil kajian sebelumnya, yaitu oleh Krisanti (2003) yang mendapatkan bahwa P sulit terlepas dari komponen zeolit. Oleh karena itu dalam penelitian ini dicobakan pemberian beberapa tingkat konsentrasi pupuk P pada substrat zeocrete. Adapun alasan penggunaan rasio N/P 30:1 dalam penelitian ini didasarkan pada pengetahuan bahwa pada rasio tersebut media air optimum dalam mendukung kehidupan organisme diatom (Massenreng, 2002). Diatom sangat diharapkan keberadaanya dalam proses budidaya perikanan karena berperan sebagai pakan alami yang memiliki nilai gizi yang baik.

13

2. Rancangan Percobaan 2.1 Persiapan

2.1.1 Alat dan Bahan

Persiapan dimulai dengan mensterilisasi terlebih dahulu media dan semua peralatan yang akan digunakan pada pelaksanaan penelitan. Tujuan sterilisasi agar media beserta alat dan wadah menjadi steril atau bebas dari segala organisme kontaminan. Alat-alat dan wadah yang akan digunakan dicuci sampai be rsih dengan sabun terlebih dahulu, kemudian diberi alkohol 70%. Untuk air media digunakan air laut dengan salinitas 25-30‰ yang sudah disterilisasi dengan cara merebusnya sampai mendidih, kemudian dilakukan penyesuaian dengan lingkungan yang akan digunakan untuk penelitian

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam tahap persiapan adalah: Stoples 3000 ml, aerator, selang, pipa paralon, saringan bertingkat dengan mesh size 0,425 mm dan 1 mm, ember, baki, lesung, autoclave, dan timbangan digital. Bahan-bahan yang digunakan adalah HCL, NaOH, pupuk (TSP, Urea dan sodium metasilika) serta akuades.

2.1.2 Substrat Zeocrete

Dalam penelitian ini digunakan substrat zeocrete yang merupakan campuran zeolit, semen putih dan ijuk yang diperkaya oleh kandungan nutrien sediaan biologis dari cairan pupuk teknis. Sebelum dilakukan pencampuran, komponen zeolit yang akan digunakan terlebih dahulu diaktivas i. Aktivasi zeolit dimaksudkan untuk meningkatkan kemampuan zeolit dalam menukar ion-ion yang dikandungnya. Adapun tahapan pengaktivasiannya sebagai berikut: 1. Zeolit yang berupa bongkahan di tumbuk untuk mendapatkan ukuran yang

lebih kecil. Zeolit ini kemudian disaring dengan menggunakan saringan bertingkat dengan mesh size 0,425 mm dan 1 mm. Ukuran zeolit yang diinginkan adalah ukuran di antara kedua saringan di atas.

2. Pencucian zeolit dengan menggunakan akuades de ngan tujuan menghilangkan debu-debu yang ada, kemudian zeolit dikeringkan.

3. Tahap pengasaman zeolit dengan menggunakan larutan HCL 0,02 N. Zeolit direndam dalam larutan HCL 0,02 N dengan dosis 50 gram zeolit ke dalam

14

1000 ml selama 24 jam. Setelah itu zeolit dicuci dengan akuades sampai bersih.

4. Ze olit direndam ke dalam larutan NaOH selama 24 jam, kemudian zeolit dicuci dengan a kuades sampai bersih.

5. Tahap terakhir, yaitu tahap pemanasan zeolit dengan menggunakan oven pada suhu 150 oC selama 1 jam. Zeolit yang telah dipanaskan tersebut adalah zeolit yang telah diaktivasi dan siap digunakan untuk membuat substrat.

Setelah pengaktivasian, zeolit kemudian dicampurkan dengan cairan pupuk teknis sebagai sumber unsur hara sediaan biologis. Cairan yang digunakan dalam pembentukan substrat zeocrete ini adalah cairan pupuk dengan konsentrasi P yang telah ditentukan. Konsentrasi P yang diberikan adalah 0,02 ; 0,2; dan 2 ppm pada rasio N:P = 30:1 dan satu substrat tanpa pengkayaan unsur hara. Pupuk yang digunakan adalah TSP yang mengandung 32% P2O5,

urea yang mengandung 46% nitrogen, serta sodium metasilika yang mengandung 34% Si(OH)2 (Cara perhitungan pupuk pada Lampiran 1).

Substrat zeocrete yang digunakan merupakan substrat padat berbentuk balok. Proses pemadatan dilakukan dengan mencampurkan komponen zeolit yang telah diperkaya oleh cairan pupuk teknis dengan semen dan ijuk. Komposisi ketiga bahan tersebut adalah dua bagian zeolit dicampur dengan satu bagian semen berdasarkan volume, dan ditambahkan ijuk sebanyak 1 kg setiap 50 kg semen. Selanjutnya campuran tersebut dibentuk dalam bentuk balok dengan luas permukaan 3 x 3 cm2 dengan ketebalan 2 cm. Bentuk penampakan blok substrat dapat dilihat pada Gambar 2.

15

Setelah dikeringkan, badan substrat dilapisi dengan lilin kecuali permukaan atasnya. Perlakuan ini dimaksudkan agar proses pelepasan unsur hara yang berasal dari susbtrat hanya melalui melalui permukaan atasnya. Blok substrat tersebut selanjutnya diletakkan dalam stople s yang berisi air laut (Gambar 3).

Gambar 3. Posisi substrat pada stoples, A. Posisi substrat tampak samping, B. Posisi substrat tampak atas

Wadah yang digunakan adalah stoples berkapasitas 2,5 liter sebanyak 20 buah, dengan rincian: lima stoples untuk perlakuan substrat tanpa nutrien serta masing-masing lima stoples untuk setiap perlakuan subtrat bernutrien. Rancangan tata letak stoples yang digunakan dalam penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Susunan stoples dan pipa aerasi

Penelitian ini dilakukan di dalam ruang laboratorium tanpa cahaya guna menghindari tumbuhnya algae. Sedangkan kondisi suhu, pH, oksigen terlarut, dan salinitas dijaga agar teta p berada pada rentang kondisi yang mendukung

16

proses-proses penyediaan unsur hara N, P, dan Si pada air media . Untuk suhu diupayakan berada pada kisaran 25 ºC, pH pada kisaran 7-8,5, salinitas 20-35 promil, da n oksigen terlarut 7-11 mg/l.

2.2 Penelitian

2.2.1 Persiapan Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu: Spektrofotometer UV- 160 A Shimadzu, wadah air sample (botol gelap) volume 200 ml sebanyak 20 buah, vacum pump Welch, termometer raksa, refraktometer Atago, pH meter Hanna, DO meter 5509 Lutron, Whatman filter paper, miliophore type HA 0,45 poore size, gelas ukur 50 ml, corong, gelas erlenmeyer, gelas piala, pipet volumetrik, tissue, kapas, kertas label, alumunium foil, baki, dan alat tulis. Bahan yang digunakan adalah: substrat zeocrete, air laut bersalinitas 25-30 promil yang steril, larutan pupuk, akuades serta bahan-bahan yang digunakan untuk analisis kualitas air.

2.2.2 Pengukuran Kualitas Air

Metode pengukuran kualitas air dilakukan terhadap nilai suhu, pH, salinitas, dan oksigen terlarut. Pengukuran kandungan unsur hara pada air media dilakukan di laboratorium. Unsur hara yang diukur meliputi nitrat, ammonia, ortofosfat dan silika. Metode dan alat ukur dalam mengukur nilai dari parameter fisika-kimia air media dapat dilihat pada Tabel.2.

Tabel 2. Parameter fisika-kimia serta metode dan alat ukur yang digunakan.

No Parameter Metode dan alat ukur

1 2 3 4 5 6 7 8

Kandungan Unsur Hara

Nitrat (mg/l) Amonia (mg/l) Ortofosfat (mg/l) Silika (mg/l)

Kualitas Air

Suhu air (oC) Salinitas (‰) Nilai pH

Oksigen terlarut (mg/l)

Brucine, spektrofotometer Phenate, spektrofotometer Molybdate Ascorbit Acid,

spektrofotometer

Molybdosilicate, spektrofotometer Termometer, pemuaian Refraktometer, refraksi cahaya

pH-meter, elektroda DO-meter, elektroda

17

2.2.3 Pengambilan Sampe l

Pengambilan sampe l air untuk pengukuran nitrat, amonia, ortofosfat dan silika dilakukan dengan cara mengambil air dalam stoples, kemudian dimasukkan ke dalam wadah yang telah disediakan untuk analisis kualitas air. Pengambilan contoh air dilakukan pada hari ke 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, dan 15.

C. Analisis data

Data yang diperoleh dari hasil pengamatan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik. Selanjutnya dilakukan analisis secara deskriptif untuk mendapatkan informasi yag lebih komprehensif mengenai keberadaan unsur hara N, P dan Si sediaan biologis pada media air laut bersubstrat zeocrete.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Kandungan Unsur Hara Sediaan Biologis dalam Media Air Laut

1. Amonia

Konsentrasi rata-rata amonia pada air media selama periode pengamatan

menunjukkan pola yang fluktuatif. Pada awal pengamatan yaitu sebelum media

diberi substrat

zeocrete

, konsentrasi amonia yang diperoleh sebesar 0,6215 mg/l

(Lampiran 2). Selanjutnya pada pengamatan hari berikutnya, yaitu setelah substrat

berada pada air media, terjadi penurunan konsentrasi untuk semua perlakuan seperti

yang ditunjukkan pada Gambar 5. Kondisi ini diduga karena adanya penyerapan

kandungan amonia oleh substrat

zeocrete

. Hasil pengukuran konsentrasi rata-rata

amonia setelah air media diberi substrat

zeocrete

sampai pada akhir pengamatan

berkisar antara 0,0951-0,7599 mg/l (Lamp iran 3).

Amonia

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

0 1 3 5 7 9 11 13 15

Pengamatan hari

ke-Konsentrasi (mg/l)

ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

Gambar 5. Konsentrasi rata-rata amonia selama penelitian

Pada air media dengan substrat tanpa nutrien (ZK0) menunjukkan pola yang

berbeda dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Pada hari ke-7 amonia pada

perlakuan ini tidak mengalami peningkatan, sedangkan pada perlakuan lainnya

(konsentrasi P 0,02; 0,2; 2 ppm) meningkat. Hal ini diduga karena pada

zeocrete

tidak ada pengkayaan nutrien sehingga amonia masih dapat terserap substrat sampai

hari ke-7. Amonia pada perlakuan air media yang diberi substrat

zeocrete

dengan

19

konsentrasi P 2 ppm (ZK3) berkisar antara 0,1140–0,7599 mg/l, nilai ini relatif

tertinggi dibandingkan dengan perlakuan lainnya.

Pola kandungan ammonia yang berfluktuasi diduga sebagai bentuk

aktivitas penyerapan dan pelepasan unsur hara oleh substrat. Kandungan amonia

yang dilepaskan selain berasal dari unsur N yang terkandung pada zeolit juga

berasal dari proses penguraian urea. Selanjutnya kandungan amonia yang diserap

substrat terjadi melalui mekanisme pengisian rongga. Amonia yang terserap

kemudian terikat pada substrat dalam bentuk ion amonium (NH

4+

).

Kandungan unsur hara yang cenderung meningkat didasarkan pada sifat

zeolit sebagai salah satu komponen penyusun substrat

zeocrete.

Zeolit tidak

melepaskan unsur hara secara sekaligus, tetapi dilepaskan perlahan- lahan sejalan

dengan waktu. Dapat diduga lepasan unsur hara merupakan fungsi waktu. Sesuai

dengan pernyataan Suwardi (2002) zeolit dapat mengikat dan menyimpan air dan

pupuk sementara dan melepasnya kembali serta berfungsi sebagai penyedia lambat

(

slow release agent

) yang mengatur pelepasan unsur hara dalam air.

2. Nitrat

Pola

penurunan kandungan nutrien pada air laut oleh substrat

zeocrete

sebelum perlakuan diberikan pada air media kembali ditunjukkan pada awal

pengamatan kandungan nitrat (Gambar 6). Konsentrasi nitrat media sebelum diberi

perlakuan sebesar 0,4400 mg/l. Kemudian setelah diberi perlakuan, terjadi

penurunan konsentrasi yang berkisar antara 0,0102-0,1096 mg/l. Hal ini

dikarenakan adanya proses pengisia n rongga pada substrat meskipun telah

dilakukan pengkayaan nutrien. Perbedaan kandungan nutrien yang terserap pada

keempat perlakuan menunjukkan perbedaan besaran rongga substrat. Besaran

rongga merupakan salah satu faktor dalam penyeleksian molekul yang akan terikat

pada zeolit (Sherman 1978).

Hasil pengukuran nitrat untuk semua perlakuan sampai pada akhir

pengamatan berkisar antara 0,2746-0,9217 mg/l (Lampiran 3) dan menunjukkan

20

pola yang fluktuatif (Gambar 6). Kisaran tersebut telah mencapai kisaran yang

berpotensi bagi pertumbuhan alga meskipun kandungan haranya masih dalam tahap

yang rendah. Hal ini sesuai dengan pernyataan Chu (1943)

in

Andarias (1991) yang

menyebutkan bahwa kisaran nitrat 0,9–3,5 mg/l merupakan konsentrasi optimum

untuk pertumbuhan alga. Kisaran nitrat yang masih tergolong rendah ini

dipengaruhi oleh faktor pH. Rata-rata pH selama penelitian berada pada kisaran

diatas 7, nilai ini sesuai dengan pernyataan Viner (1975)

in

Pratiwi (1997) bahwa

pada tingkat pH diatas 6, kandungan uns ur hara N dalam perairan rendah.

Nitrat

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

0 1 3 5 7 9 11 13 15

Pengamatan hari

ke-Konsentrasi (mg/l)

ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

Gambar 6. Konsentrasi rata-rata nitrat selama penelitan

Konsentrasi nitrat terendah sebesar 0,2746 mg/l terjadi di hari ke-11 yaitu

pada perlakuan ZK3 dan konsentrasi tertinggi terjadi di hari ke-3 sebesar

0,9217 mg/l juga pada perlakuan ZK3. Perlakuan ZK3 (

zeocrete

dengan P 2 ppm)

juga menunjukkan pola lepasan dan penyerapan yang cenderung lebih tetap sampai

pada akhir pengamatan dibandingkan perlakuan lainnya.

Perlu diketahui bahwa fluktuasi kandungan N (ammonia dan nitrat) pada air

media tidak saja dikarenakan aktivitas penyerapan dan pelepasan ion oleh substrat.

Diduga adanya proses fiksasi perubahan bentuk N (amonifikasi dan nitrifikasi) turut

mempengaruhi fluktuasi nilai konsentrasi amonia dan nitrat. Proses fiksasi N yang

terjadi sangat dipengaruhi oleh parameter fisika kimia air seperti suhu, pH, salinitas

dan DO. Disamping itu proses fiksasi N juga didukung oleh keberadaan bakteri

21

kemotrofik yang mendapat energi dari proses kimiawi tersebut. Keberadaan

organisme tersebut diduga turut mempengaruhi kandungan nitrat hasil fiksasi N di

air media.

3. Ortofosfat

Konsentrasi ortofosfat selama periode pengamatan (H1-H15) fluktuatif dan

berkisar antara 0,0054-0,0186 mg/l (Gambar 7 dan Lampiran 3). Kisaran tersebut

menunjukkan bahwa lepasan ortofosfat mampu mendukung pertumbuhan diatom,

sesuai dengan pernyataan Moyle (1946)

in

Andarias (1991) bahwa

Bacillariophyceae (diatom) akan dominan pada konsentrasi ortofosfat antara

0,00-0,02 mg/l.

Ortofosfat

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04

0 1 3 5 7 9 11 13 15

Pengamatan hari

ke-Konsentrasi (mg/l)

ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

Gambar 7. Konsentrasi rata-rata ortofosfat selama penelitian

Pada awal pengamatan substrat

zeocrete

menyerap sediaan ortofosfat pada

air media dengan kisaran serapan sebesar 0,0236-0,0274 mg/l. Nilai serapan ini

melebihi nilai lepasan ortofosfat semua perlakua n sampai pada akhir pengamatan.

Kondisi demikian menunjukkan bahwa mudahnya P terserap substrat dan

sebaliknya sejalan dengan penelitian terdahulu yang menggambarkan sulitnya P

terlepas dari zeolit (Krisanti, 2003).

Kandungan ortofosfat pada semua perlakuan fluktuatif dengan

kecenderungan meningkat sampai pada akhir pengamatan. Pada perlakuan

zeocrete

22

dengan konsentrasi P 2 ppm (ZK3) kandungan ortofosfatnya memiliki nilai yang

rendah dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa

besarnya pengkayaan P pada substrat yang mengandung zeolit (

zeocrete

) belum

tentu sejalan dengan kandungan P yang dilepaskan pada air media.

4. Silika

Berbeda dengan amonia, nitrat dan ortofosfat, pada pengamatan silika

terjadi peningkatan konsentrasi yang cukup besar di awal pemberian perlakuan

substrat

zeocrete

pada air media. Konsentrasi silika air laut sebelum diberi

perlakuan sebesar 1,9373 mg/l. Selanjutnya terjadi peningkatan konsentrasi dengan

kisaran peningkatan mencapai 22,1267 mg/l pada pengamatan hari berikutnya.

Peningkatan nilai kandungan silika tertinggi justru ditunjukkan pada substrat

zeocrete

tanpa pengkayaan nutrien (ZK0). Sehingga dengan demikian pengkayaan

silika dengan sodium metasilika (Si(OH)

2

) pada substrat

zeocrete

tidak memberikan

dampak yang berarti dalam proses penyediaan silika sebagai salah satu unsur hara

sedia biologis pada media air laut.

Konsentrasi rata-rata silika setelah diberikan perlakuan berkisar antara

6,9660-62,7026 mg/l (Lampiran 3). Lepasan silika tersebut mampu mendukung

pertumbuhan diatom untuk pembentukan

frustule

(dinding sel), sesuai dengan Fogg

(1975) bahwa diatom tidak akan berkembang dengan baik pada konsentrasi silika

yang lebih kecil dari 0,05 mg/l. Pola konsentrasi silika selama periode pengamatan

fluktua tif dengan kecenderungan meningkat sampai pada akhir pengamatan seperti

terlihat pada Gambar 8.

23

Silika

0 10 20 30 40 50 60 70

0 1 3 5 7 9 11 13 15

Pengamatan hari

ke-Konsentrasi (mg/l)

ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

Gambar 8. Konsentrasi rata-rata silika selama penelitian

Untuk semua perlakuan, nilai silika terendah terjadi pada hari ke-5 dan

tertinggi pada hari ke-13. Gambar 8 juga menunjukkan kandungan silika pada

zeocrete

tanpa nutrien (ZK0) memiliki kisaran tertinggi dibandingkan dengan

perlakuan lainnya, yaitu berkisar antara 9,6640-62,7026 mg/l. Kisaran ini

menunjukkan bahwa lepasan silika sangat tinggi. Suwardi (2002) menyebutkan

bahwa penyus un utama zeolit adalah silika. Untuk itu dapat diduga kandungan

silika pada air media selama penelitan tidak saja berasal dari pengkayaan silika

pada substrat. Silika juga berasal dari zeolit sebagai salah satu komponen penyusun

substrat

zeocrete.

B. Rasio N/P pada Media Air Laut

Rasio kandungan unsur hara nitrogen (N) dan fosfor (P) penting untuk

dibahas kaerena keberadaan organisme autotrof tidak semata- mata dipengaruhi oleh

besarnya konsentrasi kedua unsur tersebut, me lainkan juga ditentukan oleh

besarnya perbandingan antara keduanya. Besarnya komposisi pada masing- masing

unsur menunjukkan tingkatan prioritas kebutuhan unsur hara di perairan. Hal ini

sesuai dengan pernyataan Klausmeier (2004) bahwa pada saat kandungan unsur

hara P di perairan rendah dan rasio N/P menjadi tinggi, maka P berperan sebagai

pembatas untuk mendukung kesetimbangan ekosistem. Begitupun sebaliknya pada

saat ketersediaan unsur hara N dan P banyak terdapat di ekosistem dan rasio N/P

24

menjadi rendah, maka N berperan sebagai pembatas dalam mendukung

pertumbuhan eksponensial organisme di perairan.

Penentuan rasio N/P pada penelitian ini didasarkan pada total kandungan

unsur hara N dan P yang dibutuhkan oleh komponen biologis (

biological available

nutrients

). Nilai N diperoleh dari nilai nitrat dan ammonium, sedangkan nilai P

diperoleh dari nilai ortofosfat yang terkandung pada air media. Berikut rumus

penentuan N total (Fresenius et al, 1988) :

Pada penelitian ini air media diasumsikan tidak mengandung nitrit dan

N-organik. Proses penyediaan oksigen melalui aerasi yang terus dilakukan pada air

media selama periode pengamatan diduga menyebabkan nitrit tidak stabil karena

dengan cepat teroksidasi menjadi nitrat. Disamping itu media air laut yang

digunakan dalam penelitian ini diupayakan dalam kondisi yang steril tanpa

organisme, sehingga pada air media dianggap tidak mengandung N-organik. Oleh

karena itu nilai N total pada air media diperoleh dari total nitrat dan amonium.

Hasil pengamatan dari hari pertama sampai pada akhir pengamatan, secara

umum rasio N/P berkisar antara 10,338-74,992 : 1 (Lampiran 5) dengan puncak

nilai rasio terbesar untuk semua perlakuan terjadi pada hari ke-11. Besarnya rasio

N/P pada setiap perlakuan relatif sama dan berfluktuasi mengikuti kandungan

masing- masing unsur hara pembentuknya, sebagaimana tersaji pada Gambar 9.

N Total (mg/l) = (A x 0,23) + (B x 0,30) + (C x 0.89) + D

Keterangan: A = Nitrat

B = Nitrit

C = Amonium

D = N-organik

25

Rasio N/P available

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 1 3 5 7 9 11 13 15

Pengamatan hari

ke-Konsentrasi (mg/l)

ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

Gambar 9. Rasio N/P selama penelitian

Untuk

zeocrete

tanpa nutrien (ZK0) diperoleh rasio N/P 17,926-52,529 : 1.

Berdasarkan pernyataan FAO/ UNDP (1978)

in

Ahmad (1998) apabila rasio N/P

berada pada kisaran 10-30 : 1, maka perairan akan didominasi oleh diatom. Oleh

karena itu dapat disimpulkan substrat ZK0 memiliki potensi sebagai media tumbuh

bagi diatom. Hal ini terlihat pada hasil pengamatan, dimulai dari hari ke-3

(19,970 : 1) sampai pada hari ke-9 (17,926 : 1) rasio N/P berada dalam kisaran

yang optimum bagi pertumbuhan diatom. Selanjutnya pada hari ke-11 nilai rasio

naik (52,529 : 1) kemudian kembali lagi pada kisaran optimum bagi pertumbuhan

diatom di hari ke-13 (27,538 : 1).

Pada air media dengan

zeocrete

dengan pengkayaan P 0,02 ppm (ZK1)

diperoleh kisaran rasio N/P sebesar 10,338-69,089 : 1. Kisaran tersebut

menunjukkan rentang kisaran terbesar dibandingkan dengan perlakuan lainnya.

Berbeda dengan

zeocrete

tanpa nutrien, pada

zeocrete

P 0,02 kisaran rasio N/P

selama penelitian lebih dominan berada diatas kisaran yang optimum (10-30 : 1)

bagi pertumbuhan diatom. Tercatat hanya terjadi sebanyak tiga kali yaitu hari ke-3,

5 dan 9 rasio N/P berada pada kisaran tersebut. Lonjakan nilai rasio tertinggi juga

terlihat dari pengamatan pada perlakuan ini, yaitu pada hari ke-11 rasio N/P

mencapai 69,089 : 1 yang pada pengamatan sebelumnya sebesar 19,645.

Rasio N/P pada perlakuan

zeocrete

dengan P 0,2 (ZK2) menunjukkan pola

fluktuasi yang cenderung lebih stabil dibandingkan dengan perlakuan lainnya.

26

Begitu pula dari nilai rasio N/P yang diperoleh, menunjukkan hasil yang lebih

optimum dalam mendukung pertumbuhan diatom dibandingkan dengan perlakuan

lainnya. Dari hari pertama pengamatan sampai pada hari ke-9 kisaran rasio berada

pada kisaran yang cenderung stabil dan optimum bagi pertumbuhan diatom. Pada

pengamatan hari ke-11 nilai rasio N/P mencapai puncaknya yakni sebesar

54,502 : 1. Nilai ini kemudian menurun di hari selanjutnya kembali pada kisaran

rasio N/P optimum bagi diatom yaitu sebesar 24,104 : 1 di hari ke-13.

Untuk perlakuan substrat

zeocrete

dengan pengkayaan P terbesar yakni

2 ppm (ZK3) ternyata memperlihatkan rasio N/P terbesar daripada perlakuan

lainnya. Nilai rasio N/P pada substrat ZK3 berkisar antara 20,169-74,992 : 1.

Perlakuan ini menunjukkan pola fluktuatif yang cenderung meningkat sampai akhir

pengamatan.

Pengamatan rasio N/P secara umum menunjukkan adanya potensi air media

sebagai media tumbuh bagi alga. Kondisi tersebut dikarenakan kemampuan substrat

zeocrete

yang mengandung zeolit dapat mengontrol kandungan unsur hara pada air

media. Nilai rasio N/P yang meningkat dan menurun secara dinamis sejalan dengan

nilai konsentrasi unsur hara pembentuknya. Dinamika fluktuasi yang terjadi diduga

sebagai bentuk aktivitas susbstrat dalam melepas dan menyerap kandungan unsur

hara pada air media

Besarnya lepasan dan penyerapan unsur hara di setiap periode pengamatan

tidak menunjukkan pola yang sejalan antara peningkatan konsentrasi dengan

lepasan. Semakin besar kandungan unsur hara yang diberikan pada substrat belum

tentu menghasilkan lepasan unsur hara yang besar pada air media. Hal ini

dimungkinkan karena faktor perbedaan besaran rongga akibat struktur terbentuknya

zeolit. Besaran rongga mempengaruhi energi hidrasi dan mobilitas kation yang

dipertukarkan (Suwardi, 2002).

27

C. Kondisi Lingkungan Penunjang

Kondisi lingkungan media pada penelitian ini diupayakan pada kondisi

yang tepat untuk dapat mendukung proses-proses penyediaan unsur hara sediaan

biologis pada air media. Suhu, salinitas, pH, dan kandungan oksigen terlarut (DO)

tidak dijadikan kajian utama pada penelitian ini. Objek pengkajian utama

difokuskan pada konsentrasi dan komposisi unsur hara pada air media yang

bersubstrat

zeocrete

baik yang diperkaya nutrien maupun tidak. Dengan demikian

selama penelitian keempat parameter tersebut diusahakan tidak berfluktuasi secara

signifikan. Selama pengamatan nilai suhu, salinitas, pH, dan oksigen terlarut relatif

konstan dengan pola fluktuasi yang sangat kecil (Tabel 3).

Tabel 3. Kisaran nilai suhu, pH, salinitas, dan DO air media selama penelitian

Kisaran Nilai

No. Parameter Satuan _{ZK0 ZK1 ZK2 ZK3}

1 Suhu º C 21,8-23,2 21,7-23,5 20,9-23,2 21,4-23,6 2 pH - 7,58-7,9 7,8-8,06 7,72-7,96 7,8-8,06 3 Salinitas Ppt 26,8-30,4 27-30 27-29,8 26,8-29,6 4 DO - 7,12-8,14 7,2-8,14 7,12- 8,34 7,22-8,3

Nilai kisaran suhu selama pengamatan berkisar antara 20,9–23,6 °C, kisaran

ini merupakan kisaran suhu yang optimum bagi proses nitrifikasi. Hal ini sesuai

dengan pernyataan Effendi (2003) bahwa pada kisaran suhu 20-25 ºC proses

nitrifikasi berjalan secara optimum.

Salinitas air media selama pengamatan berkisar antara 26,8–30,4 ‰, nilai

ini berada dalam kisaran yang cukup untuk mendukung aktivitas biologis, seperti

pertumbuhan alga (Isnansetyo dan Kuniastuty,1995) dan klekap (Andarias, 1991).

Selain itu salinitas mempengaruhi proses pembentukan amonium pada air media.

Bower (1978) menyatakan bahwa peningkatan salinitas mengakibatkan penurunan

laju pembentukan amonium.

28

Kandungan pH air media selama pengamatan relatif tidak berfluktuasi

dengan kisaran 7,7-8,06. Kisaran ini mendukung jalannya proses nitrifikasi pada

air media. Effendi (2003) menyatakan bahwa pada pH kurang dari 6 (asam) reaksi

pada proses nitrifikasi berhenti. Selain itu kestabilan nilai pH juga berpangaruh

terhadap proses hidrolisis pembentukan ortofosfat pada air media. Proses hidrolisis

polifosfat membentuk ortofosfat semakin cepat dengan menurunnya pH.

Kandungan oksigen terlarut (DO) pada air media seperti parameter

terkontrol lainnya tidak mengalami fluktuasi yang bersifat ekstrim. Kisaran oksigen

terlarut selama periode penga matan berkisar antara 7,12-8,34 mg/l, kisaran ini baik

dalam mendukung proses nitrifikasi yang menghasilkan nitrat (Effendi, 2003).

Berikut ini diuraikan mengenai hubungan antara kondisi air media dengan

keberadaan unsur hara sediaan biologis. Sebagaimana dijelaskan sebelumnya bahwa

kandungan unsur hara pada air media sangat dipengaruhi oleh parameter

fisika-kimia seperti suhu, pH, salinitas, dan oksigen terlarut (DO). Unsur hara yang

tersedia pada air media memiliki sifat yang dinamis karena dapat berubah bentuk

secara kimiawi. Proses kimiawi ini sangat dipengaruhi oleh nilai dari parameter

fisika-kimia air media tersebut.

Pengontrolan parameter fisika-kimia yang dilakukan selama periode

pengamatan ternyata dapat mendukung penyediaan unsur hara sediaan biolgis pada

air media. Kondisi demikian ditunjukkan dengan nilai kandungan unsur hara pada

semua perlakuan berada pada kisaran yang optimum dalam mendukung keberadaan

komponen biologis khususnya organisme alga.

Ryding dan Rast (1989) menyatakan bahwa bentuk N dan P ya ng

dipertimbangkan dalam mene ntukan unsur hara pembatas adalah bentuk N dan P

yang diperlukan secara biologi, yaitu fosforus terlarut (ortofosfat) dan jumlah

konsentrasi nitrogen (ammonium, nitrit dan nitrat). Untuk mengetahui potensi

media tumbuh tidak saja melalui pendekatan konsentrasi masing- masing unsur hara

(dalam hal ini N dan P) tetapi juga melalui rasio keduanya. Rasio N/P yang

29

diperoleh selama periode pengamatan menunjukkan pola fluktuasi yang berada

pada kisaran yang memungkinkan untuk algae tumb uh.

Seluruh perlakuan, termasuk pada substrat tanpa pengkayaan nutrien,

menunjukkan nilai rasio yang berpotensi sebagai media sediaan biologis bagi algae.

Susbstrat

zeocrete

dengan konsentrasi P 0,2 ppm (ZK2) ternyata menunjukkan pola

fluktuasi yang cenderung stabil. Rasio pada perlakuan ini berada dalam kisaran nilai

yang optimum dalam mendukung perumbuhan algae khususnya dari jenis diatom.

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, T. 1998. Peubah Penting Mutu Air Tambak Udang. Dalam Seminar Budidaya Udang Intensif. Pattra Utama. Jakarta. 20 hal.

Andarias, I. 1991. Pengaruh Pupuk UREA dan TSP Terhadap Produksi Klekap. Disertasi. Program Pascasarjana. IPB.

APHA (American Public Health Association). 1989. Standard methods for the examination of water and wastewater. 17t h ed. APHA, AWWA (American Waste Water Association) and WPCF (Water Pollution Control Federation). Port. City Press. Baltimore. Maryland.

Bower, J.E. 1978. Ionization of ammonia in Seawater.

http//scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-83098-133919/unrestricted.ed/thesis.pdf

Boyd, C.E. 1990. Water Quality in Ponds for Aquaculture. Alabama Agricultural Experiment Station, Auburn University. Birmingham Publishing Co. Alabama.

Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air: Bagi Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan Perairan. Penerbit Kanisius. Yogyakarta.

Fogg, G. E. 1975. Algae Cultures and Phytoplankton Ecology. The University of Wisconsin Press, Ma dison, Milwaukee and London.

Goldman, G. R dan A. J. Horne. 1983. Limnology. McGraw Hill Book Company.

Isnansetyo, A. dan Kurniastuty. 1995. Teknik Kultur Phytoplankton dan Zooplankton. Pakan Alami untuk Pembenihan Organisme Laut. Penerbit Kanisius. Yogyakarta.

Jeffries, M. B. dan Mills, D. 1996. Freshwater Ecology, Principles and Aplications. Jhon Willey and Sons. Chicester, UK. 285p.

Klausmeier, C. 2004. Phytoplankton and Climate Change : Model shows longheld constant in Ocean Nutrient Ratio May Very as Ecological Conditions Changes. Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia

Krisanti, M. 2003. Peran Zeolit Sebagai Substrat dan Penyedia Unsur Hara Bagi Mikroalga. Tesis. IPB.

Massenreng. 2002. Komposisi dan Kelimpahan Fitoplankton Crysophyta (Phaeodactylum sp., Chaetoceros sp., dan Pavlova sp.) Pada Berbagai Tingkat Kandungan Unsur Hara Nitrogen, Fosfor dan Silikat. Manajemen Sumberdaya Perairan. FPIK. IPB.

30

Martsudarmo, B. 1989. Pengaruh substrat dan Pakan yang Berbeda Terhadap Pertumbuhan dan kelulusan Larva Udang Windu Produksi Pembenihan. Dirjen Perikanan Jakarta. 56hal.

Musa, M. 1992. Komposisi, Biomassa, dan Produktivitas Fitoplankton serta Hubungannya Terhadap Faktor Fisika-Kimiawi Perairan Waduk Selorejo, Malang, Jawa Timur. Tesis. Pascasarjana. IPB.

Nontji, A. 1984. Biomassa dan Produktivitas Fitoplankton di Perairan Teluk Jakarta serta Kaitannya dengan Faktor -faktor Lingkungan. Tesis. Pascasarjana. IPB. Bogor.

Nybakken, J. W. 1992. Biologi Laut, suatu pendekatan ekologis. Alih bahasa H. M. Eidman, Koesoebiono, D. G. Bengen, M. Hutomo, S. Sukardjo, P. T. Gramedia. Jakarta.

Novotny, V and Olem, H. 1994. Water Quality, Prevention, Identification, and Management of Diffuse Pollution. Van Nostrans Reinhold. New York 1054p

Pescod, M. B. 1973. Investigation of Rational Effluent and Stream Standard for Tropical Countries. Bangkok : AIT.

Pratiwi, N. T. M. 1997. Kepekaan Komunitas Fitoplankton Terhadap Perubahan Unsur Hara di Tambak Bersubstrat Pasir. Tesis. Pascasarjana IPB.

Rachmawati, M. dan M. Sutarti. 1994. Zeolit. Pusat Dokumentasi dan Informasi Ilmiah. LIPI. Jakarta.

Round, F.E. 1973. The Biology of Algae. 2nd Edition. Edward Arnold Ltd. New York.

Ryding, S.O dan W. Rast. 1989. The Control of Eutrophication of lakes and Reservoir. The Partenon Publishing. London. 314pp.

Sellers, B. H. dan H.R. Markland. 1987. Decaying Lakes : The Origin and Control of Eutrophication. Jhon Willey and Sons. Chicester: 244p.

Sherman, J. D. 1978. Ion Exchange Separation With Molecular sieve zeolites. American Institute of Chemical Engineers Symposium Series.

Suwardi. 2002. Pemanfaatan Zeolit untuk Meningkatkan Produksi Tanaman Pangan, Peternakan, dan Perikanan. Makalah Seminar Teknologi Aplikatif Pertanian. Fakultas Pertanian IPB. Bogor.

Wetzel, R. G. 1975. Limnology. W.B. Sounders Co. Philadelphia, Pennsylvania. 743p

34

Lampiran 1. Perhitungan Pupuk

1. Pupuk TSP yang digunakan mengandung 32% P2O5 maka untuk 1000 mg

TSP = 320 mg P2O5. Sehingga jika akan dibuat pupuk induk TSP dengan

konsentrasi 1000 ppm P2O5 dibutuhkan pupuk TSP sebesar :

mgTSP x O mgP O mgP 1000 320 1000 5 2 5 2

= 3125 mg TSP atau 3,125 gram TSP dalam 1

liter akuades.

2. Pupuk Urea yang digunakan mengandung 46% N maka untuk 10000 mg Urea = 4600 mg N. Sehingga jika akan dibuat pupuk induk Urea dengan konsentrasi 10000 ppm N dibutuhkan pupuk Urea sebesar :

mgUrea x mgN mgN 10000 4600 10000

= 21739 mg Urea atau 21,739 gram Urea dalam

1 liter akuades.

3. Pupuk Sodium Metasilika yang digunakan mengandung 34% Si(OH)2 maka

untuk 1000 mg Sodium Metasilika = 340 mg Si(OH) 2. Sehingga jika akan

dibuat pupuk induk Sodium Metasilika dengan konsentrasi 1000 ppm Si(OH) 2 dibutuhkan pupuk Sodium Metasilika sebesar :

tasilika mgSodiumMe x OH mgSi OH mgSi 1000 ) ( 340 ) ( 1000 2 2

= 2941 mg Sodium Metasilika

35

Lampiran 2. Kandungan unsur hara pada air media sebelum diberi perlakuan (H0)

Nitrat Amonia Orto-P Ulangan 1 0.4880 0.6230 0.0340 Ulangan 2 0.3920 0.6200 0.0340 Rata -rata 0.4400 0.6215 0.0340

36

Lampiran 3. Konsentrasi rata-rata unsur hara pada air media selama penelitian (H1-H15)

Amonia (mg/l)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 0.2471 0.2279 0.1880 0.2156

3 0.1936 0.1076 0.1542 0.0802

5 0.0951 0.0902 0.1128 0.1140

7 0.0951 0.4447 0.3392 0.3933

9 0.1831 0.2294 0.1678 0.2896

11 0.4350 0.6275 0.5404 0.7599

13 0.2572 0.2525 0.2418 0.3847

15 0.5843 0.6851 0.7164 0.6730

Nitrat (mg/l)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 0.4298 0.3750 0.3304 0.4138

3 0.4342 0.2804 0.4444 0.9217

5 0.3750 0.3070 0.3494 0.3354

7 0.8935 0.7362 0.8188 0.7739

9 0.8415 0.6967 0.5906 0.6114

11 0.8498 0.6988 0.5509 0.2746

13 0.6226 0.9053 0.3887 0.4821

15 0.6317 0.6391 0.7922 0.6784

Ortofosfat (mg/l)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 0.0066 0.0076 0.0094 0.0104

3 0.0129 0.0137 0.0145 0.0123

5 0.0079 0.0054 0.0077 0.0076

7 0.0148 0.0126 0.0143 0.0116

9 0.0186 0.0168 0.0169 0.0108

11 0.0108 0.0101 0.0107 0.0095

13 0.0127 0.0111 0.0119 0.0110

15 0.0134 0.0119 0.0140 0.0122

Silika (mg/l)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 24.0640 10.2342 8.6212 23.3304

3 26.9134 24.5474 26.5120 24.8358

5 9.6640 7.8080 8.2900 6.9660

7 28.7428 23.9536 26.1118 22.1816

9 31.0414 25.1566 25.1400 21.3676

11 39.9366 31.9546 40.4492 25.5300

13 62.7026 58.1676 55.3594 54.2636

37

Lampiran 4. Nilai rata-rata beberapa parameter fisika-kimia selama penelitian pH

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 7.8 7.84 7.82 7.88

3 7.72 7.8 7.78 7.8

5 7.8 7.8 7.8 7.86

7 7.74 7.84 7.76 7.9

9 7.9 8.06 7.96 8.06

11 7.7 7.9 7.78 7.98

13 7.78 7.9 7.74 7.98

15 7.58 7.875 7.72 7.9

DO (mg/l)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 8.14 8.14 8.34 8.3

3 7.92 7.46 7.46 7.46

5 7.5 7.3 7.24 7.4

7 7.12 7.38 7.2 7.32

9 7.52 7.34 7.12 7.22

11 7.34 7.16 7.5 7.28

13 7.22 7.2 7.36 7.24

15 7.26 7.26 7.28 7.24

Salinitas (Ppt)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 27 27 27 27

3 26.8 27.4 27.8 26.8

5 27.6 28.4 27.6 28.4

7 28 28.6 28.4 29

9 28.8 28.6 28.8 28.8

11 27.6 27.4 27.8 27.2

13 28.8 27.6 27.8 28.4

15 30.4 30 29.8 29.6

Suhu (ºC)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 21.8 22.7 21.9 21.9

3 21.8 21.7 20.9 21.4

5 22.3 21.8 22.2 22.8

7 22.4 22.6 22.2 22.4

9 22.7 22.4 22. 4 22.6

11 22.4 23 22.8 23.4

13 23.2 23.5 23.1 23.6

38

Lampiran 5. Tabel rasio N/P pada air media selama penelitian

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

0 16,52279 16,52279 16,52279 16,52279

1 44.92244 35.63735 23.94413 25.41264

3 19.97039 10.33861 14.98196 21.52031

5 19.47924 24.55498 21.2232 20.61987

7 18.69327 43.57487 32.91014 43.52243

9 17.92681 19.64503 15.19026 33.54352

11 52.52902 69.08964 54.50233 74.99224

13 27.53863 36.86099 24.10486 38.74483

Lampiran 1. Perhitungan Pupuk

1. Pupuk TSP yang digunakan mengandung 32% P2O5 maka untuk 1000 mg TSP = 320 mg P2O5. Sehingga jika akan dibuat pupuk induk TSP dengan konsentrasi 1000 ppm P2O5 dibutuhkan pupuk TSP sebesar :

mgTSP x O mgP O mgP 1000 320 1000 5 2 5 2

= 3125 mg TSP atau 3,125 gram TSP dalam 1 liter akuades.

2. Pupuk Urea yang digunakan mengandung 46% N maka untuk 10000 mg Urea = 4600 mg N. Sehingga jika akan dibuat pupuk induk Urea dengan konsentrasi 10000 ppm N dibutuhkan pupuk Urea sebesar :

mgUrea x mgN mgN 10000 4600 10000

= 21739 mg Urea atau 21,739 gram Urea dalam 1 liter akuades.

3. Pupuk Sodium Metasilika yang digunakan mengandung 34% Si(OH)2 maka untuk 1000 mg Sodium Metasilika = 340 mg Si(OH) 2. Sehingga jika akan dibuat pupuk induk Sodium Metasilika dengan konsentrasi 1000 ppm Si(OH) 2 dibutuhkan pupuk Sodium Metasilika sebesar :

tasilika mgSodiumMe x OH mgSi OH mgSi 1000 ) ( 340 ) ( 1000 2 2

= 2941 mg Sodium Metasilika atau 2,941 gram Sodium Metasilika dalam 1 liter akuades.

Lampiran 2. Kandungan unsur hara pada air media sebelum diberi perlakuan (H0)

Nitrat Amonia Orto-P Ulangan 1 0.4880 0.6230 0.0340 Ulangan 2 0.3920 0.6200 0.0340 Rata -rata 0.4400 0.6215 0.0340

Lampiran 3. Konsentrasi rata-rata unsur hara pada air media selama penelitian (H1-H15)

Amonia (mg/l)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 0.2471 0.2279 0.1880 0.2156

3 0.1936 0.1076 0.1542 0.0802

5 0.0951 0.0902 0.1128 0.1140

7 0.0951 0.4447 0.3392 0.3933

9 0.1831 0.2294 0.1678 0.2896

11 0.4350 0.6275 0.5404 0.7599

13 0.2572 0.2525 0.2418 0.3847

15 0.5843 0.6851 0.7164 0.6730

Nitrat (mg/l)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 0.4298 0.3750 0.3304 0.4138

3 0.4342 0.2804 0.4444 0.9217

5 0.3750 0.3070 0.3494 0.3354

7 0.8935 0.7362 0.8188 0.7739

9 0.8415 0.6967 0.5906 0.6114

11 0.8498 0.6988 0.5509 0.2746

13 0.6226 0.9053 0.3887 0.4821

15 0.6317 0.6391 0.7922 0.6784

Ortofosfat (mg/l)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 0.0066 0.0076 0.0094 0.0104

3 0.0129 0.0137 0.0145 0.0123

5 0.0079 0.0054 0.0077 0.0076

7 0.0148 0.0126 0.0143 0.0116

9 0.0186 0.0168 0.0169 0.0108

11 0.0108 0.0101 0.0107 0.0095

13 0.0127 0.0111 0.0119 0.0110

15 0.0134 0.0119 0.0140 0.0122

Silika (mg/l)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 24.0640 10.2342 8.6212 23.3304

3 26.9134 24.5474 26.5120 24.8358

5 9.6640 7.8080 8.2900 6.9660

7 28.7428 23.9536 26.1118 22.1816

9 31.0414 25.1566 25.1400 21.3676

11 39.9366 31.9546 40.4492 25.5300

13 62.7026 58.1676 55.3594 54.2636

Lampiran 4. Nilai rata-rata beberapa parameter fisika-kimia selama penelitian pH

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 7.8 7.84 7.82 7.88

3 7.72 7.8 7.78 7.8

5 7.8 7.8 7.8 7.86

7 7.74 7.84 7.76 7.9

9 7.9 8.06 7.96 8.06

11 7.7 7.9 7.78 7.98

13 7.78 7.9 7.74 7.98

15 7.58 7.875 7.72 7.9

DO (mg/l)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 8.14 8.14 8.34 8.3

3 7.92 7.46 7.46 7.46

5 7.5 7.3 7.24 7.4

7 7.12 7.38 7.2 7.32

9 7.52 7.34 7.12 7.22

11 7.34 7.16 7.5 7.28

13 7.22 7.2 7.36 7.24

15 7.26 7.26 7.28 7.24

Salinitas (Ppt)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 27 27 27 27

3 26.8 27.4 27.8 26.8

5 27.6 28.4 27.6 28.4

7 28 28.6 28.4 29

9 28.8 28.6 28.8 28.8

11 27.6 27.4 27.8 27.2

13 28.8 27.6 27.8 28.4

15 30.4 30 29.8 29.6

Suhu (ºC)

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

1 21.8 22.7 21.9 21.9

3 21.8 21.7 20.9 21.4

5 22.3 21.8 22.2 22.8

7 22.4 22.6 22.2 22.4

9 22.7 22.4 22. 4 22.6

11 22.4 23 22.8 23.4

13 23.2 23.5 23.1 23.6

Lampiran 5. Tabel rasio N/P pada air media selama penelitian

Hari ZK0 ZK1 ZK2 ZK3

0 16,52279 16,52279 16,52279 16,52279

1 44.92244 35.63735 23.94413 25.41264

3 19.97039 10.33861 14.98196 21.52031

5 19.47924 24.55498 21.2232 20.61987

7 18.69327 43.57487 32.91014 43.52243

9 17.92681 19.64503 15.19026 33.54352

11 52.52902 69.08964 54.50233 74.99224

13 27.53863 36.86099 24.10486 38.74483