Manipulasi kondisi fisiologis dan keasaman semen melalui pengaturan perbedaan kation anion ransum dalam upaya mempengaruhi karakteristik spermatozoa pada domba garut
MANIPULASI KONDISI FISIOLOGIS DAN KEASAMAN SEMEN
MELALUI PENGATURAN PERBEDAAN KATION ANION
RANSUM DALAM UPAYA MEMPENGARUHI
KARAKTERISTIK SPERMATOZOA
PADA DOMBA GARUT
RAHMAT HIDAYAT
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa disertasi
saya dengan judul: Manipulasi Kondisi Fisiologis dan Keasaman Semen Melalui
Pengaturan Perbedaan Kation Anion Ransum dalam Upaya Mempengaruhi
Karakteristik Spermatozoa pada Domba Garut adalah karya saya sendiri dengan
arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari
karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan
dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Mei 2009
Rahmat Hidayat
NRP D061040011
ABSTRACT
RAHMAT HIDAYAT. Altering Physiological Conditions and Semen Acidity by
Manipulating Dietary Cation-Anion Difference and Their Effect on Sperm
Characteristics of Garut Breed Rams. Under the supervision of TOTO
TOHARMAT, ARIEF BOEDIONO and IDAT GALIH PERMANA.
This study was carried out to evaluate the effect of dietary cation-anion
difference (DCAD) and fish oil supplementation on dry matter intake, dry matter
and organic matter digestibility, weight gain, acidity of urine, blood and semen,
blood gas, plasma mineral, sperm characteristics and ratio of X:Y spermatozoa.
The dietary treatmens were as follows: RN0= basal ration (DCAD +14) without
fish oil, RNI= basal ration (DCAD +14) with 3% fish oil, RB0= base ration
(DCAD +40) without fish oil, RBI= base ration (DCAD +40) with 3% fish oil,
RA0= acid ration (DCAD -40) without fish oil, and RAI= acid ration (DCAD -40)
with 3% fish oil. The rations contained 150 ppm of zinc and were offered to 18 of
Garut breeed rams. The result indicated that: DCAD +40 and -40 decreased dry
matter intake significantly. The ration with DCAD +40 had the lowest dry matter
intake. No differences were observed for dry matter and organic matter
digestibility. DCAD +40 and -40 decreased body weight of rams except RA0
ration, however, the body weight of rams was very low. Variation of urine pH
followed the DCAD pattern. Blood pH, pCO2, and pO2 were not affected by
DCAD, but cHCO3 and cBase were affected. DCAD affected plasma Mg and S,
but did not affect K, Na, Zn and Cl. Semen pH after day 28 of experimental
period were significantly different and that followed DCAD pattern. There were
not differences for X:Y ratio, macroscopic and microscpic characteristic of sperm.
Keys words : DCAD, physiological condition, sperm, Garut ram
RINGKASAN
RAHMAT HIDAYAT. Manipulasi Kondisi Fisiologis dan Keasaman Semen
Melalui Pengaturan Perbedaan Kation Anion Ransum dalam Upaya
Mempengaruhi Karakteristik Spermatozoa pada Domba Garut. Dibimbing oleh
TOTO TOHARMAT sebagai ketua, ARIEF BOEDIONO dan IDAT GALIH
PERMANA sebagai anggota.
Penelitian ini menggunakan ransum dengan nilai perbedaan kation anion
ransum (PKAR) +14, +40 dan -40 meq masing-masing ada yang ditambahkan
minyak ikan 3% dan tidak. Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui : (1)
Pengaruh PKAR dan suplementasi asam lemak esensial dalam ransum
berkecukupan Zn terhadap konsumsi pakan, absorpsi dan metabolisme nutrien,
metabolit dan kondisi kimia darah. (2) Keterkaitan PKAR suplementasi asam
lemak esensial terhadap absorpsi dan metabolisme Zn, Na, K, Cl serta S. (3)
Mengkaji pengaruh PKAR dan suplementasi asam lemak esensial dalam ransum
berkecukupan Zn terhadap karakteristik spermatozoa dan rasio sperma X:Y.
Penelitian dilaksanakan di Fapet dan FKH IPB pada 9 Mei – 27 Oktober
2007. Ransum perlakuan, yaitu nilai PKAR +14, +40 dan -40 meq masing-masing
ada yang ditambahkan minyak ikan 3% dan tidak. Ransum basa diperoleh dengan
menambahkan Na2CO3 dan K2CO3 ke dalam ransum basal, masing-masing
sebagai sumber kation Na dan K agar nilai perbandingan kation anion ransum
(PKAR) menjadi +40. Kelompok ransum asam diperoleh dengan menambahkan
MgCl2 dan MgSO4 ke dalam ransum basal masing-masing sebagai sumber kation
Cl dan S agar nilai PKAR-nya menjadi -40. Ransum tersebut dianalis kandungan
Na, K, Cl, dan S total, dilanjutkan dengan menghitung besarnya neraca kationanion berdasarkan persamaan Tucker et al. (1992). Seluruh ransum mengandung
Zn 150 mg/kg BK ransum dengan cara menambahkan ZnSO4. Ransum dicobakan
selama 50 hari pada 18 ekor Domba Garut jantan berumur dua tahun yang dua
minggu sebelumnya telah diberi ransum basal tanpa suplementasi ZnSO4.
Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok (RAK). Kelompok
berdasarkan bobot badan, yaitu (I) bobot badan 32.5-37.5 kg, (II) 30.5-31.5 kg
dan (III) 28.5-30 kg.
PKAR dan penambahan minyak ikan pada ransum percobaan nyata
menurunkan konsumsi BK ransum. Selanjutnya perbandingan antara ransum
netral dengan ransum basa menunjukkan bahwa terjadi penurunan konsumsi BK
pada ransum dengan nilai PKAR basa jika dibandingkan dengan ransum normal.
Hal ini juga terjadi pada konsumsi BK ransum dengan PKAR asam lebih rendah
dari pada konsumsi BK ransum normal. Nilai PKAR basa dengan asam, hasilnya
memperlihatkan bahwa konsumsi BK ransum basa lebih rendah dari pada ransum
asam.
Penurunan bobot badan domba berbanding lurus dengan berkurangnya
konsumsi BK ransum. Domba yang mendapat perlakuan ransum basa mengalami
penurunan bobot badan yang paling besar dengan rata-rata penurunan bobot badan
secara berturut-turut 40 gram/hari dan 30 gram/hari. Hal ini sejalan dengan
penurunan konsumsi BK ransum dari masing-masing ternak. Domba yang
mendapat perlakuan ransum basal tanpa suplementasi minyak ikan mempunyai
rata-rata pertambahan bobot badan (PBB) tertinggi yaitu 133 gram/hari dengan
tingkat konsumsi 871±90 g BK/hari.
Nilai pH urin ternak percobaan pada hari ketujuh sampai hari ke-21 pada
PKAR basal dan basa mempunyai nilai yang sama, sedangkan pH urin ternak
yang diberi ransum PKAR asam mempunyai nilai yang lebih rendah. Nilai pH
tersebut memperlihatkan bahwa kelebihan konsumsi ion negatif yang dikonsumsi
ternak percobaan segera diekskresikan melalui urin yang dimanifestasikan melalui
menurunnya nilai pH urin.
Hari ke-28-42 penelitian, pemberian ransum PKAR basa tampak jelas
pengaruhnya terhadap nilai pH urin. Domba garut yang diberi ransum percobaan
PKAR basa menghasilkan nilai pH yang lebih tinggi dibandingkan dengan domba
yang diberi ransum basal maupun asam. Hal ini juga terjadi pada hari ke-35 dan
49 percobaan, walaupun pada perlakuan ransum basal dengan suplementasi
minyak ikan mempunyai nilai pH yang relatif sama dengan yang diberi ransum
basa. Ransum PKAR asam mempunyai pengaruh yang lebih kuat terhadap pH
urin jika dibandingkan dengan ransum dengan PKAR basa.
Domba yang mendapat perlakuan PKAR asam tanpa suplementasi lemak
mempunyai pH darah 7.33±0.07 tergolong ke dalam katagori pH asam. Domba
yang diberi perlakuan ransum dengan nilai PKAR basa tanpa suplementasi lemak
mempunyai pH darah tertinggi yaitu 7.44±0.04, walaupun demikian pH ini masih
tergolong kategori normal. Sedangkan domba lainnya mempunyai nilai pH darah
berkisar antara 7.36±0.08 sampai 7.40±0.02. Menurut Story et al. (2004), pH
darah < 7.35 termasuk asam, 7.35-7.45 termasuk normal dan > 7.45 termasuk
basa. Sementara itu, Frandson (1992) dan Anstey (2005) menyatakan bahwa nilai
pH darah sebesar 7.06 termasuk ke dalam kategori sangat asam, 7.25-7.31
termasuk asam, 7.35-7.40 termasuk normal dan 7.47-7.52 termasuk basa.
Domba yang diberi perlakuan ransum basa tanpa suplementasi lemak
mempunyai nilai cHCO3 paling besar, sedangkan yang diberi perlakuan ransum
asam tanpa lemak paling kecil. Domba yang diberi perlakuan ransum basa
mempunyai nilai cHCO3 yang lebih tinggi daripada domba yang diberi ransum
asam maupun basal.
Domba Garut yang mendapat ransum PKAR asam tanpa suplementasi
minyak ikan mempunyai cBase darah yang termasuk kategori asam normal karena
berada dalam kisaran darah asam (-8.00 sampai-5.00 mmol/L) dan cBase darah
normal (0,00 mmol/L) (Anstey 2005). Domba Garut yang diberi ransum PKAR
asam yang disuplementasi minyak ikan mempunyai cBase darah basa basa
(2.43±1.82 mmol/L) karena berada di atas kondisi darah normal (0.00 mmol/L).
Suplementasi minyak ikan pada PKAR asam dapat meningkatkan cBase darah.
Domba garut yang diberi perlakuan ransum basa tanpa suplementasi asam lemak
mempunyai cBase darah yang lebih tinggi dibanding dengan perlakuan lain
(5.40±3.13 mmol/L), sedangkan yang disuplementasi minyak ikan mempunyai
cBase darah 2.57±2.20 mmol/L. Berbeda dengan kondisi asam, suplementasi
minyak ikan dalam ransum dengan PKAR basa menyebabkan penurunan nilai
cBase darah. Walaupun demikian, Domba Garut yang diberi ransum dengan
PKAR basa, baik tanpa maupun suplementasi minyak ikan, keduanya mempunyai
nilai cBase darah di atas normal (0.00 mmol/L). Hal ini menunjukkan bahwa
ransum dengan PKAR basa mengakibatkan peningkatan nilai cBase darah. Darah
Domba Garut yang diberi ransum basal mempunyai cBase darah sedikit di atas
nilai normal yaitu 0.20±1.22–1.87±1.50 mmol/L. Senada dengan Domba Garut
yang diberi ransum dengan nilai PKAR basa, suplementasi minyak ikan dalam
ransum basal dapat menurunkan nilai cBase darah. Kondisi ini memperlihatkan
bahwa suplementasi minyak ikan dalam ransum dengan PKAR basa dapat
menurunkan nilai cBase darah.
PKAR dan suplementasi lemak pada ransum tidak mempengaruhi nilai
BDM, BDP, PCV dan Hb darah Domba Garut. Suplementasi lemak pada ransum
dengan PKAR basal dan basa menurunkan N differensiasi butiran darah putih
(BDP), tetapi tidak terjadi dalam ransum dengan PKAR asam. Elemen lain seperti
L, M, E dan B tidak terpengaruh oleh PKAR dan suplementasi lemak dalam
ransum.
Konsentrasi mineral K+ dan Na+ plasma Domba Garut tidak terpengaruh
oleh PKAR dan suplementasi lemak. Hal ini menunjukkan bahwa Domba Garut
mampu mempertahankan homeostasi mineral K+ dan Na+ plasma dalam kondisi
pemberian pakan dengan PKAR yang berbeda.
Semua ternak dalam penelitian ini mempunyai konsentrasi Na+ lebih
tinggi dari K+. Hasil penelitian ini didapatkan perbandingan kation Na+ :K+ untuk
RN0. RNI, RB0, RBI, RA0 dan RAI secara berturut-turut adalah 8:1, 7:1, 6:1, 6:1,
7:1 dan 7:1. Imbangan Na+ :K+ dalam tubuh ternak dilakukan untuk mencapai
homeostasis.
Konsentrasi mineral Zn dalam plasma darah Domba Garut hasil penelitian
berkisar antara 12.99±3.38 sampai 23.81±14.65 ppm. Konsentrasi tertinggi
terdapat pada Domba Garut yang mendapat ransum basal tanpa suplementasi
minyak ikan. Suplementasi minyak ikan dalam kondisi PKAR basa dapat
menurunkan konsentrasi mineral Zn plasma. Sebaliknya, dalam kondisi PKAR
asam, suplementasi minyak ikan justru meningkatkan konsentrasi Zn plasma.
Walaupun demikian, konsentrasi mineral Zn dalam plasma semua domba
penelitian berada dalam kisaran normal. Menurut McDonald et al. (1988),
konsentrasi normal Zn dalam tubuh hewan adalah 10–50 ppm.
Konsentrasi mineral Mg pada PKAR asam tanpa suplementasi asam lemak
lebih tinggi dibanding dengan ransum perlakuan lain. Hal ini dikarenakan adanya
penambahan mineral Mg dalam bentuk MgSO4 dan MgCl2. Kadar mineral Mg
yang berlebih dalam pemberian ransum dengan PKAR asam dapat ditekan
keberadaanya dengan adanya suplementasi lemak dalam ransum. Terbukti bahwa
plasma darah dari domba yang diberi ransum dengan PKAR asam yang
disuplementasi lemak mengandung kadar Mg lebih rendah dibandingkan dengan
yang tanpa suplementasi.
Domba Garut yang diberi ransum PKAR asam tanpa suplementasi minyak
ikan mempunyai konsentrasi ion S tertinggi yaitu 81.44±22.83 ppm. Peningkatan
ion S dalam plasma ini disebabkan adanya penambahan garam MgSO4 ke dalam
ransum. Keberadaan ion S dalam ransum PKAR asam dapat ditekan oleh
suplementasi minyak ikan, sehingga domba yang diberi ransum asam dengan
suplementasi minyak ikan mempunyai konsentrasi ion S plasma lebih rendah
(26.78±1.39 ppm). Keberadaan minyak ikan dalam ransum mampu menekan
konsenrasi ion S baik dalam ransum dengan nilai PKAR basal, basa maupun
asam.
Penambahan mineral MgCl2 ke dalam ransum tidak banyak pengaruhnya
terhadap konsentrasi ion Cl dalam plasma. Domba Garut mampu
mempertahankan homeostasis ion Cl meskipun dalam ransum ditambahkan garam
Cl yang berlebih. Rataan konsentrasi ion Cl plasma berkisar antara 4577±159.35
sampai 4851±226.93 ppm. Sama halnya dengan ion S, suplementasi minyak ikan
dalam ransum mampu menekan konsenrasi ion Cl baik dalam PKAR basal, basa
maupun asam.
Nilai pH semen domba yang diberi PKAR asam lebih rendah dari PKAR
basal dan basa setelah penelitian berlangsung selama 28 hari. Hali ini
memperlihatkan bahwa PKAR asam mempunyai peluang yang besar untuk
memanipulasi kondisi semen Domba Garut. Kondisi pH semen yang lebih asam
dari keadaan normal akibat PKAR asam, menyebabkan berkurangnya jumlah
spermatozoa Y. Sebaliknya, kondisi pH semen yang lebih basa dari keadaan
normal akibat PKAR basa akan menyebabkan berkurangna spermatozoa X. Hal
ini disebabkan karena pada suasana asam spermatozoa Y akan mati sedangkan
spermatozoa X lebih tahan pada suasana asam (Anonim 2006). Nurwansyah
(2006) juga menyatakan bahwa spermatozoa Y akan lebih kuat dan lebih tahan
hidupnya dalam suasana basa. Sebaliknya, spermatozoa X lebih kuat dan lebih
tahan hidupnya pada suasana asam. Perubahan pH semen tersebut diduga akan
merubah rasio spermatozoa X dan Y. Kondisi pH asam, menyebabkan persentase
spermatozoa X lebih besar daripada Y, sebaliknya pada kondisi pH basa
menyebabkan tingginya persentase spermatozoa Y. Dengan demikian, keadaan
ini akan merubah proporsi jenis kelamin anak yang dilahirkan dari masing-masing
ransum dengan PKAR yang berbeda.
Seluruh ternak percobaan menghasilkan volume, warna, kekentalan dan
bau semen yang sama. Demikian pula halnya terhadap keadaan mikroskopis
spermatozoa (gerakan massa, gerakan individu, konsentrasi, abnormalitas
morfologi, persentase hidup spermatozoa) PKAR tidak banyak berpengaruh. Hal
ini menunjukkan bahwa adanya prioritas pemanfaatan nutrisi pada Domba Garut
jantan, ditujukan bagi produktivitas reproduksi sehingga mampu mempertahankan
kualitas spermatozoa baik secara makroskopis maupun mikroskopis.
Persentase spermatozoa X dan Y domba garut yang diberi ransum dengan
PKAR yang berbeda mempunyai perbandingan yang sama yaitu mendekati
50:50%.
PKAR mempengaruhi konsentrasi basa darah, cHCO3 dan konsentrasi
mineral Mg dan S dalam plasma. Dibutuhkan waktu selama 28 hari untuk
mempengaruhi pH semen sehingga mengikuti pola PKAR yang diberikan.
Prioritas pemanfaatan nutrisi pada Domba Garut jantan, ditujukan bagi
produktivitas reproduksi sehingga mampu mempertahankan kualitas spermatozoa
baik secara makroskopis maupun mikroskopis.
Kata kunci :
perbedaan kation anion ransum (PKAR), kondisi fisiologis,
spermatozoa, Domba Garut
© HAK cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2009
Hak cipta dilindungi undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
MANIPULASI KONDISI FISIOLOGIS DAN KEASAMAN SEMEN
MELALUI PENGATURAN PERBEDAAN KATION ANION
RANSUM DALAM UPAYA MEMPENGARUHI
KARAKTERISTIK SPERMATOZOA
PADA DOMBA GARUT
RAHMAT HIDAYAT
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Ilmu Ternak
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2009
Judul Disertasi
:
Manipulasi Kondisi Fisiologis dan Keasaman Semen
Melalui Pengaturan Perbedaan Kation Anion Ransum
dalam Upaya Mempengaruhi Karakteristik
Spermatozoa pada Domba Garut
Nama
NIM
:
:
Rahmat Hidayat
D061040011
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Toto Toharmat, M.Agr.Sc.
Ketua
Prof. Dr. drh. Arief Boediono
Anggota
Dr. Ir. Idat Galih Permana, M.Sc.
Anggota
Mengetahui
Ketua Program Studi
Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Dr. Ir. Idat Galih Permana, M.Sc.
Prof. Dr. Ir. Khairil A Notodiputro, M.S.
Tanggal ujian : 19 Mei 2009
Tanggal lulus :
Disertasi ini penulis persembahkan untuk:
Istriku tercinta : Nurrisky Murdjani, SE., Ak., M.Si.
Anak-anakku tersayang : A Fikry Nurrahman, Teh Azka Fitria dan
De Alya Zahira
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat
rahmat, petunjuk dan izin-Nya penulis dapat menyelesaikan disertasi ini dengan
judul ‘Manipulasi Kondisi Fisiologis dan Keasaman Semen Melalui Pengaturan
Perbedaan Kation Anion Ransum dalam Upaya Mempengaruhi Karakteristik
Spermatozoa pada Domba Garut‘. Disertasi ini dibuat untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam memperoleh gelar Doktor pada Sekolah Pascasarjana Institut
Pertanian Bogor.
Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Toto Toharmat, M.Agr.Sc. sebagai ketua
komisi pembimbing, Bapak Prof. Dr. drh. Arief Boediono dan Bapak Dr. Ir. Idat
Galih Permana, M.Sc. sebagai Anggota Komisi Pembimbing atas segala
bimbingan, arahan, masukan, perhatian dan nasihat mulai dari awal perencanaan
sampai selesainya usulan penelitian ini.
Terima kasih dan penghargaan penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Maradoli
Hutasuhut, M.Sc., M.Ec. dan Dr. Ir. H. Suryahadi, DEA yang telah bersedia
menjadi penguji luar komisi pada ujian terbuka. Dr. Ir. Komang G. Wiryawan
selaku penguji luar komisi pada ujian tertutup. Prof. Dr. Ir. Wasmen Manalu,
M.Sc. dan Dr. Ir. Jajat Jachja, M.Sc. sebagai penguji pada ujian prelium atas
segala sumbangan pemikiran, masukan, saran, dan pengarahan penulisan disertasi
mulai dari ujian tertutup sampai selesainya disertasi ini.
Terima kasih dan penghargaan penulis sampaikan kepada Rektor
Universitas Padjadjaran, Dekan Fakultas Peternakan Unpad, Kepala Jurusan
Nutrisi dan Makanan Ternak, Kepala Laboratorium Nutrisi Ternak Ruminansia
dan Kimia Makanan Ternak Fapet Unpad beserta semua rekan-rekan yang telah
mengizinkan, memberi semangat, dan mendoakan sehingga penulis dapat
melanjutkan sekolah pascasarjana. Tak lupa juga kepada Rektor Insitut Pertanian
Bogor, Dekan dan staf Sekolah Pascasarjana IPB, Dekan Fakultas Peternakan
IPB, Ketua Program Studi Ilmu Ternak Pascasarjana IPB beserta semua dosen,
laboran, dan pegawai administrasi, atas penerimaan dan pelayanan yang baik
selama penulis mengikuti pendidikan program doktor pada sekolah pascasarjana
IPB. Ucapan yang sama penulis juga sampaikan kepada Pengelola Beasiswa
Program Pascasarjana (BPPS) dan Tim Hibah Penelitian Pascasarjana Ditjen Dikti
Depdiknas atas bantuan dana sehingga perkuliahan dan penulisan disertasi ini
dapat berlangsung dengan baik.
Penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Dr.
Dra. Iis Arifiantini, M.Si, Dr. Ir. Farida, M.Sc., Ir. H. Yudi Guntara Noor, H.
Muhammad Saleh, SE, Mas Bondan, drh. Dedi, Mbak Dian, Bapak Ujang, Amir,
Haer, Bapak Adi, Bapak Dimyati, Diah Anggreini S.Pt, M.Si., Bapak dan Ibu
Anda, Drs. Nusyirwan M.Si, dan Dr. Ir. Dewi Apriastuti, MS atas segala bantuan
baik immateri maupun materi yang telah diberikan sehingga penelitian dapat
dilaksanakan dengan baik dan lancar.
Semoga semua amal baik tersebut di atas dapat diterima dan diridhoi oleh
Alloh SWT dengan balasan berupa kebaikan yang banyak.
Sebagai manusia
biasa, tentunya penulis mempunyai banyak kesalahan selama berkomunikasi dan
berinteraksi pada waktu melaksanakan pendidikan pascasarjana, terutama selama
pelaksanaan penelitian ini. Oleh karena itu, penulis menghaturkan permohonan
maaf yang sebesar-besarnya, lahir bathin, baik yang disengaja maupun yang tidak
disengaja kepada semua fihak yang pernah berinteraksi dengan penulis.
Semoga disertasi ini bermanfaat dan semoga Alloh SWT senantiasa
memberi hidayah, taufik, inayah, dan meridhoi amal perbuatan kita semua.
Bogor, Mei 2009
Rahmat Hidayat
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sumedang pada 19 Februari 1969 sebagai anak ketujuh
dari pasangan Bapak US Natamihardja, BA (Alm.) dan Ibu Eri Rohaeti. Menikah
dengan Nurrisky Murdjani, SE. Ak., M.Si. pada 1996 dan sudah dikarunia tiga
orang anak yaitu, Fikry Nurrahman, Azka Fitria dan Alya Zahira.
Pendidikan sekolah dasar sampai dengan sekolah menengah atas ditempuh
di Sumedang. Pendidikan sarjana ditempuh di Fakultas Peternakan Universitas
Padjadjaran Bandung masuk pada 1988 dan lulus pada 1994. Melanjutkan S2 di
Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor masuk pada 1999 dan lulus 2002.
Pada 2004 penulis diterima untuk Program Doktor di Program Studi Ilmu Ternak
Sekolah Pascasarjana IPB.
Pada 1995 sampai dengan 1996 penulis bekerja di Dinas Peternakan
Kabupaten Bogor di bagian Seksi Bina Program. Pada 1996 sampai sekarang
penulis bekerja sebagai Staf Pengajar di Jurusan Ilmu Nutrisi Ternak, Fakultas
Peternakan, Universitas padjadjaran. Bidang ilmu yang pernah diajarkan adalah
Nutrisi Ternak Dasar, Pengetahuan Bahan Makanan Ternak, Nutrisi Ternak
Ruminansia dan Mikrobiologi Nutrisi.
Bogor, Mei 2009
Penulis,
Rahmat Hidayat
Penguji diluar komisis pembimbing :
1. Penguji pada ujian tertutup : Dr. Ir. Komang G. Wiryawan
2. Penguji pada ujian terbuka : Dr. Ir. Maradoli Hutasuhut, M.Sc., M.Ec.
Dr. Ir. H. Suryahadi, DEA
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ..............................................................................
DAFTAR GAMBAR .........................................................................
DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................
PENDAHULUAN
Latar Belakang ..........................................................................
Tujuan Penelitian ......................................................................
Hipotesis Penelitian ...................................................................
TINJAUAN PUSTAKA
Deskripsi Domba Garut ............................................................
Anatomi Sistem Reproduksi Domba Jantan .............................
Testis .........................................................................................
Spermatogenesis .......................................................................
Pematangan Spermatozoa .........................................................
Pengendalian Spermatogenesis oleh Hormon ...........................
Semen ........................................................................................
Spermatozoa ..............................................................................
Plasma Semen ...........................................................................
Karakteristik Semen Domba .....................................................
Penentuan Jenis Kelamin ..........................................................
Keseimbangan Kation-Anion ....................................................
Peran Mineral Na, K, Cl dan S ..................................................
Mineral Seng .............................................................................
Metabolisme Seng dalam Tubuh Makhluk Hidup ....................
Manifestasi Defisiensi Seng ......................................................
Suplementasi Seng Bagi Ternak Ruminansia ...........................
Lemak ........................................................................................
Asam Lemak Esensial ...............................................................
MATERI DAN METODE PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian ....................................................
Metode Penelitian .....................................................................
Peubah yang Diamati ................................................................
Analisis Data .............................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Perlakuan terhadap Peubah Nutrisi (Konsumsi
Bahan Kering, Kecernaan Bahan Kering dan Kecernaan
Bahan Organik) dan Pertambahan Bobot Badan ......................
Pengaruh Perlakuan terhadap pH Urin Ternak Percobaan .......
Halaman
xvii
xix
xx
1
6
7
8
10
10
12
15
17
18
18
20
21
22
24
29
39
40
41
41
42
43
45
45
48
54
56
60
Pengaruh Perlakuan terhadap Gas Darah ................................
64
Pengaruh Perlakuan terhadap Status Mineral Plasma Darah ....
69
Pengaruh Perlakuan terhadap Status Mineral Semen ................
Pengaruh Perlakuan terhadap Warna Semen ............................
Pengaruh Perlakuan terhadap Kekentalan Spermatozoa ...........
73
73
75
Pengaruh Perlakuan terhadap Volume Semen .........................
Pengaruh Perlakuan terhadap pH Semen ..................................
Pengaruh Perlakuan terhadap Gerakan Massa Spermatozoa ....
Pengaruh Perlakuan terhadap Gerakan Individu Spermatozoa ..........
Pengaruh Perlakuan terhadap Persentase Spermatozoa Hidup .
Pengaruh Perlakuan terhadap Normalitas Spermatozoa ..........
Pengaruh Perlakuan terhadap Konsentrasi Spermatozoa ..........
Pengaruh Perlakuan terhadap Komposisi Spermatozoa X dan
Y ................................................................................................
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ...................................................................................
Saran .........................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
75
77
78
81
81
83
83
85
89
89
90
100
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1.
Berat molekul, nilai valensi, berat equivalen dan berat
miligram equivalen mineral-mineral yang digunakan untuk
menghitung keseimbangan kation-anion ransum .....................
2.
Perbandingan konsentrasi bahan-bahan di luar dan dalam
membran sel mamalia ..............................................................
32
3.
Jenis ransum perlakuan .............................................................
45
4.
Komposisi dan kandungan nutrien ransum basal .....................
46
5.
Suplementasi garam-garam mineral dan minyak ikan
47
6.
Rataan konsumsi harian bahan kering (BK), kecernaan bahan
kering (KCBK), kecernaan bahan organik (KCBO) ransum
dan pertambahan bobot badan domba dengan nilai PKAR
ransum yang berbeda ................................................................
57
Rataan harian pH urin Domba Garut yang mendapat ransum
dengan nilai PKAR yang berbeda ............................................
63
Rataan pH, gas dan haemoglobin darah Domba Garut yang
mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ........................
65
Rataan differensiasi butiran darah putih (BDP) Domba Garut
yang mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ...............
68
Rataan mineral plasma dan semen domba yang diberi ransum
dengan nilai PKAR berbeda......................................................
71
Warna semen Domba Garut yang mendapat ransum dengan
nilai PKAR berbeda ..................................................................
74
Kekentalan spermatozoa Domba Garut yang mendapat
ransum dengan nilai PKAR berbeda ........................................
76
Rataan perkembangan volume semen Domba Garut yang
mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda .......................
79
Rataan perkembangan pH semen Domba Garut yang
mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ........................
80
27
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
xvii
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Rataan perkembangan gerakan masa spermatozoa Domba
Garut yang mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda .....
82
Rataan perkembangan gerakan individu spermatozoa Domba
Garut yang mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda .....
84
Rataan persentase spermatozoa hidup Domba Garut yang
mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ........................
84
Rataan perkembangan spermatozoa normal (normalitas) Domba
Garut yang mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda .....
86
Rataan perkembangan konsentrasi spermatozoa Domba Garut
yang mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ...............
86
Rataan persentase spermatozoa X Domba Garut yang
mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ........................
88
xviii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1.
Domba Garut Jantan dewasa ....................................................
9
2.
Anatomi sistem reproduksi domba jantan ................................
10
3.
Tahap-tahap perkembangan sel spermatosit .............................
14
4.
Scanning elektron mikrograph spermatozoon ..........................
15
5.
Morfologi spermatozoa .............................................................
20
6.
Keadaan cairan intraseluler dan ekstraseluler ..........................
31
7.
Mekanisme pemompaan yang bergantung pada Na+-K+-ATP
pada waktu difusi glukosa ke dalam sel ..................................
33
8.
Nefron dan duktus dalam sistem ekskresi urin ........................
35
9.
Tata letak satuan percobaan pada penelitian ............................
48
10.
Tahapan pengukuran luas area kepala spermatozoa
mempergunakan perangkat lunak Image J ...............................
55
Grafik konsumsi BK Domba Garut selama penelitian .............
60
11.
xix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1.
Perhitungan penambahan mineral seng (Zn) dalam ransum ....
100
2.
Perhitungan perbedaan kation anion ransum ............................
101
3.
Metode pewarnaan William ......................................................
104
4.
Tahapan pengukuran luas area kepala spermatozoa .................
105
5.
Photo-photo penelitian ..............................................................
106
xx
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kondisi fisiologis dan tujuan pemeliharaan ternak menentukan jumlah dan
jenis nutrien yang dibutuhkan. Ternak dewasa, membutuhkan nutrien selain untuk
maintenance, produksi juga membutuhkan nutrien tertentu dengan jumlah yang
mencukupi bagi fungsi reproduksinya. Kecukupan nutrien pokok seperti energi,
protein, mineral dan vitamin dapat mempengaruhi reproduksi, sebaliknya bila
kekurangan dapat menyebabkan performa reproduksi suboptimal.
Pakan yang baik adalah pakan yang dapat memenuhi semua kebutuhan
nutrisi bagi ternak yang mengkonsumsinya. Hal ini meliputi kecukupan protein,
karbohidrat dan mineral-mineral esensial sesuai dengan status fisiologis ternak.
Ternak yang berbeda status fisiologisnya membutuhkan kandungan nutrisi yang
berbeda pula dalam ransumnya.
Mineral merupakan zat makanan yang jumlahnya relatif sedikit dalam
tubuh mahluk hidup, namun demikian zat tersebut merupakan mikro nutrien
penting dalam kehidupan. Fungsi mineral dalam organisme sangat bervariasi dan
berhubungan erat dengan kondisi dan bentuknya. Fungsi utamanya meliputi :
keikutsertaannya dalam pembentukan jaringan; pemeliharaan homeostasi dalam
cairan internal; pemeliharaan keseimbangan membran sel; pengaktifan reaksi
biokimia dalam sistem enzim; berefek langsung atau tidak langsung pada kelenjar
endokrin dan mempengaruhi simbiotik mikroflora saluran pencernaan.
Mineral seng (Zn) ditemukan dalam konsentrasi yang tinggi dalam organorgan prostat, testis dan di dalam spermatozoa. Hal ini menunjukkan bahwa
mineral seng sangat dibutuhkan dalam proses reproduksi (Underwood and Somers
1977). Kebutuhan mineral seng untuk ternak domba adalah 20-23 ppm dan dosis
letalnya adalah 750 ppm dalam ransum (Salt Insititute 2001).
Suplementasi
mineral seng dapat meningkatkan spermatogenesis, tetapi mekanismenya tidak
diketahui secara lengkap. Mineral ini sangat penting dalam spermatogenesis dan
secara langsung mempengaruhi pematangan spermatozoa dan memelihara
germinative epithelium (Underwood and Somers 1969). Mineral seng juga sangat
penting untuk pembelahan sel, sintesis dan stabilitas DNA juga dalan diferensiasi
sel (Devenson et al. 1993).
Keberadaan mineral dalam bentuk garam yang larut dalam medium sel,
cairan interestitial, darah dan limpa, berpartisipasi langsung atau tidak langsung
dalam menjaga homeostasi. Garam ketika dilarutkan dalam air, sebagian atau
seluruhnya terpecah menjadi kation dan anion.
Ion diklasifikasikan sebagai grup dari satu atau beberapa atom yang
mempunyai muatan listrik berdasarkan penambahan atau kehilangan elektronnya.
Muatan listrik yang dibawa elektrolit ini akan mempengaruhi keseimbangan asam
basa dan mempengaruhi metabolisme mineral. Ion dapat bermuatan positif atau
negatif. Jumlah kation dan anion di dalam tubuh sangatlah banyak dan sangat
responsif terhadap fungsi-fungsi biologis.
Kondisi asam basa tubuh sangat
ditentukan oleh jumlah kation dan anion yang dikonsumsi dari pakan. Kondisi ini
sangat menentukan fungsi fisiologis tubuh. Fungsi fisiologis tubuh akan berubah
jika keseimbangan asam basa dalam tubuh berubah. Hal ini akan mengakibatkan
pergeseran fungsi fisiologis sesuai dengan keseimbangan asam basa yang ada.
Mineral merupakan ion yang sangat penting di dalam tubuh.
Kation
meliputi kalsium, potasium, sodium, magnesium dan lain-lain, sedangkan anion
meliputi sulfur, oksigen, klor dan lain-lain. Sodium, potasium, sulfur dan klor
merupakan ion-ion monovalen yang sangat kuat. Keseimbangan kation anion
dalam pakan dinyatakan dalam equivalent atau milliequivalent.
Dietary cation-anion different (DCAD), yaitu perbedaan miliequevalen
antara kation dan anion tertentu dalam ransum dengan cara pengurangan
miliequivalen anion dari miliequivalen kation dalam seluruh ransum. Pada
umumnya, mineral yang sering digunakan dalam perhitungan DCAD, yaitu dua
macam kation (Na dan K) dan dua macam anion (Cl dan S).
Perhitungan nilai
DCAD yang digunakan oleh Harris and Beede (1993), Moore et al. (2000),
Roche et al. (2003a), Roche et al. (2003b), dan Borucki Castro et al. (2004),
berdasarkan persamaan Tucker et al. (1992) berikut ini.
DCAD = ( Na + K ) – ( Cl + S ) (meq/100 g BK ransum).
2
Manipulasi pakan melalui perbedaan keseimbangan kation anion pada
ternak ruminansia tidak banyak mempengaruhi perubahan pH darah, karena ginjal
dan
tulang
dapat
mempertahankan
keseimbangan
kation
anion
dan
mempertahankan pH darah dalam keaadaan normal. Pakan yang “asam” akan
mendorong mobilisasi tulang (osteocytic resorpsion) sebab tulang bekerjasama
dengan ginjal bertindak sebagai buffer terhadap kondisi asam sistemik. Pakan
yang “asam” mempunyai pengaruh yang kecil terhadap absorpsi kalsium dalam
usus. Selain itu pakan ini juga dapat meningkatkan produksi 1.25 dihydroxy
vitamin D per unit peningkatan parathyroid hormon.
Mineral merupakan unsur yang sangat penting dalam sistem reproduksi
terutama yang berhubungan dengan spermatogenesis.
Ion kalsium, kalium,
natrium, klor dan fosfat merupakan konstituen cairan elektrolit dalam epididimis.
Keseimbangan elektrolit dalam epididimis ini sangat penting untuk mendukung
epitel epididimis sebagai tempat pematangan fisiologis spermatozoa (Wong and
Yeung 1978; Brooks 1981).
Enzim ATP-ase yang sangat penting untuk mengkatalisis ATP selama
proses kontraksi dan relaksasi protein kontraktil dinein aksonema flagelum
spermatozoa, memerlukan fosfat anorganik, kalium-natrium dan kalsium
(Mitchell et al. 1976; Brooks 1981). Struktur membran spermatozoa mengandung
fosfolipid, dengan demikian fosfat sangat diperlukan agar membran spermatozoa
berfungsi normal (Mitchell et al. 1976; White et al. 1976; Pederson and Fawcet
1976).
Asam lemak esensial sangat penting untuk ternak. Peranan asam lemak
esensial bagi perkembangan embrio berkaitan dengan penyusunan struktur
membran sel dan sebagai prekursor prostaglandin selain sebagai sumber energi
(Leray et al. 1985). Telah diketahui bahwa hormon-hormon gonadal tersusun dari
senyawa lemak yang dikenal sebagai steroid.
Prekursor steroid adalah
pregnenolone yang merupakan derivat dari kolesterol. Pregnenolone dirubah
menjadi progesteron di dalam retikulum endoplasma. Hidroksilasi dan
dekarboksilasi progesteron menghasilkan formasi androgen di dalam sitoplasma
(Hafez 1980). Hal ini menunjukkan bahwa asam lemak sangat dibutuhkan untuk
pembentukan hormon-hormon gonadal.
3
Salah satu plasma nutfah Indonesia yang memiliki peluang untuk
dikembangkan dalam ruang lingkup nasional adalah Domba Garut. Domba ini
dikelompokkan kedalam tipe medium dengan kualitas daging yang baik. Selain
itu, kulit Domba Garut dikenal memiliki kualitas terbaik dibanding domba tipe
medium yang lain.
Diperkirakan 50 persen dari populasi domba nasional (4.6 juta ekor) ada di
Jawa Barat.
Populasi terbesar (80 persen) adalah jenis Domba Garut atau
merupakan persilangan Domba Garut dengan bangsa domba lain.
Peranan
Domba Garut sangat penting bagi masyarakat Jawa Barat karena ditinjau dari
aspek sosio-ekonomi ternak ini memiliki nilai yang sangat penting misalnya untuk
seni ketangkasan/kesenian domba tangkas.
Di Jawa Barat, konsumsi daging rata-rata 4.30 kg/kapita/tahun atau baru
mencapai 42.57% dari norma gizi (10.1 kg/kapita/tahun).
Ini berarti setara
dengan 267 ribu ekor sapi atau 2.5 juta ekor domba. Untuk skala nasional, jumlah
tersebut akan jauh lebih besar. Kontribusi Domba Garut sebagai sumber protein
hewani nampaknya belum optimal. Oleh karena itu, untuk mencapai norma gizi
sesuai dengan harapan maka masih sangat dibutuhkan ternak potong baik bagi
Jawa Barat maupun nasional. Sebagian besar kebutuhan daging nasional masih
sangat
tergantung dari impor sehingga kebijakan tersebut harus dievaluasi
kembali.
Di bidang reproduksi, Domba Garut dikenal memiliki sifat prolifikasi yang
baik yaitu rata-rata 175%.
Kualitas pakan yang baik sangat penting untuk
mendapatkan efisiensi produksi dan efisiensi ekonomi
yang baik.
Dengan
demikian perlu kajian mendalam dalam pengembangan aplikasi teknologi terpadu
antara pakan dan reproduksi. Kualitas semen sangat ditentukan oleh kesehatan
reproduksi pejantan. Pakan yang baik dan aplikasi bioteknologi reproduksi akan
sangat bermanfaat untuk mendapatkan anak yang sehat, memiliki daya hidup
tinggi dan pertumbuhan yang baik.
Semen adalah sekresi jantan yang secara normal diejakulasikan ke dalam
saluran reproduksi betina sewaktu kopulasi. Semen terdiri dari spermatozoa dan
plasma semen. Komposisi semen domba berbeda-beda antara spesies (Toelihere
1985; Evans and Maxwell 1987; Garner and Hafez 1987).
4
Spermatozoa terbentuk dalam testes melalui serangkaian pembelahan
yakni spermatogenesis. Proses spermatogenesis terdiri dari tiga fase yaitu (1)
spermatocytogenesis, proses spermatogonia berkembang menjadi spermatosit, (2)
meiosis, tahap matang dari spermatosit yang menghasilkan spermatid dengan
jumlah kromosom berkurang (haploid), dan (3) spermiogenesis, proses
transformasi dari spermatid menjadi spermatozoa.
Spermatocytogenesis
dikendalikan oleh FSH dari adenohyphophysis. Spermiogenesis berada di bawah
pengaruh LH dan testosteron (Toelihere 1985). Hasil pembentukan spermatozoa
dilepaskan dengan proses yang disebut spermiasi dari sel-sel sertoli dan memasuki
lumen tubuli seminiferi menuju rete testis. Pada domba, keseluruhan proses
spermatogenesis berlangsung antara 46-49 hari (Salisbury and Van Demark 1985;
Bearden and Fuquay 2000).
Pakan di Indonesia rata-rata mengandung seng yang rendah yaitu berkisar
antara 20-38 mg/kg dari bahan kering (Little 1986), sedangkan kebutuhan seng
untuk ternak ruminansia berkisar 40-50 mg/kg dan kebutuhan untuk mikroba
rumen yaitu antara 130-220 mg/kg (Arora 1989). Dosis letal Seng bagi ternak
domba adalah 750 ppm (Salt Institut 2001). Mineral seng terdapat pada semua
jaringan tubuh dan esensial bagi ternak. Seng memiliki berbagai fungsi dalam
tubuh.
Seng mempengaruhi pertumbuhan, perkembangan, fungsi reproduksi,
pembentukan darah dan tulang dan metabolisme asam nukleat, protein dan
karbohidrat. Dalam proses ini, seng berhubungan dengan enzim dimana seng
sebagai komponen esensial atau aktivator dari enzim (Georgievskii et al. 1982).
Seng dalam rumen memacu pertumbuhan mikroba rumen (Putra 1999),
meningkatkan penampilan ternak (Hartati 1998) dan immunitas pada domba
(Hernaman et al. 2003).
Selain dipengaruhi oleh konsumsi seng, absorpsi seng juga dipengaruhi
oleh prostaglandin terutama E2 (PGE2) yang produksinya tergantung pada
kecukupan asam arakhidonat (C20:4n-6) yang banyak terdapat dalam minyak
ikan. Berdasarkan hal tersebut diduga ada hubungan fisiologis antara lemak dan
seng dalam peningkatan absorbsi seng. Oleh karena itu selain seng, juga perlu
ditambahkan minyak ikan lemuru ke dalam ransum yang berkadar lemak rendah.
Minyak tersebut digunakan sebagai sumber asam lemak tidak jenuh majemuk
5
(poly unsaturated fatty acid = FUFA), yang mengandung asam lemak arakhidonat
(C20:4n-6) cukup tinggi (21.97%) dan dapat dipakai sebagai prekursor
prostaglandin terutama PGE2 yang paling dominan berperan dalam peningkatan
absorbsi seng.
Disamping itu asam lemak yang terkandung dalam minyak
lemuru juga dapat digunakan sebagai sumber energi, karier vitamin D, agensia
defaunasi dan mereduksi emisi metan.
Salah satu sumber asam lemak esensial
adalah minyak ikan lemuru (Sardinella longiceps). Ditinjau dari segi produksi,
ikan lemuru cukup potensial sebagai sumber minyak ikan.
Suplementasi mineral Seng (Zn) dan asam lemak esensial asal minyak
ikan lemuru bagi ternak Domba Garut jantan diharapkan mampu dijadikan
sebagai bahan stimulan peningkatan kemampuan reproduksinya.
Penelitian ini mengkaji tentang peran suplementasi asam lemak esensial
dan keseimbangan anion kation dalam ransum untuk mendukung reproduksi
ternak Domba Garut. Kajian ini diharapkan dapat mengungkapkan peran asam
lemak esensial dan keseimbangan anion kation dalam ransum terhadap kondisi
fisiologis dan karakteristik spermatozoa Domba Garut.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini yaitu untuk :
1. Mengetahui pengaruh nilai neraca kation-anion dan suplementasi asam lemak
esensial dalam ransum berkecukupan Zn terhadap konsumsi pakan,
metabolisme nutrient, keadaan fisiologis dan kondisi kimia darah.
2. Mendapatkan informasi keterkaitan pengaruh nilai neraca kation-anion
(negatif, netral dan positif) dan suplementasi asam lemak esensial terhadap
metabolisme Zn, Na, K, Cl serta S.
3. Mengkaji pengaruh nilai neraca kation-anion dan suplementasi asam lemak
esensial dalam ransum berkecukupan Zn terhadap karakteristik spermatozoa
dan rasio sperma X:Y yang dihasilkan ternak ruminansia jantan.
Hasil penelitaian ini diharapkan mampu memberikan informasi tentang
manfaat pemberian asam lemak esensial dan imbangan kation anion bagi ternak
Domba Garut jantan terhadap konsumsi pakan, metabolisme nutrien khususnya
6
Zn, Na, K, Cl dan S, kondisi fisiologis, karakteristik spermatozoa dan rasio
sperma X:Y.
Hipotesis Penelitian
Ransum dengan keseimbangan anion kation positif akan meningkatkan pH
darah sehingga menggeser homeostasi ke arah yang lebih basa. Ransum dengan
keseimbangan anion kation negatif akan menurunkan pH darah sehingga
menggeser homeostasi ke arah yang lebih asam.
Suplementasi asam lemak
esensial akan meningkatkan metabolisme Zn dan
meningkatkan ketersediaan
hormon reproduksi sehingga proses spermatogenesis meningkat. Keseimbangan
anion kation dalam ransum dapat merubah karakteristik spermatozoa dan
mempengaruhi rasio spermatozoa X:Y. Ransum dengan keseimbangan anion
kation positif akan meningkatkan rasio spermatozoa Y , sedangkan ransum
dengan keseimbangan anion kation negatif akan meningkatkan rasio spermatozoa
X.
7
TINJAUAN PUSTAKA
Deskripsi Domba Garut
Domba merupakan salah satu jenis ternak ruminansia kecil yang sangat
populer di masyarakat Indonesia. Selain mudah dipelihara, domba juga disenangi
masyarakat
karena
dapat
berfungsi
sebagai
tabungan
yang
mudah
diperjualbelikan. Menurut Sudarmono dan Sugeng (2005), di Indonesia terdapat
berbagai tipe domba, yaitu (1) Domba asli Indonesia atau disebut dengan domba
kampung atau lokal. Ciri-cirinya, berbadan kecil, lambat dewasa, warna bulu
tidak seragam, dan karkasnya rendah. (2) Domba Priangan atau disebut dengan
Domba Garut yang merupakan persilangan antara domba asli, merino, dan ekor
gemuk dari Afrika Selatan. Domba Garut
banyak terdapat di Garut sebagai
domba laga dengan ciri-ciri sebagai berikut: mempunyai tubuh besar dan lebar (60
kg untuk jantan dan 35 kg untuk betina); jantan bertanduk dan melengkung ke
belakang; daun telinga ramping; warna bulu kombinasi putih hitam dan cokelat
atau warna campuran. (3) Domba ekor gemuk banyak terdapat di Jawa Timur,
Madura, Sulawesi, dan Lombok. Ciri-cirinya, bentuk badan besar (50 kg untuk
jantan dan 40 kg untuk betina), bertanduk pada yang jantan, dan berekor panjang
(pada bagian pangkalnya besar dan menimbun lemak yang banyak, ujung ekornya
kecil tidak berlemak).
Domba (Ovis aries) menurut sistematikanya diklasifikasikan sebagai
berikut :
Kingdom
: Animalia
Filum
: Chordata
Kelas
: Mammalia
Ordo
: Artodactyla
Famili
: Bovidae
Genus
: Ovis
Spesies
: Ovis aries
Domba Garut merupakan bangsa domba yang berasal dari Jawa Barat
yaitu Kabupaten Garut. Domba Garut disebut juga Domba Priangan termasuk
tipe besar (Triwulaningsih et al. 1981). Domba Garut berkembang sejak tahun
1864 merupakan hasil persilangan tiga bangsa yaitu Domba Merino dari
Australia, Domba Kapstad dari Afrika Barat Daya dan domba lokal (Devendra
and McLeroy 1982).
Ciri khas Domba Garut adalah sebagai berikut: propil kepala cembung,
bentuk muka bagian atas lebar, pendek dan sedikit cembung. Daun telinga
memiliki kombinasi antara kuping rumpung/rudimenter (di bawah 4 cm) atau
ngadaun hiris (4-8 cm). Bentuk ekor lebar dan berlemak pada pangkal ekor dan
mengecil ke ujung (ngabuntut beurit atau ngabuntut bagong) . Domba jantan
mempunyai tanduk besar, kokoh, kuat dan melingkar, sedangkan betina tidak
bertanduk. Bobot hidup jantan dewasa antara 50-80 kg, sedangkan betina dewasa
35-40 kg. Ternak betina prolifik tinggi dan mempunyai selang kelahiran pendek.
Warna bulu bervariasi hitam, putih, coklat dan belang (Heriyadi 2006; Devendra
and McLeroy 1982; Mulyono 2003).
Keturunan hasil persilangan ini baik karena memiliki daya produksi wool
dari Merino dan tinggi badan lebih tinggi dari Kaapstaad. Pusat pengembangan
Domba Garut yang ada dewasa ini berada di daerah Garut, hasilnya disebar ke
daerah
lain seperti
Sumedang, Bandung, Tasikmalaya dan sekitarnya.
Berdasarkan dari tinggi badannya, domba ini cocok sebagai domba aduan
(Merkens and Soemirat 1979). Seni Ketangkasan Domba Garut diperkirakan
telah berlangsung sejak terbentuknya bangsa domba ini. Domba Garut memiliki
penampilan yang menarik sehingga sering digunakan sebagai hewan peliharaan
(Gambar 1.)
Gambar 1 Domba Garut jantan dewasa.
9
Anatomi Sistem Reproduksi Domba Jantan
Organ reproduksi domba jantan terdiri atas tiga komponen yaitu : (1)
organ kelamin primer yaitu testes, (2) kelenjar-kelenjar kelamin pelengkap yaitu
kelenjar vesikularis, kelenjar prostat, kelenjar bubourethalis dan saluran-saluran
epididimis serta duktus deferen, (c) alat kelamin luar yaitu penis (Toelihere 1993).
Anatomi sistem reproduksi domba jantan dapat dilihat pada Gambar 2.
Komponen-komponen yang penting pada gonand jantan adalah tubulus
seminiferus yang mensekresikan spermatozoa dan sel leydig yang terdapat pada
jaringan interstitial yang mensekresikan androgen. Androgen mempertahankan
sifat seks sekunder (jengot, suara, tanduk, jengger, agresivitas dan sebagainya)
dan kelenjar aksesoris (kelenjar-kelenjar prostat, vesikula seminalis dan kelenjar
Cowper). Sekresi kelenjar aksesori merupakan komponen essensial semen.
Gambar 2 Anatomi sistem reproduksi domba jantan (Kott 2008).
Testis
Testis selain merupakan kelenjar endokrin karena menghasilkan hormon,
juga
berfungsi
sebagai
kelenjar
eksokrin
karena
menghasilkan
sel-sel
spermatozoa. Testes pada hewan mamalia, terletak dalam kantong skrotum dan
mempunyai dua lobus. Masing-masing lobus terbungkus oleh kapsula fibrosa
tebal disebut tunika albugenia (Steinberger E and Steinberger A 1975). Dalam
perkembangannya, gonad (testis pada individu jantan) berasal dari lipatan
10
membujur epitel selom, sebelah kiri dan kanan mesenteri dorsal yang biasanya
dinamakan tonjolan genital (genital ridge). Sel gamet (spermatozoa) berkembang
dari sel germinal primordium (SGP) yang berasal dari luar gonad. SGP mulamula ditemukan pada kantong kunir, kemudian bergerak menuju usus belakang
(hind gut) dan melalui mesenteri dorsal sampai kepada tonjolan genital (Suhana
and Rafiah 1982). Selanjutnya epitel selom mengelilingi sel-sel mesenkim dan
SGP, membentuk bakal tubulus (sex cord) yaitu tubulus seminiferus yang masih
sederhana.
Sel-sel interstisial antara bakal tubulus berkembang menjadi sel
Leydig yang dapat membentuk hormon androgen, sedangkan bakal tubulus akan
membentuk tubulus seminiferus (Johnson and Everitt 1980). Proses pembentukan
tetis memerlukan hormon testosteron yang dihasilkan oleh sel Leydig. Sel ini
terus menerus membuat androgen sampai beberapa bulan setelah kelahiran,
kemudian berhenti berproduksi dan akan aktif kembali ketika masa pubertas
sampai dewasa (Johnson and Everitt 1980).
Ditinjau secara histologis, testis pada hewan mamalia umumnya terdiri
atas jaringan epitel seminiferus, yaitu jaringan pengikat dinding tubulus
seminferus, jaringan pengikat intertubuler dan jaringan pengikat padat
pembungkus testis.
Epitel seminiferus terdiri atas dua macam sel yaitu sel
penunjang atau sel sertoli dan sel-sel kelamin dari berbagai tingkat
perkembangan.
Sel sertoli terdapat sepanjang membran basalis yang mudah
dibedakan
sel
dari
kelamin,
karena
bentuk
nukleoplasmanya homogen dan anak intinya jelas.
selnya
torak,
inti
oval,
Jumlah sel sertoli pada
mamalia dewasa umumnya tetap dan sangat resisten terhadap zat-zat yang dapat
membunuh atau merusak sel-sel kelamin (Oakberg 1959; Rowley and Heller
1971). Oleh karena itu, sel sertoli dapat digunakan sebagai faktor pembanding
yang konstan dalam analisis kuantitatif dari epitel seminiferus.
Sel sertoli mempunyai fungsi penting yang erat kaitannya dengan
ke
MELALUI PENGATURAN PERBEDAAN KATION ANION
RANSUM DALAM UPAYA MEMPENGARUHI
KARAKTERISTIK SPERMATOZOA
PADA DOMBA GARUT
RAHMAT HIDAYAT
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa disertasi
saya dengan judul: Manipulasi Kondisi Fisiologis dan Keasaman Semen Melalui
Pengaturan Perbedaan Kation Anion Ransum dalam Upaya Mempengaruhi
Karakteristik Spermatozoa pada Domba Garut adalah karya saya sendiri dengan
arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari
karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan
dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Mei 2009
Rahmat Hidayat
NRP D061040011
ABSTRACT
RAHMAT HIDAYAT. Altering Physiological Conditions and Semen Acidity by
Manipulating Dietary Cation-Anion Difference and Their Effect on Sperm
Characteristics of Garut Breed Rams. Under the supervision of TOTO
TOHARMAT, ARIEF BOEDIONO and IDAT GALIH PERMANA.
This study was carried out to evaluate the effect of dietary cation-anion
difference (DCAD) and fish oil supplementation on dry matter intake, dry matter
and organic matter digestibility, weight gain, acidity of urine, blood and semen,
blood gas, plasma mineral, sperm characteristics and ratio of X:Y spermatozoa.
The dietary treatmens were as follows: RN0= basal ration (DCAD +14) without
fish oil, RNI= basal ration (DCAD +14) with 3% fish oil, RB0= base ration
(DCAD +40) without fish oil, RBI= base ration (DCAD +40) with 3% fish oil,
RA0= acid ration (DCAD -40) without fish oil, and RAI= acid ration (DCAD -40)
with 3% fish oil. The rations contained 150 ppm of zinc and were offered to 18 of
Garut breeed rams. The result indicated that: DCAD +40 and -40 decreased dry
matter intake significantly. The ration with DCAD +40 had the lowest dry matter
intake. No differences were observed for dry matter and organic matter
digestibility. DCAD +40 and -40 decreased body weight of rams except RA0
ration, however, the body weight of rams was very low. Variation of urine pH
followed the DCAD pattern. Blood pH, pCO2, and pO2 were not affected by
DCAD, but cHCO3 and cBase were affected. DCAD affected plasma Mg and S,
but did not affect K, Na, Zn and Cl. Semen pH after day 28 of experimental
period were significantly different and that followed DCAD pattern. There were
not differences for X:Y ratio, macroscopic and microscpic characteristic of sperm.
Keys words : DCAD, physiological condition, sperm, Garut ram
RINGKASAN
RAHMAT HIDAYAT. Manipulasi Kondisi Fisiologis dan Keasaman Semen
Melalui Pengaturan Perbedaan Kation Anion Ransum dalam Upaya
Mempengaruhi Karakteristik Spermatozoa pada Domba Garut. Dibimbing oleh
TOTO TOHARMAT sebagai ketua, ARIEF BOEDIONO dan IDAT GALIH
PERMANA sebagai anggota.
Penelitian ini menggunakan ransum dengan nilai perbedaan kation anion
ransum (PKAR) +14, +40 dan -40 meq masing-masing ada yang ditambahkan
minyak ikan 3% dan tidak. Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui : (1)
Pengaruh PKAR dan suplementasi asam lemak esensial dalam ransum
berkecukupan Zn terhadap konsumsi pakan, absorpsi dan metabolisme nutrien,
metabolit dan kondisi kimia darah. (2) Keterkaitan PKAR suplementasi asam
lemak esensial terhadap absorpsi dan metabolisme Zn, Na, K, Cl serta S. (3)
Mengkaji pengaruh PKAR dan suplementasi asam lemak esensial dalam ransum
berkecukupan Zn terhadap karakteristik spermatozoa dan rasio sperma X:Y.
Penelitian dilaksanakan di Fapet dan FKH IPB pada 9 Mei – 27 Oktober
2007. Ransum perlakuan, yaitu nilai PKAR +14, +40 dan -40 meq masing-masing
ada yang ditambahkan minyak ikan 3% dan tidak. Ransum basa diperoleh dengan
menambahkan Na2CO3 dan K2CO3 ke dalam ransum basal, masing-masing
sebagai sumber kation Na dan K agar nilai perbandingan kation anion ransum
(PKAR) menjadi +40. Kelompok ransum asam diperoleh dengan menambahkan
MgCl2 dan MgSO4 ke dalam ransum basal masing-masing sebagai sumber kation
Cl dan S agar nilai PKAR-nya menjadi -40. Ransum tersebut dianalis kandungan
Na, K, Cl, dan S total, dilanjutkan dengan menghitung besarnya neraca kationanion berdasarkan persamaan Tucker et al. (1992). Seluruh ransum mengandung
Zn 150 mg/kg BK ransum dengan cara menambahkan ZnSO4. Ransum dicobakan
selama 50 hari pada 18 ekor Domba Garut jantan berumur dua tahun yang dua
minggu sebelumnya telah diberi ransum basal tanpa suplementasi ZnSO4.
Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok (RAK). Kelompok
berdasarkan bobot badan, yaitu (I) bobot badan 32.5-37.5 kg, (II) 30.5-31.5 kg
dan (III) 28.5-30 kg.
PKAR dan penambahan minyak ikan pada ransum percobaan nyata
menurunkan konsumsi BK ransum. Selanjutnya perbandingan antara ransum
netral dengan ransum basa menunjukkan bahwa terjadi penurunan konsumsi BK
pada ransum dengan nilai PKAR basa jika dibandingkan dengan ransum normal.
Hal ini juga terjadi pada konsumsi BK ransum dengan PKAR asam lebih rendah
dari pada konsumsi BK ransum normal. Nilai PKAR basa dengan asam, hasilnya
memperlihatkan bahwa konsumsi BK ransum basa lebih rendah dari pada ransum
asam.
Penurunan bobot badan domba berbanding lurus dengan berkurangnya
konsumsi BK ransum. Domba yang mendapat perlakuan ransum basa mengalami
penurunan bobot badan yang paling besar dengan rata-rata penurunan bobot badan
secara berturut-turut 40 gram/hari dan 30 gram/hari. Hal ini sejalan dengan
penurunan konsumsi BK ransum dari masing-masing ternak. Domba yang
mendapat perlakuan ransum basal tanpa suplementasi minyak ikan mempunyai
rata-rata pertambahan bobot badan (PBB) tertinggi yaitu 133 gram/hari dengan
tingkat konsumsi 871±90 g BK/hari.
Nilai pH urin ternak percobaan pada hari ketujuh sampai hari ke-21 pada
PKAR basal dan basa mempunyai nilai yang sama, sedangkan pH urin ternak
yang diberi ransum PKAR asam mempunyai nilai yang lebih rendah. Nilai pH
tersebut memperlihatkan bahwa kelebihan konsumsi ion negatif yang dikonsumsi
ternak percobaan segera diekskresikan melalui urin yang dimanifestasikan melalui
menurunnya nilai pH urin.
Hari ke-28-42 penelitian, pemberian ransum PKAR basa tampak jelas
pengaruhnya terhadap nilai pH urin. Domba garut yang diberi ransum percobaan
PKAR basa menghasilkan nilai pH yang lebih tinggi dibandingkan dengan domba
yang diberi ransum basal maupun asam. Hal ini juga terjadi pada hari ke-35 dan
49 percobaan, walaupun pada perlakuan ransum basal dengan suplementasi
minyak ikan mempunyai nilai pH yang relatif sama dengan yang diberi ransum
basa. Ransum PKAR asam mempunyai pengaruh yang lebih kuat terhadap pH
urin jika dibandingkan dengan ransum dengan PKAR basa.
Domba yang mendapat perlakuan PKAR asam tanpa suplementasi lemak
mempunyai pH darah 7.33±0.07 tergolong ke dalam katagori pH asam. Domba
yang diberi perlakuan ransum dengan nilai PKAR basa tanpa suplementasi lemak
mempunyai pH darah tertinggi yaitu 7.44±0.04, walaupun demikian pH ini masih
tergolong kategori normal. Sedangkan domba lainnya mempunyai nilai pH darah
berkisar antara 7.36±0.08 sampai 7.40±0.02. Menurut Story et al. (2004), pH
darah < 7.35 termasuk asam, 7.35-7.45 termasuk normal dan > 7.45 termasuk
basa. Sementara itu, Frandson (1992) dan Anstey (2005) menyatakan bahwa nilai
pH darah sebesar 7.06 termasuk ke dalam kategori sangat asam, 7.25-7.31
termasuk asam, 7.35-7.40 termasuk normal dan 7.47-7.52 termasuk basa.
Domba yang diberi perlakuan ransum basa tanpa suplementasi lemak
mempunyai nilai cHCO3 paling besar, sedangkan yang diberi perlakuan ransum
asam tanpa lemak paling kecil. Domba yang diberi perlakuan ransum basa
mempunyai nilai cHCO3 yang lebih tinggi daripada domba yang diberi ransum
asam maupun basal.
Domba Garut yang mendapat ransum PKAR asam tanpa suplementasi
minyak ikan mempunyai cBase darah yang termasuk kategori asam normal karena
berada dalam kisaran darah asam (-8.00 sampai-5.00 mmol/L) dan cBase darah
normal (0,00 mmol/L) (Anstey 2005). Domba Garut yang diberi ransum PKAR
asam yang disuplementasi minyak ikan mempunyai cBase darah basa basa
(2.43±1.82 mmol/L) karena berada di atas kondisi darah normal (0.00 mmol/L).
Suplementasi minyak ikan pada PKAR asam dapat meningkatkan cBase darah.
Domba garut yang diberi perlakuan ransum basa tanpa suplementasi asam lemak
mempunyai cBase darah yang lebih tinggi dibanding dengan perlakuan lain
(5.40±3.13 mmol/L), sedangkan yang disuplementasi minyak ikan mempunyai
cBase darah 2.57±2.20 mmol/L. Berbeda dengan kondisi asam, suplementasi
minyak ikan dalam ransum dengan PKAR basa menyebabkan penurunan nilai
cBase darah. Walaupun demikian, Domba Garut yang diberi ransum dengan
PKAR basa, baik tanpa maupun suplementasi minyak ikan, keduanya mempunyai
nilai cBase darah di atas normal (0.00 mmol/L). Hal ini menunjukkan bahwa
ransum dengan PKAR basa mengakibatkan peningkatan nilai cBase darah. Darah
Domba Garut yang diberi ransum basal mempunyai cBase darah sedikit di atas
nilai normal yaitu 0.20±1.22–1.87±1.50 mmol/L. Senada dengan Domba Garut
yang diberi ransum dengan nilai PKAR basa, suplementasi minyak ikan dalam
ransum basal dapat menurunkan nilai cBase darah. Kondisi ini memperlihatkan
bahwa suplementasi minyak ikan dalam ransum dengan PKAR basa dapat
menurunkan nilai cBase darah.
PKAR dan suplementasi lemak pada ransum tidak mempengaruhi nilai
BDM, BDP, PCV dan Hb darah Domba Garut. Suplementasi lemak pada ransum
dengan PKAR basal dan basa menurunkan N differensiasi butiran darah putih
(BDP), tetapi tidak terjadi dalam ransum dengan PKAR asam. Elemen lain seperti
L, M, E dan B tidak terpengaruh oleh PKAR dan suplementasi lemak dalam
ransum.
Konsentrasi mineral K+ dan Na+ plasma Domba Garut tidak terpengaruh
oleh PKAR dan suplementasi lemak. Hal ini menunjukkan bahwa Domba Garut
mampu mempertahankan homeostasi mineral K+ dan Na+ plasma dalam kondisi
pemberian pakan dengan PKAR yang berbeda.
Semua ternak dalam penelitian ini mempunyai konsentrasi Na+ lebih
tinggi dari K+. Hasil penelitian ini didapatkan perbandingan kation Na+ :K+ untuk
RN0. RNI, RB0, RBI, RA0 dan RAI secara berturut-turut adalah 8:1, 7:1, 6:1, 6:1,
7:1 dan 7:1. Imbangan Na+ :K+ dalam tubuh ternak dilakukan untuk mencapai
homeostasis.
Konsentrasi mineral Zn dalam plasma darah Domba Garut hasil penelitian
berkisar antara 12.99±3.38 sampai 23.81±14.65 ppm. Konsentrasi tertinggi
terdapat pada Domba Garut yang mendapat ransum basal tanpa suplementasi
minyak ikan. Suplementasi minyak ikan dalam kondisi PKAR basa dapat
menurunkan konsentrasi mineral Zn plasma. Sebaliknya, dalam kondisi PKAR
asam, suplementasi minyak ikan justru meningkatkan konsentrasi Zn plasma.
Walaupun demikian, konsentrasi mineral Zn dalam plasma semua domba
penelitian berada dalam kisaran normal. Menurut McDonald et al. (1988),
konsentrasi normal Zn dalam tubuh hewan adalah 10–50 ppm.
Konsentrasi mineral Mg pada PKAR asam tanpa suplementasi asam lemak
lebih tinggi dibanding dengan ransum perlakuan lain. Hal ini dikarenakan adanya
penambahan mineral Mg dalam bentuk MgSO4 dan MgCl2. Kadar mineral Mg
yang berlebih dalam pemberian ransum dengan PKAR asam dapat ditekan
keberadaanya dengan adanya suplementasi lemak dalam ransum. Terbukti bahwa
plasma darah dari domba yang diberi ransum dengan PKAR asam yang
disuplementasi lemak mengandung kadar Mg lebih rendah dibandingkan dengan
yang tanpa suplementasi.
Domba Garut yang diberi ransum PKAR asam tanpa suplementasi minyak
ikan mempunyai konsentrasi ion S tertinggi yaitu 81.44±22.83 ppm. Peningkatan
ion S dalam plasma ini disebabkan adanya penambahan garam MgSO4 ke dalam
ransum. Keberadaan ion S dalam ransum PKAR asam dapat ditekan oleh
suplementasi minyak ikan, sehingga domba yang diberi ransum asam dengan
suplementasi minyak ikan mempunyai konsentrasi ion S plasma lebih rendah
(26.78±1.39 ppm). Keberadaan minyak ikan dalam ransum mampu menekan
konsenrasi ion S baik dalam ransum dengan nilai PKAR basal, basa maupun
asam.
Penambahan mineral MgCl2 ke dalam ransum tidak banyak pengaruhnya
terhadap konsentrasi ion Cl dalam plasma. Domba Garut mampu
mempertahankan homeostasis ion Cl meskipun dalam ransum ditambahkan garam
Cl yang berlebih. Rataan konsentrasi ion Cl plasma berkisar antara 4577±159.35
sampai 4851±226.93 ppm. Sama halnya dengan ion S, suplementasi minyak ikan
dalam ransum mampu menekan konsenrasi ion Cl baik dalam PKAR basal, basa
maupun asam.
Nilai pH semen domba yang diberi PKAR asam lebih rendah dari PKAR
basal dan basa setelah penelitian berlangsung selama 28 hari. Hali ini
memperlihatkan bahwa PKAR asam mempunyai peluang yang besar untuk
memanipulasi kondisi semen Domba Garut. Kondisi pH semen yang lebih asam
dari keadaan normal akibat PKAR asam, menyebabkan berkurangnya jumlah
spermatozoa Y. Sebaliknya, kondisi pH semen yang lebih basa dari keadaan
normal akibat PKAR basa akan menyebabkan berkurangna spermatozoa X. Hal
ini disebabkan karena pada suasana asam spermatozoa Y akan mati sedangkan
spermatozoa X lebih tahan pada suasana asam (Anonim 2006). Nurwansyah
(2006) juga menyatakan bahwa spermatozoa Y akan lebih kuat dan lebih tahan
hidupnya dalam suasana basa. Sebaliknya, spermatozoa X lebih kuat dan lebih
tahan hidupnya pada suasana asam. Perubahan pH semen tersebut diduga akan
merubah rasio spermatozoa X dan Y. Kondisi pH asam, menyebabkan persentase
spermatozoa X lebih besar daripada Y, sebaliknya pada kondisi pH basa
menyebabkan tingginya persentase spermatozoa Y. Dengan demikian, keadaan
ini akan merubah proporsi jenis kelamin anak yang dilahirkan dari masing-masing
ransum dengan PKAR yang berbeda.
Seluruh ternak percobaan menghasilkan volume, warna, kekentalan dan
bau semen yang sama. Demikian pula halnya terhadap keadaan mikroskopis
spermatozoa (gerakan massa, gerakan individu, konsentrasi, abnormalitas
morfologi, persentase hidup spermatozoa) PKAR tidak banyak berpengaruh. Hal
ini menunjukkan bahwa adanya prioritas pemanfaatan nutrisi pada Domba Garut
jantan, ditujukan bagi produktivitas reproduksi sehingga mampu mempertahankan
kualitas spermatozoa baik secara makroskopis maupun mikroskopis.
Persentase spermatozoa X dan Y domba garut yang diberi ransum dengan
PKAR yang berbeda mempunyai perbandingan yang sama yaitu mendekati
50:50%.
PKAR mempengaruhi konsentrasi basa darah, cHCO3 dan konsentrasi
mineral Mg dan S dalam plasma. Dibutuhkan waktu selama 28 hari untuk
mempengaruhi pH semen sehingga mengikuti pola PKAR yang diberikan.
Prioritas pemanfaatan nutrisi pada Domba Garut jantan, ditujukan bagi
produktivitas reproduksi sehingga mampu mempertahankan kualitas spermatozoa
baik secara makroskopis maupun mikroskopis.
Kata kunci :
perbedaan kation anion ransum (PKAR), kondisi fisiologis,
spermatozoa, Domba Garut
© HAK cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2009
Hak cipta dilindungi undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
MANIPULASI KONDISI FISIOLOGIS DAN KEASAMAN SEMEN
MELALUI PENGATURAN PERBEDAAN KATION ANION
RANSUM DALAM UPAYA MEMPENGARUHI
KARAKTERISTIK SPERMATOZOA
PADA DOMBA GARUT
RAHMAT HIDAYAT
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Ilmu Ternak
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2009
Judul Disertasi
:
Manipulasi Kondisi Fisiologis dan Keasaman Semen
Melalui Pengaturan Perbedaan Kation Anion Ransum
dalam Upaya Mempengaruhi Karakteristik
Spermatozoa pada Domba Garut
Nama
NIM
:
:
Rahmat Hidayat
D061040011
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Toto Toharmat, M.Agr.Sc.
Ketua
Prof. Dr. drh. Arief Boediono
Anggota
Dr. Ir. Idat Galih Permana, M.Sc.
Anggota
Mengetahui
Ketua Program Studi
Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Dr. Ir. Idat Galih Permana, M.Sc.
Prof. Dr. Ir. Khairil A Notodiputro, M.S.
Tanggal ujian : 19 Mei 2009
Tanggal lulus :
Disertasi ini penulis persembahkan untuk:
Istriku tercinta : Nurrisky Murdjani, SE., Ak., M.Si.
Anak-anakku tersayang : A Fikry Nurrahman, Teh Azka Fitria dan
De Alya Zahira
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat
rahmat, petunjuk dan izin-Nya penulis dapat menyelesaikan disertasi ini dengan
judul ‘Manipulasi Kondisi Fisiologis dan Keasaman Semen Melalui Pengaturan
Perbedaan Kation Anion Ransum dalam Upaya Mempengaruhi Karakteristik
Spermatozoa pada Domba Garut‘. Disertasi ini dibuat untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam memperoleh gelar Doktor pada Sekolah Pascasarjana Institut
Pertanian Bogor.
Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Toto Toharmat, M.Agr.Sc. sebagai ketua
komisi pembimbing, Bapak Prof. Dr. drh. Arief Boediono dan Bapak Dr. Ir. Idat
Galih Permana, M.Sc. sebagai Anggota Komisi Pembimbing atas segala
bimbingan, arahan, masukan, perhatian dan nasihat mulai dari awal perencanaan
sampai selesainya usulan penelitian ini.
Terima kasih dan penghargaan penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Maradoli
Hutasuhut, M.Sc., M.Ec. dan Dr. Ir. H. Suryahadi, DEA yang telah bersedia
menjadi penguji luar komisi pada ujian terbuka. Dr. Ir. Komang G. Wiryawan
selaku penguji luar komisi pada ujian tertutup. Prof. Dr. Ir. Wasmen Manalu,
M.Sc. dan Dr. Ir. Jajat Jachja, M.Sc. sebagai penguji pada ujian prelium atas
segala sumbangan pemikiran, masukan, saran, dan pengarahan penulisan disertasi
mulai dari ujian tertutup sampai selesainya disertasi ini.
Terima kasih dan penghargaan penulis sampaikan kepada Rektor
Universitas Padjadjaran, Dekan Fakultas Peternakan Unpad, Kepala Jurusan
Nutrisi dan Makanan Ternak, Kepala Laboratorium Nutrisi Ternak Ruminansia
dan Kimia Makanan Ternak Fapet Unpad beserta semua rekan-rekan yang telah
mengizinkan, memberi semangat, dan mendoakan sehingga penulis dapat
melanjutkan sekolah pascasarjana. Tak lupa juga kepada Rektor Insitut Pertanian
Bogor, Dekan dan staf Sekolah Pascasarjana IPB, Dekan Fakultas Peternakan
IPB, Ketua Program Studi Ilmu Ternak Pascasarjana IPB beserta semua dosen,
laboran, dan pegawai administrasi, atas penerimaan dan pelayanan yang baik
selama penulis mengikuti pendidikan program doktor pada sekolah pascasarjana
IPB. Ucapan yang sama penulis juga sampaikan kepada Pengelola Beasiswa
Program Pascasarjana (BPPS) dan Tim Hibah Penelitian Pascasarjana Ditjen Dikti
Depdiknas atas bantuan dana sehingga perkuliahan dan penulisan disertasi ini
dapat berlangsung dengan baik.
Penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Dr.
Dra. Iis Arifiantini, M.Si, Dr. Ir. Farida, M.Sc., Ir. H. Yudi Guntara Noor, H.
Muhammad Saleh, SE, Mas Bondan, drh. Dedi, Mbak Dian, Bapak Ujang, Amir,
Haer, Bapak Adi, Bapak Dimyati, Diah Anggreini S.Pt, M.Si., Bapak dan Ibu
Anda, Drs. Nusyirwan M.Si, dan Dr. Ir. Dewi Apriastuti, MS atas segala bantuan
baik immateri maupun materi yang telah diberikan sehingga penelitian dapat
dilaksanakan dengan baik dan lancar.
Semoga semua amal baik tersebut di atas dapat diterima dan diridhoi oleh
Alloh SWT dengan balasan berupa kebaikan yang banyak.
Sebagai manusia
biasa, tentunya penulis mempunyai banyak kesalahan selama berkomunikasi dan
berinteraksi pada waktu melaksanakan pendidikan pascasarjana, terutama selama
pelaksanaan penelitian ini. Oleh karena itu, penulis menghaturkan permohonan
maaf yang sebesar-besarnya, lahir bathin, baik yang disengaja maupun yang tidak
disengaja kepada semua fihak yang pernah berinteraksi dengan penulis.
Semoga disertasi ini bermanfaat dan semoga Alloh SWT senantiasa
memberi hidayah, taufik, inayah, dan meridhoi amal perbuatan kita semua.
Bogor, Mei 2009
Rahmat Hidayat
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sumedang pada 19 Februari 1969 sebagai anak ketujuh
dari pasangan Bapak US Natamihardja, BA (Alm.) dan Ibu Eri Rohaeti. Menikah
dengan Nurrisky Murdjani, SE. Ak., M.Si. pada 1996 dan sudah dikarunia tiga
orang anak yaitu, Fikry Nurrahman, Azka Fitria dan Alya Zahira.
Pendidikan sekolah dasar sampai dengan sekolah menengah atas ditempuh
di Sumedang. Pendidikan sarjana ditempuh di Fakultas Peternakan Universitas
Padjadjaran Bandung masuk pada 1988 dan lulus pada 1994. Melanjutkan S2 di
Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor masuk pada 1999 dan lulus 2002.
Pada 2004 penulis diterima untuk Program Doktor di Program Studi Ilmu Ternak
Sekolah Pascasarjana IPB.
Pada 1995 sampai dengan 1996 penulis bekerja di Dinas Peternakan
Kabupaten Bogor di bagian Seksi Bina Program. Pada 1996 sampai sekarang
penulis bekerja sebagai Staf Pengajar di Jurusan Ilmu Nutrisi Ternak, Fakultas
Peternakan, Universitas padjadjaran. Bidang ilmu yang pernah diajarkan adalah
Nutrisi Ternak Dasar, Pengetahuan Bahan Makanan Ternak, Nutrisi Ternak
Ruminansia dan Mikrobiologi Nutrisi.
Bogor, Mei 2009
Penulis,
Rahmat Hidayat
Penguji diluar komisis pembimbing :
1. Penguji pada ujian tertutup : Dr. Ir. Komang G. Wiryawan
2. Penguji pada ujian terbuka : Dr. Ir. Maradoli Hutasuhut, M.Sc., M.Ec.
Dr. Ir. H. Suryahadi, DEA
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ..............................................................................
DAFTAR GAMBAR .........................................................................
DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................
PENDAHULUAN
Latar Belakang ..........................................................................
Tujuan Penelitian ......................................................................
Hipotesis Penelitian ...................................................................
TINJAUAN PUSTAKA
Deskripsi Domba Garut ............................................................
Anatomi Sistem Reproduksi Domba Jantan .............................
Testis .........................................................................................
Spermatogenesis .......................................................................
Pematangan Spermatozoa .........................................................
Pengendalian Spermatogenesis oleh Hormon ...........................
Semen ........................................................................................
Spermatozoa ..............................................................................
Plasma Semen ...........................................................................
Karakteristik Semen Domba .....................................................
Penentuan Jenis Kelamin ..........................................................
Keseimbangan Kation-Anion ....................................................
Peran Mineral Na, K, Cl dan S ..................................................
Mineral Seng .............................................................................
Metabolisme Seng dalam Tubuh Makhluk Hidup ....................
Manifestasi Defisiensi Seng ......................................................
Suplementasi Seng Bagi Ternak Ruminansia ...........................
Lemak ........................................................................................
Asam Lemak Esensial ...............................................................
MATERI DAN METODE PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian ....................................................
Metode Penelitian .....................................................................
Peubah yang Diamati ................................................................
Analisis Data .............................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Perlakuan terhadap Peubah Nutrisi (Konsumsi
Bahan Kering, Kecernaan Bahan Kering dan Kecernaan
Bahan Organik) dan Pertambahan Bobot Badan ......................
Pengaruh Perlakuan terhadap pH Urin Ternak Percobaan .......
Halaman
xvii
xix
xx
1
6
7
8
10
10
12
15
17
18
18
20
21
22
24
29
39
40
41
41
42
43
45
45
48
54
56
60
Pengaruh Perlakuan terhadap Gas Darah ................................
64
Pengaruh Perlakuan terhadap Status Mineral Plasma Darah ....
69
Pengaruh Perlakuan terhadap Status Mineral Semen ................
Pengaruh Perlakuan terhadap Warna Semen ............................
Pengaruh Perlakuan terhadap Kekentalan Spermatozoa ...........
73
73
75
Pengaruh Perlakuan terhadap Volume Semen .........................
Pengaruh Perlakuan terhadap pH Semen ..................................
Pengaruh Perlakuan terhadap Gerakan Massa Spermatozoa ....
Pengaruh Perlakuan terhadap Gerakan Individu Spermatozoa ..........
Pengaruh Perlakuan terhadap Persentase Spermatozoa Hidup .
Pengaruh Perlakuan terhadap Normalitas Spermatozoa ..........
Pengaruh Perlakuan terhadap Konsentrasi Spermatozoa ..........
Pengaruh Perlakuan terhadap Komposisi Spermatozoa X dan
Y ................................................................................................
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ...................................................................................
Saran .........................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
75
77
78
81
81
83
83
85
89
89
90
100
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1.
Berat molekul, nilai valensi, berat equivalen dan berat
miligram equivalen mineral-mineral yang digunakan untuk
menghitung keseimbangan kation-anion ransum .....................
2.
Perbandingan konsentrasi bahan-bahan di luar dan dalam
membran sel mamalia ..............................................................
32
3.
Jenis ransum perlakuan .............................................................
45
4.
Komposisi dan kandungan nutrien ransum basal .....................
46
5.
Suplementasi garam-garam mineral dan minyak ikan
47
6.
Rataan konsumsi harian bahan kering (BK), kecernaan bahan
kering (KCBK), kecernaan bahan organik (KCBO) ransum
dan pertambahan bobot badan domba dengan nilai PKAR
ransum yang berbeda ................................................................
57
Rataan harian pH urin Domba Garut yang mendapat ransum
dengan nilai PKAR yang berbeda ............................................
63
Rataan pH, gas dan haemoglobin darah Domba Garut yang
mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ........................
65
Rataan differensiasi butiran darah putih (BDP) Domba Garut
yang mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ...............
68
Rataan mineral plasma dan semen domba yang diberi ransum
dengan nilai PKAR berbeda......................................................
71
Warna semen Domba Garut yang mendapat ransum dengan
nilai PKAR berbeda ..................................................................
74
Kekentalan spermatozoa Domba Garut yang mendapat
ransum dengan nilai PKAR berbeda ........................................
76
Rataan perkembangan volume semen Domba Garut yang
mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda .......................
79
Rataan perkembangan pH semen Domba Garut yang
mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ........................
80
27
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
xvii
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Rataan perkembangan gerakan masa spermatozoa Domba
Garut yang mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda .....
82
Rataan perkembangan gerakan individu spermatozoa Domba
Garut yang mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda .....
84
Rataan persentase spermatozoa hidup Domba Garut yang
mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ........................
84
Rataan perkembangan spermatozoa normal (normalitas) Domba
Garut yang mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda .....
86
Rataan perkembangan konsentrasi spermatozoa Domba Garut
yang mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ...............
86
Rataan persentase spermatozoa X Domba Garut yang
mendapat ransum dengan nilai PKAR berbeda ........................
88
xviii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1.
Domba Garut Jantan dewasa ....................................................
9
2.
Anatomi sistem reproduksi domba jantan ................................
10
3.
Tahap-tahap perkembangan sel spermatosit .............................
14
4.
Scanning elektron mikrograph spermatozoon ..........................
15
5.
Morfologi spermatozoa .............................................................
20
6.
Keadaan cairan intraseluler dan ekstraseluler ..........................
31
7.
Mekanisme pemompaan yang bergantung pada Na+-K+-ATP
pada waktu difusi glukosa ke dalam sel ..................................
33
8.
Nefron dan duktus dalam sistem ekskresi urin ........................
35
9.
Tata letak satuan percobaan pada penelitian ............................
48
10.
Tahapan pengukuran luas area kepala spermatozoa
mempergunakan perangkat lunak Image J ...............................
55
Grafik konsumsi BK Domba Garut selama penelitian .............
60
11.
xix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1.
Perhitungan penambahan mineral seng (Zn) dalam ransum ....
100
2.
Perhitungan perbedaan kation anion ransum ............................
101
3.
Metode pewarnaan William ......................................................
104
4.
Tahapan pengukuran luas area kepala spermatozoa .................
105
5.
Photo-photo penelitian ..............................................................
106
xx
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kondisi fisiologis dan tujuan pemeliharaan ternak menentukan jumlah dan
jenis nutrien yang dibutuhkan. Ternak dewasa, membutuhkan nutrien selain untuk
maintenance, produksi juga membutuhkan nutrien tertentu dengan jumlah yang
mencukupi bagi fungsi reproduksinya. Kecukupan nutrien pokok seperti energi,
protein, mineral dan vitamin dapat mempengaruhi reproduksi, sebaliknya bila
kekurangan dapat menyebabkan performa reproduksi suboptimal.
Pakan yang baik adalah pakan yang dapat memenuhi semua kebutuhan
nutrisi bagi ternak yang mengkonsumsinya. Hal ini meliputi kecukupan protein,
karbohidrat dan mineral-mineral esensial sesuai dengan status fisiologis ternak.
Ternak yang berbeda status fisiologisnya membutuhkan kandungan nutrisi yang
berbeda pula dalam ransumnya.
Mineral merupakan zat makanan yang jumlahnya relatif sedikit dalam
tubuh mahluk hidup, namun demikian zat tersebut merupakan mikro nutrien
penting dalam kehidupan. Fungsi mineral dalam organisme sangat bervariasi dan
berhubungan erat dengan kondisi dan bentuknya. Fungsi utamanya meliputi :
keikutsertaannya dalam pembentukan jaringan; pemeliharaan homeostasi dalam
cairan internal; pemeliharaan keseimbangan membran sel; pengaktifan reaksi
biokimia dalam sistem enzim; berefek langsung atau tidak langsung pada kelenjar
endokrin dan mempengaruhi simbiotik mikroflora saluran pencernaan.
Mineral seng (Zn) ditemukan dalam konsentrasi yang tinggi dalam organorgan prostat, testis dan di dalam spermatozoa. Hal ini menunjukkan bahwa
mineral seng sangat dibutuhkan dalam proses reproduksi (Underwood and Somers
1977). Kebutuhan mineral seng untuk ternak domba adalah 20-23 ppm dan dosis
letalnya adalah 750 ppm dalam ransum (Salt Insititute 2001).
Suplementasi
mineral seng dapat meningkatkan spermatogenesis, tetapi mekanismenya tidak
diketahui secara lengkap. Mineral ini sangat penting dalam spermatogenesis dan
secara langsung mempengaruhi pematangan spermatozoa dan memelihara
germinative epithelium (Underwood and Somers 1969). Mineral seng juga sangat
penting untuk pembelahan sel, sintesis dan stabilitas DNA juga dalan diferensiasi
sel (Devenson et al. 1993).
Keberadaan mineral dalam bentuk garam yang larut dalam medium sel,
cairan interestitial, darah dan limpa, berpartisipasi langsung atau tidak langsung
dalam menjaga homeostasi. Garam ketika dilarutkan dalam air, sebagian atau
seluruhnya terpecah menjadi kation dan anion.
Ion diklasifikasikan sebagai grup dari satu atau beberapa atom yang
mempunyai muatan listrik berdasarkan penambahan atau kehilangan elektronnya.
Muatan listrik yang dibawa elektrolit ini akan mempengaruhi keseimbangan asam
basa dan mempengaruhi metabolisme mineral. Ion dapat bermuatan positif atau
negatif. Jumlah kation dan anion di dalam tubuh sangatlah banyak dan sangat
responsif terhadap fungsi-fungsi biologis.
Kondisi asam basa tubuh sangat
ditentukan oleh jumlah kation dan anion yang dikonsumsi dari pakan. Kondisi ini
sangat menentukan fungsi fisiologis tubuh. Fungsi fisiologis tubuh akan berubah
jika keseimbangan asam basa dalam tubuh berubah. Hal ini akan mengakibatkan
pergeseran fungsi fisiologis sesuai dengan keseimbangan asam basa yang ada.
Mineral merupakan ion yang sangat penting di dalam tubuh.
Kation
meliputi kalsium, potasium, sodium, magnesium dan lain-lain, sedangkan anion
meliputi sulfur, oksigen, klor dan lain-lain. Sodium, potasium, sulfur dan klor
merupakan ion-ion monovalen yang sangat kuat. Keseimbangan kation anion
dalam pakan dinyatakan dalam equivalent atau milliequivalent.
Dietary cation-anion different (DCAD), yaitu perbedaan miliequevalen
antara kation dan anion tertentu dalam ransum dengan cara pengurangan
miliequivalen anion dari miliequivalen kation dalam seluruh ransum. Pada
umumnya, mineral yang sering digunakan dalam perhitungan DCAD, yaitu dua
macam kation (Na dan K) dan dua macam anion (Cl dan S).
Perhitungan nilai
DCAD yang digunakan oleh Harris and Beede (1993), Moore et al. (2000),
Roche et al. (2003a), Roche et al. (2003b), dan Borucki Castro et al. (2004),
berdasarkan persamaan Tucker et al. (1992) berikut ini.
DCAD = ( Na + K ) – ( Cl + S ) (meq/100 g BK ransum).
2
Manipulasi pakan melalui perbedaan keseimbangan kation anion pada
ternak ruminansia tidak banyak mempengaruhi perubahan pH darah, karena ginjal
dan
tulang
dapat
mempertahankan
keseimbangan
kation
anion
dan
mempertahankan pH darah dalam keaadaan normal. Pakan yang “asam” akan
mendorong mobilisasi tulang (osteocytic resorpsion) sebab tulang bekerjasama
dengan ginjal bertindak sebagai buffer terhadap kondisi asam sistemik. Pakan
yang “asam” mempunyai pengaruh yang kecil terhadap absorpsi kalsium dalam
usus. Selain itu pakan ini juga dapat meningkatkan produksi 1.25 dihydroxy
vitamin D per unit peningkatan parathyroid hormon.
Mineral merupakan unsur yang sangat penting dalam sistem reproduksi
terutama yang berhubungan dengan spermatogenesis.
Ion kalsium, kalium,
natrium, klor dan fosfat merupakan konstituen cairan elektrolit dalam epididimis.
Keseimbangan elektrolit dalam epididimis ini sangat penting untuk mendukung
epitel epididimis sebagai tempat pematangan fisiologis spermatozoa (Wong and
Yeung 1978; Brooks 1981).
Enzim ATP-ase yang sangat penting untuk mengkatalisis ATP selama
proses kontraksi dan relaksasi protein kontraktil dinein aksonema flagelum
spermatozoa, memerlukan fosfat anorganik, kalium-natrium dan kalsium
(Mitchell et al. 1976; Brooks 1981). Struktur membran spermatozoa mengandung
fosfolipid, dengan demikian fosfat sangat diperlukan agar membran spermatozoa
berfungsi normal (Mitchell et al. 1976; White et al. 1976; Pederson and Fawcet
1976).
Asam lemak esensial sangat penting untuk ternak. Peranan asam lemak
esensial bagi perkembangan embrio berkaitan dengan penyusunan struktur
membran sel dan sebagai prekursor prostaglandin selain sebagai sumber energi
(Leray et al. 1985). Telah diketahui bahwa hormon-hormon gonadal tersusun dari
senyawa lemak yang dikenal sebagai steroid.
Prekursor steroid adalah
pregnenolone yang merupakan derivat dari kolesterol. Pregnenolone dirubah
menjadi progesteron di dalam retikulum endoplasma. Hidroksilasi dan
dekarboksilasi progesteron menghasilkan formasi androgen di dalam sitoplasma
(Hafez 1980). Hal ini menunjukkan bahwa asam lemak sangat dibutuhkan untuk
pembentukan hormon-hormon gonadal.
3
Salah satu plasma nutfah Indonesia yang memiliki peluang untuk
dikembangkan dalam ruang lingkup nasional adalah Domba Garut. Domba ini
dikelompokkan kedalam tipe medium dengan kualitas daging yang baik. Selain
itu, kulit Domba Garut dikenal memiliki kualitas terbaik dibanding domba tipe
medium yang lain.
Diperkirakan 50 persen dari populasi domba nasional (4.6 juta ekor) ada di
Jawa Barat.
Populasi terbesar (80 persen) adalah jenis Domba Garut atau
merupakan persilangan Domba Garut dengan bangsa domba lain.
Peranan
Domba Garut sangat penting bagi masyarakat Jawa Barat karena ditinjau dari
aspek sosio-ekonomi ternak ini memiliki nilai yang sangat penting misalnya untuk
seni ketangkasan/kesenian domba tangkas.
Di Jawa Barat, konsumsi daging rata-rata 4.30 kg/kapita/tahun atau baru
mencapai 42.57% dari norma gizi (10.1 kg/kapita/tahun).
Ini berarti setara
dengan 267 ribu ekor sapi atau 2.5 juta ekor domba. Untuk skala nasional, jumlah
tersebut akan jauh lebih besar. Kontribusi Domba Garut sebagai sumber protein
hewani nampaknya belum optimal. Oleh karena itu, untuk mencapai norma gizi
sesuai dengan harapan maka masih sangat dibutuhkan ternak potong baik bagi
Jawa Barat maupun nasional. Sebagian besar kebutuhan daging nasional masih
sangat
tergantung dari impor sehingga kebijakan tersebut harus dievaluasi
kembali.
Di bidang reproduksi, Domba Garut dikenal memiliki sifat prolifikasi yang
baik yaitu rata-rata 175%.
Kualitas pakan yang baik sangat penting untuk
mendapatkan efisiensi produksi dan efisiensi ekonomi
yang baik.
Dengan
demikian perlu kajian mendalam dalam pengembangan aplikasi teknologi terpadu
antara pakan dan reproduksi. Kualitas semen sangat ditentukan oleh kesehatan
reproduksi pejantan. Pakan yang baik dan aplikasi bioteknologi reproduksi akan
sangat bermanfaat untuk mendapatkan anak yang sehat, memiliki daya hidup
tinggi dan pertumbuhan yang baik.
Semen adalah sekresi jantan yang secara normal diejakulasikan ke dalam
saluran reproduksi betina sewaktu kopulasi. Semen terdiri dari spermatozoa dan
plasma semen. Komposisi semen domba berbeda-beda antara spesies (Toelihere
1985; Evans and Maxwell 1987; Garner and Hafez 1987).
4
Spermatozoa terbentuk dalam testes melalui serangkaian pembelahan
yakni spermatogenesis. Proses spermatogenesis terdiri dari tiga fase yaitu (1)
spermatocytogenesis, proses spermatogonia berkembang menjadi spermatosit, (2)
meiosis, tahap matang dari spermatosit yang menghasilkan spermatid dengan
jumlah kromosom berkurang (haploid), dan (3) spermiogenesis, proses
transformasi dari spermatid menjadi spermatozoa.
Spermatocytogenesis
dikendalikan oleh FSH dari adenohyphophysis. Spermiogenesis berada di bawah
pengaruh LH dan testosteron (Toelihere 1985). Hasil pembentukan spermatozoa
dilepaskan dengan proses yang disebut spermiasi dari sel-sel sertoli dan memasuki
lumen tubuli seminiferi menuju rete testis. Pada domba, keseluruhan proses
spermatogenesis berlangsung antara 46-49 hari (Salisbury and Van Demark 1985;
Bearden and Fuquay 2000).
Pakan di Indonesia rata-rata mengandung seng yang rendah yaitu berkisar
antara 20-38 mg/kg dari bahan kering (Little 1986), sedangkan kebutuhan seng
untuk ternak ruminansia berkisar 40-50 mg/kg dan kebutuhan untuk mikroba
rumen yaitu antara 130-220 mg/kg (Arora 1989). Dosis letal Seng bagi ternak
domba adalah 750 ppm (Salt Institut 2001). Mineral seng terdapat pada semua
jaringan tubuh dan esensial bagi ternak. Seng memiliki berbagai fungsi dalam
tubuh.
Seng mempengaruhi pertumbuhan, perkembangan, fungsi reproduksi,
pembentukan darah dan tulang dan metabolisme asam nukleat, protein dan
karbohidrat. Dalam proses ini, seng berhubungan dengan enzim dimana seng
sebagai komponen esensial atau aktivator dari enzim (Georgievskii et al. 1982).
Seng dalam rumen memacu pertumbuhan mikroba rumen (Putra 1999),
meningkatkan penampilan ternak (Hartati 1998) dan immunitas pada domba
(Hernaman et al. 2003).
Selain dipengaruhi oleh konsumsi seng, absorpsi seng juga dipengaruhi
oleh prostaglandin terutama E2 (PGE2) yang produksinya tergantung pada
kecukupan asam arakhidonat (C20:4n-6) yang banyak terdapat dalam minyak
ikan. Berdasarkan hal tersebut diduga ada hubungan fisiologis antara lemak dan
seng dalam peningkatan absorbsi seng. Oleh karena itu selain seng, juga perlu
ditambahkan minyak ikan lemuru ke dalam ransum yang berkadar lemak rendah.
Minyak tersebut digunakan sebagai sumber asam lemak tidak jenuh majemuk
5
(poly unsaturated fatty acid = FUFA), yang mengandung asam lemak arakhidonat
(C20:4n-6) cukup tinggi (21.97%) dan dapat dipakai sebagai prekursor
prostaglandin terutama PGE2 yang paling dominan berperan dalam peningkatan
absorbsi seng.
Disamping itu asam lemak yang terkandung dalam minyak
lemuru juga dapat digunakan sebagai sumber energi, karier vitamin D, agensia
defaunasi dan mereduksi emisi metan.
Salah satu sumber asam lemak esensial
adalah minyak ikan lemuru (Sardinella longiceps). Ditinjau dari segi produksi,
ikan lemuru cukup potensial sebagai sumber minyak ikan.
Suplementasi mineral Seng (Zn) dan asam lemak esensial asal minyak
ikan lemuru bagi ternak Domba Garut jantan diharapkan mampu dijadikan
sebagai bahan stimulan peningkatan kemampuan reproduksinya.
Penelitian ini mengkaji tentang peran suplementasi asam lemak esensial
dan keseimbangan anion kation dalam ransum untuk mendukung reproduksi
ternak Domba Garut. Kajian ini diharapkan dapat mengungkapkan peran asam
lemak esensial dan keseimbangan anion kation dalam ransum terhadap kondisi
fisiologis dan karakteristik spermatozoa Domba Garut.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini yaitu untuk :
1. Mengetahui pengaruh nilai neraca kation-anion dan suplementasi asam lemak
esensial dalam ransum berkecukupan Zn terhadap konsumsi pakan,
metabolisme nutrient, keadaan fisiologis dan kondisi kimia darah.
2. Mendapatkan informasi keterkaitan pengaruh nilai neraca kation-anion
(negatif, netral dan positif) dan suplementasi asam lemak esensial terhadap
metabolisme Zn, Na, K, Cl serta S.
3. Mengkaji pengaruh nilai neraca kation-anion dan suplementasi asam lemak
esensial dalam ransum berkecukupan Zn terhadap karakteristik spermatozoa
dan rasio sperma X:Y yang dihasilkan ternak ruminansia jantan.
Hasil penelitaian ini diharapkan mampu memberikan informasi tentang
manfaat pemberian asam lemak esensial dan imbangan kation anion bagi ternak
Domba Garut jantan terhadap konsumsi pakan, metabolisme nutrien khususnya
6
Zn, Na, K, Cl dan S, kondisi fisiologis, karakteristik spermatozoa dan rasio
sperma X:Y.
Hipotesis Penelitian
Ransum dengan keseimbangan anion kation positif akan meningkatkan pH
darah sehingga menggeser homeostasi ke arah yang lebih basa. Ransum dengan
keseimbangan anion kation negatif akan menurunkan pH darah sehingga
menggeser homeostasi ke arah yang lebih asam.
Suplementasi asam lemak
esensial akan meningkatkan metabolisme Zn dan
meningkatkan ketersediaan
hormon reproduksi sehingga proses spermatogenesis meningkat. Keseimbangan
anion kation dalam ransum dapat merubah karakteristik spermatozoa dan
mempengaruhi rasio spermatozoa X:Y. Ransum dengan keseimbangan anion
kation positif akan meningkatkan rasio spermatozoa Y , sedangkan ransum
dengan keseimbangan anion kation negatif akan meningkatkan rasio spermatozoa
X.
7
TINJAUAN PUSTAKA
Deskripsi Domba Garut
Domba merupakan salah satu jenis ternak ruminansia kecil yang sangat
populer di masyarakat Indonesia. Selain mudah dipelihara, domba juga disenangi
masyarakat
karena
dapat
berfungsi
sebagai
tabungan
yang
mudah
diperjualbelikan. Menurut Sudarmono dan Sugeng (2005), di Indonesia terdapat
berbagai tipe domba, yaitu (1) Domba asli Indonesia atau disebut dengan domba
kampung atau lokal. Ciri-cirinya, berbadan kecil, lambat dewasa, warna bulu
tidak seragam, dan karkasnya rendah. (2) Domba Priangan atau disebut dengan
Domba Garut yang merupakan persilangan antara domba asli, merino, dan ekor
gemuk dari Afrika Selatan. Domba Garut
banyak terdapat di Garut sebagai
domba laga dengan ciri-ciri sebagai berikut: mempunyai tubuh besar dan lebar (60
kg untuk jantan dan 35 kg untuk betina); jantan bertanduk dan melengkung ke
belakang; daun telinga ramping; warna bulu kombinasi putih hitam dan cokelat
atau warna campuran. (3) Domba ekor gemuk banyak terdapat di Jawa Timur,
Madura, Sulawesi, dan Lombok. Ciri-cirinya, bentuk badan besar (50 kg untuk
jantan dan 40 kg untuk betina), bertanduk pada yang jantan, dan berekor panjang
(pada bagian pangkalnya besar dan menimbun lemak yang banyak, ujung ekornya
kecil tidak berlemak).
Domba (Ovis aries) menurut sistematikanya diklasifikasikan sebagai
berikut :
Kingdom
: Animalia
Filum
: Chordata
Kelas
: Mammalia
Ordo
: Artodactyla
Famili
: Bovidae
Genus
: Ovis
Spesies
: Ovis aries
Domba Garut merupakan bangsa domba yang berasal dari Jawa Barat
yaitu Kabupaten Garut. Domba Garut disebut juga Domba Priangan termasuk
tipe besar (Triwulaningsih et al. 1981). Domba Garut berkembang sejak tahun
1864 merupakan hasil persilangan tiga bangsa yaitu Domba Merino dari
Australia, Domba Kapstad dari Afrika Barat Daya dan domba lokal (Devendra
and McLeroy 1982).
Ciri khas Domba Garut adalah sebagai berikut: propil kepala cembung,
bentuk muka bagian atas lebar, pendek dan sedikit cembung. Daun telinga
memiliki kombinasi antara kuping rumpung/rudimenter (di bawah 4 cm) atau
ngadaun hiris (4-8 cm). Bentuk ekor lebar dan berlemak pada pangkal ekor dan
mengecil ke ujung (ngabuntut beurit atau ngabuntut bagong) . Domba jantan
mempunyai tanduk besar, kokoh, kuat dan melingkar, sedangkan betina tidak
bertanduk. Bobot hidup jantan dewasa antara 50-80 kg, sedangkan betina dewasa
35-40 kg. Ternak betina prolifik tinggi dan mempunyai selang kelahiran pendek.
Warna bulu bervariasi hitam, putih, coklat dan belang (Heriyadi 2006; Devendra
and McLeroy 1982; Mulyono 2003).
Keturunan hasil persilangan ini baik karena memiliki daya produksi wool
dari Merino dan tinggi badan lebih tinggi dari Kaapstaad. Pusat pengembangan
Domba Garut yang ada dewasa ini berada di daerah Garut, hasilnya disebar ke
daerah
lain seperti
Sumedang, Bandung, Tasikmalaya dan sekitarnya.
Berdasarkan dari tinggi badannya, domba ini cocok sebagai domba aduan
(Merkens and Soemirat 1979). Seni Ketangkasan Domba Garut diperkirakan
telah berlangsung sejak terbentuknya bangsa domba ini. Domba Garut memiliki
penampilan yang menarik sehingga sering digunakan sebagai hewan peliharaan
(Gambar 1.)
Gambar 1 Domba Garut jantan dewasa.
9
Anatomi Sistem Reproduksi Domba Jantan
Organ reproduksi domba jantan terdiri atas tiga komponen yaitu : (1)
organ kelamin primer yaitu testes, (2) kelenjar-kelenjar kelamin pelengkap yaitu
kelenjar vesikularis, kelenjar prostat, kelenjar bubourethalis dan saluran-saluran
epididimis serta duktus deferen, (c) alat kelamin luar yaitu penis (Toelihere 1993).
Anatomi sistem reproduksi domba jantan dapat dilihat pada Gambar 2.
Komponen-komponen yang penting pada gonand jantan adalah tubulus
seminiferus yang mensekresikan spermatozoa dan sel leydig yang terdapat pada
jaringan interstitial yang mensekresikan androgen. Androgen mempertahankan
sifat seks sekunder (jengot, suara, tanduk, jengger, agresivitas dan sebagainya)
dan kelenjar aksesoris (kelenjar-kelenjar prostat, vesikula seminalis dan kelenjar
Cowper). Sekresi kelenjar aksesori merupakan komponen essensial semen.
Gambar 2 Anatomi sistem reproduksi domba jantan (Kott 2008).
Testis
Testis selain merupakan kelenjar endokrin karena menghasilkan hormon,
juga
berfungsi
sebagai
kelenjar
eksokrin
karena
menghasilkan
sel-sel
spermatozoa. Testes pada hewan mamalia, terletak dalam kantong skrotum dan
mempunyai dua lobus. Masing-masing lobus terbungkus oleh kapsula fibrosa
tebal disebut tunika albugenia (Steinberger E and Steinberger A 1975). Dalam
perkembangannya, gonad (testis pada individu jantan) berasal dari lipatan
10
membujur epitel selom, sebelah kiri dan kanan mesenteri dorsal yang biasanya
dinamakan tonjolan genital (genital ridge). Sel gamet (spermatozoa) berkembang
dari sel germinal primordium (SGP) yang berasal dari luar gonad. SGP mulamula ditemukan pada kantong kunir, kemudian bergerak menuju usus belakang
(hind gut) dan melalui mesenteri dorsal sampai kepada tonjolan genital (Suhana
and Rafiah 1982). Selanjutnya epitel selom mengelilingi sel-sel mesenkim dan
SGP, membentuk bakal tubulus (sex cord) yaitu tubulus seminiferus yang masih
sederhana.
Sel-sel interstisial antara bakal tubulus berkembang menjadi sel
Leydig yang dapat membentuk hormon androgen, sedangkan bakal tubulus akan
membentuk tubulus seminiferus (Johnson and Everitt 1980). Proses pembentukan
tetis memerlukan hormon testosteron yang dihasilkan oleh sel Leydig. Sel ini
terus menerus membuat androgen sampai beberapa bulan setelah kelahiran,
kemudian berhenti berproduksi dan akan aktif kembali ketika masa pubertas
sampai dewasa (Johnson and Everitt 1980).
Ditinjau secara histologis, testis pada hewan mamalia umumnya terdiri
atas jaringan epitel seminiferus, yaitu jaringan pengikat dinding tubulus
seminferus, jaringan pengikat intertubuler dan jaringan pengikat padat
pembungkus testis.
Epitel seminiferus terdiri atas dua macam sel yaitu sel
penunjang atau sel sertoli dan sel-sel kelamin dari berbagai tingkat
perkembangan.
Sel sertoli terdapat sepanjang membran basalis yang mudah
dibedakan
sel
dari
kelamin,
karena
bentuk
nukleoplasmanya homogen dan anak intinya jelas.
selnya
torak,
inti
oval,
Jumlah sel sertoli pada
mamalia dewasa umumnya tetap dan sangat resisten terhadap zat-zat yang dapat
membunuh atau merusak sel-sel kelamin (Oakberg 1959; Rowley and Heller
1971). Oleh karena itu, sel sertoli dapat digunakan sebagai faktor pembanding
yang konstan dalam analisis kuantitatif dari epitel seminiferus.
Sel sertoli mempunyai fungsi penting yang erat kaitannya dengan
ke