Chaetoceros sp. terjadi pada fase eksponensial hari kesepuluh sebesar 1,35
vol. diikuti dengan peningkatan biomassa sebesar 960.000 selml akibat kecepatan reproduksi sel yang maksimal. Pada penelitian ini, dalam satu siklus
fotobioreaktor 14 hari Chaetoceros sp. mampu menyerap 10,56 vol. CO
2
dari total 12 vol. CO
2
yang diinjeksikan ke dalam fotobioreaktor dengan laju penyerapan rata-rata 0,56 vol. CO
2
per hari.
4.3 Pengaruh nutrien nitrat, nitrit, fosfat dan silikat terhadap pertumbuhan
Chaetoceros sp.
Nutrien dalam jumlah yang sedikit di perairan menjadi faktor pembatas. Pada penelitian ini pengukuran nutrien dikhususkan kepada nitrat, nitrit, fosfat
dan silikat Lampiran 2. Nitrat adalah senyawa anorganik yang berperan sebagai nutrisi makhluk hidup autotrof untuk tumbuh dan berkembang Alaerts, 1987.
Nitrit bersifat toksik, peningkatan konsentrasi nitrit dapat menyebabkan penurunan biomassa Chaetoceros sp.. Fosfat berperan dalam proses metabolisme
serta transfer energi di dalam sel Boyd, 1982. Silikat lebih banyak digunakan oleh diatom dalam pembentukan dinding sel. Ketersediaan nutrien pada
fotobioreaktor sangat terbatas, hal ini dikarenakan sistem batch tertutup, dimana tidak adanya pergerakan massa air yang membawa sejumlah nutrien, gas dan
organisme lain ke dalam fotobioreaktor. Pertumbuhan Chaetoceros sp. pada penelitian ini memiliki hubungan
korelasi negatif terhadap nitrat, artinya pertumbuhan biomassa Chaetoceros sp. berbanding terbalik dengan peningkatan konsentrasi nitrat Gambar 10
.
Gambar 10. Pertumbuhan Chaetoceros sp. terhadap nitrat, nitrit dan fosfat
Pada awal kultur, konsentrasi nitrat berkisar antara 1,37 µmolkg sampai dengan 1,51 µmolkg. Namun pada hari kedelapan dan seterusnya berkurang
menjadi 1,24 µmolkg hingga 0,69 µmolkg. Nitrat adalah hasil proses nitrifikasi oleh bakteri Nitrosomonas sp. yang mengoksidasi nitrit Hendersen dan
Markland, 1987. Proses tersebut diduga akibat ketersediaan oksigen yang melimpah pada fotobioreaktor. Pada saat kultur, penurunan biomassa
Chaetoceros sp. akan mengurangi ketersediaan oksigen pada fotobioreaktor,
sehingga nitrat yang dihasilkan dari proses nitrifikasi juga berkurang. Menurut Mackentum 1969, konsentrasi nitrat yang optimal untuk pertumbuhan
fitoplankton pada perairan laut berkisar antara 3,9 mgL 82,71 µmolkg hingga 15,5 mgL 328,73 µmolkg, sedangkan pada fotobioreaktor konsentrasi nitrat
jauh lebih kecil dengan kisaran 0,69 µmolkg hingga 1,51 µmolkg. Gambar 10 menunjukkan keterkaitan antara nitrit dengan pertumbuhan
biomassa Chaetoceros sp. adalah korelasi positif dimana peningkatan konsentrasi nitrit diikuti dengan penurunan biomassa Chaetoceros sp.. Hal ini diduga akibat
nitrit yang bersifat toksik menyebabkan kematian Chaetoceros sp. sehingga biomassanya mengalami penurunan seperti yang terlihat pada hari kesepuluh
hingga keduabelas. Pada awal kultur konsentrasi nitrit adalah 0,106 µmolkg dan terus bertambah hingga mencapai 4,75 µmolkg. Bila dibandingkan dengan
perairan terbuka, menurut Effendi 2003 pada perairan alami konsentrasi nitrit sekitar 0,001 mgL 0,02 µmolkg, sulit menemukan nitrit dengan konsentrasi
melebihi 1 mgL 21,21 µmolkg. Hal tersebut menunjukkan konsentrasi nitrit pada fotobioreaktor lebih tinggi dari perairan alami tetapi tidak menyebabkan
kematian massal bagi fitoplankton karena kurang dari 0,5 mgL 10,6 µmolkg. Fosfat memiliki hubungan korelasi negatif dengan kelimpahan biomassa
Chaetoceros sp.. Hal tersebut terlihat dari penurunan konsentrasi fosfat sejak hari
pertama kultur 10,67 µmolkg hingga pada akhir kultur menjadi 1,94 µmolkg. Penurunan konsentrasi fosfat pada fotobioreaktor diduga akibat pemanfaatan
fosfat oleh fitoplankton untuk transfer energi di dalam sel Effendi, 2003. Hal tersebut menyebabkan konsentrasi fosfat pada fotobioreaktor lebih tinggi daripada
konsentrasi nitrat dan nitrit. Kandungan fosfat yang terdapat di perairan umumnya tidak lebih dari 1,03 µmolkg, kecuali pada perairan yang menerima
limbah dan pemupukan fosfat Perkins, 1974. Pada fotobioreaktor konsentrasi fosfat berkisar antara 1,94 µmolkg hingga 10,67 µmolkg, lebih tinggi daripada
perairan terbuka. Fosfat yang optimal untuk pertumbuhan fitoplankton berkisar antara 2,77 µmolkg hingga 56,58 µmolkg Mackentum, 1969.
Pada kultur fotobioreaktor terlihat bahwa silikat dan Chaetoceros sp. memiliki hubungan korelasi negatif, artinya peningkatan kelimpahan Chaetoceros
sp. diikuti dengan penurunan kadar silikat seperti yang terlihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Pertumbuhan Chaetoceros sp. terhadap silikat
Hal ini diduga akibat pemanfaatan silikat oleh Chaetoceros sp. untuk pembentukan dinding sel. Konsentrasi silikat mengalami penurunan dari 268,50
µmolkg hingga 98,98 µmolkg seperti yang terlihat pada Gambar 11. Pada perairan terbuka, konsentrasi silikat tertinggi sebesar 17,8 mgL 289,43 µmolkg
terdapat di sungai dan terendah 0,128 mgL 2,08 µmolkg di perairan Okinawa Mkadam et al., 2005.
Menurut Kamatani dan Takano 1984, konsentrasi silikat air laut Teluk Tokyo adalah 0,280 mgL 4,55 µmolkg. Bila dibandingkan dengan konsentrasi
silikat air laut, fotobioreaktor memiliki konsentrasi silikat yang cukup tinggi. Hal ini diduga akibat pemupukan silikat pada awal kultur serta dipengaruhi oleh
salinitas dengan kisaran antara 25 - 27‰. Selain itu juga diduga akibat perbedaan kepadatan diatom Chaetoceros sp. pada fotobioreaktor lebih tinggi karena
volumenya yang terbatas. Konsentrasi nitrogen penjumlahan antara konsentrasi nitrat dan nitrit pada fotobioreaktor lebih rendah bila dibandingkan dengan
konsentrasi fosfat dan silikat sehingga nitrogen merupakan faktor pembatas pada pertumbuhan Chaetoceros sp..
4.4 Pertumbuhan Chaetoceros sp. dan sistem karbonat dalam fotobioreaktor
