Kemampuan Spirogyra Sp. Dalam Memanfaatkan Nutrien Pada Media Yang Diperkaya Kalsium (Ca) Dengan Lama Penyinaran Yang Berbeda.

KEMAMPUAN Spirogyra sp. DALAM MEMANFAATKAN
NUTRIEN PADA MEDIA YANG DIPERKAYA KALSIUM (Ca)
DENGAN LAMA PENYINARAN YANG BERBEDA

ANES FEBRIAWATI

DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kemampuan Spirogyra
sp. dalam Memanfaatkan Nutrien pada Media yang Diperkaya Kalsium (Ca)
dengan Lama Penyinaran yang Berbeda adalah benar karya saya dengan arahan
dari 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 skripsi ini.

Bogor, September 2015
Anes Febriawati
NIM C24110002

ABSTRAK
ANES FEBRIAWATI. Kemampuan Spirogyra sp. dalam Memanfaatkan Nutrien
pada Media yang Diperkaya Kalsium (Ca) dengan Lama Penyinaran yang
Berbeda. Dibimbing oleh NIKEN TUNJUNG MURTI PRATIWI dan INNA
PUSPA AYU.
Pertumbuhan Spirogyra sp. dipengaruhi oleh ketersediaan nutrien dan
cahaya. N dan P merupakan nutrien esensial yang dibutuhkan oleh Spirogyra sp.
untuk pertumbuhan, sedangkan kalsium dimanfaatkan untuk pembentukan
dinding sel. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis kemampuan Spirogyra sp.
dalam memanfaatkan nutrien N dan P pada media yang diperkaya kalsium pada
periode penyinaran yang berbeda.
Kemampuan Spirogyra sp. dalam
memanfaatkan nutrien ditentukan melalui perubahan konsentrasi nutrien pada
media dan biomassa Spirogyra sp. Nutrien yang dianalisis berupa nitrat, nitrit,
amonia (amonium), ortofosfat, dan kalsium. Perlakuan yang diberikan adalah

perbedaan lama penyinaran (12 dan 24 jam) selama tujuh hari pengamatan. Pada
penyinaran 12 jam tingkat penyerapan nutrien oleh Spirogyra sp. lebih tinggi
dibandingkan pada penyinaran 24 jam, namun peningkatan biomassa tertinggi
terjadi pada penyinaran 24 jam sebesar 73%. Berdasarkan uji regresi berganda
diketahui bahwa pertumbuhan Spirogyra sp. lebih dipengaruhi oleh keberadaan N,
baik untuk penyinaran 12 maupun 24 jam.
Kata kunci: cahaya, kalsium, nutrien, Spirogyra sp.

ABSTRACT
ANES FEBRIAWATI. The Nutrients Utilization of Spirogyra sp in Calcium
Enriched Culture Media under Different Photoperiods. Supervised by NIKEN
TUNJUNG MURTI PRATIWI and INNA PUSPA AYU
The growth Spirogyra sp. was influenced by the availability of nutrients and
light. N and P are essential nutrients required for the growth of Spirogyra sp.,
while calcium is used for the formation of cell walls. The purpose of this study
was to analyze the ability of Spirogyra sp. in utilizing nutrients N and P in
calcium enriched culture media under different photoperiods. The ability of
Spirogyra sp. to utilize the nutrients can be determined by the changes of nutrient
concentrations in the media and the biomass Spirogyra sp. The nutrients were
nitrate, nitrite, ammonia (ammonium), orthophosphate, and calcium. The

treatments were different photoperiods of culture (12 and 24 hours) seven days of
observation. The 12-hour than the 24-hour irradiation has higher rate of nutrients
absorption, but the increase in biomass was highest on 24 hours exposure by 73%.
Based on the multiple regression analysis, the growth of Spirogyra sp. was more
influenced by the presence of N, both for 12 and 24 hours of irradiation.
Keywords: calcium, light, nutrient, Spirogyra sp.

KEMAMPUAN Spirogyra sp. DALAM MEMANFAATKAN
NUTRIEN PADA MEDIA YANG DIPERKAYA KALSIUM (Ca)
DENGAN LAMA PENYINARAN YANG BERBEDA

ANES FEBRIAWATI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana
pada
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

Judul Skripsi : Kemampuan Spirogyra sp. dalam Memanfaatkan Nutrien pada
Media yang Diperkaya Kalsium (Ca) dengan Lama Penyinaran
yang Berbeda
Nama
: Anes Febriawati
NIM
: C24110002

Disetujui oleh

Dr Ir Niken TM Pratiwi, MSi
Pembimbing I

Inna Puspa Ayu, SPi, MSi
Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Ir Mohammad Mukhlis Kamal, MSc
Ketua Departemen

Tanggal Lulus

:

PRAKATA

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya
yang telah diberikan kepada Penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul Kemampuan Spirogyra sp. dalam Memanfaatkan Nutrien pada
Media yang Diperkaya Kalsium (Ca) dengan Lama Peyinaran yang Berbeda.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di
Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut
Pertanian Bogor.
Penulis menyampaikan terimakasih kepada:

1. Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan kesempatan untuk studi di
Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan.
2. Beasiswa POM dan PPA BBM IPB yang telah memberikan bantuan biaya
perkuliahan.
3. Bantuan Operasional Perguruan Tinggi Negeri (BOPTN) Nomor 128/ IT3.11/
LT/ 2014 dengan judul Eksplorasi Potensi Filamentus Mikroalgae sebagai
Alternatif Sumberdaya Terbarukan yang telah memberikan bantuan dana
penelitian.
4. Prof Dr Ir Ridwan Affandi selaku dosen pembimbing akademik atas arahan
dan masukan selama penulis melaksanakan studi.
5. Dr Ir Niken TM Pratiwi, MSi selaku dosen pembimbing I dan Inna Puspa Ayu,
SPi, MSi selaku pembimbing II yang telah memberikan arahan, maupun kritik
dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.
6. Dr Ir Hefni Effendi, M.Phil selaku penguji tamu Departemen Manajemen
Sumberdaya Perairan.
7. Ayah Satori, ibu Suparmiasih, adik Dio Bagus Setiawan dan Alisha Khanza
Az-zahra, mbah Misnah, beserta keluarga yang selalu memberikan dukungan,
semangat, dan doa.
8. Seluruh staf Laboratorium Riset Plankton (Kak Apri dan Tias), Biologi Mikro
(Bu Siti, Mbak Aay, Mbak Dede, Kak Zulmi), Produktivitas Lingkungan

(Proling), dan Oseanografi Umum, FPIK IPB.
9. Chronicle, GG, Cita, Irma, Mbak Oky, Bayu, Goran, Desi, Fitri, Ema, Daus,
Mbak Novita, dan teman-teman MSP 48, 47, 46, 45, serta semua pihak yang
telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Demikian skripsi ini disusun, semoga bermanfaat.

Bogor, September 2015
Anes Febriawati

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat

Pelaksanaan Penelitian
Pengumpulan Data
Analisis Data
Persentase perubahan nilai parameter kualitas air
Waktu penggandaan (doubling time) Spirogyra sp.
Rasio N dan P
Rancangan Acak Lengkap (RAL) in time
Uji wilayah berganda (Duncan)
Regresi berganda
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Suhu media kultur Spirogyra sp.
Cahaya
pH media kultur Spirogyra sp.
Kalsium (Ca2+)
Nitrat (NO3-)
Nitrit (NO2-)
Amonium (NH4+)
Ortofosfat
Pertumbuhan Spirogyra sp.

Hubungan antara nutrien dengan biomassa Spirogyra sp.
Pembahasan
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

vi
vi
vi
1
1
2
3
3
3
3
4
5
5
5

6
6
8
8
8
8
8
9
10
10
11
12
12
13
14
14
15
17
17
20

DAFTAR TABEL
1
2
3
4

Parameter fisika, kimia, dan biologi
Tabel ANOVA
Tingkat laju pertumbuhan relatif (RGR) dan waktu penggandaan (DT)
Persamaan regresi berganda nutrien dengan biomassa Spirogyra sp.

4
7
14
15

DAFTAR GAMBAR
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Skema perumusan masalah kemampuan Spirogyra sp. dalam
memanfaatkan nutrien pada media yang diperkaya kalsium (Ca) dengan
lama penyinaran yang berbeda
Rancangan penelitian
Suhu pada media kultur Spirogyra sp. selama penelitian
Nilai cahaya selama penelitian
Nilai pH pada media kultur Spirogyra sp. selama penelitian
Perubahan konsentrasi kalsium (Ca) awal dan akhir pada Spirogyra sp.
Perubahan konsentrasi kalsium (Ca) total pada Spirogyra sp.
Perubahan konsentrasi nitrat pada media
Perubahan konsentrasi nitrit pada media
Perubahan konsentrasi amonium pada media
Perubahan konsentrasi ortofosfat pada media
Perubahan bobot biomassa Spirogyra sp.

2
4
9
9
10
10
11
11
12
13
13
14

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8

Rak penelitian
Perbandingan performa sel Spirogyra sp.
Perubahan warna media
Kandungan pupuk gandasil
Rumus perhitungan amonium
Rumus rasio molar N:P
RAL in time
Regresi berganda

20
21
21
22
23
23
24
26

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kelas Chlorophyceae merupakan salah satu kelompok alga dari filum
Chlorophyta yang sangat mudah ditemukan di perairan. Ciri umum dari kelas ini
adalah berwarna hijau, uniseluler, berkoloni, atau membentuk filamen. Spirogyra
sp. adalah salah satu jenis alga berfilamen dari kelas Chlorophyceae yang dapat
ditemukan secara bebas di perairan tawar seperti, kolam, danau, parit atau selokan,
serta aliran sungai kecil (Eshaq et al. 2010). Secara kasat mata, Spirogyra sp.
berbentuk seperti helaian rambut halus berwarna hijau yang mengapung di
perairan. Jika diamati secara detail menggunakan mikroskop, Spirogyra sp.
memiliki kloroplas spiral. Ada perbedaan performa antara Spirogyra sp. yang
muda dan tua. Spirogyra sp. muda warna tampak hijau terang, inti sel masih rapat,
dan teratur, sedangkan Spirogyra sp. tua warna tampak hijau kehitaman, inti sel
sudah merenggang, dan putus-putus.
Pertumbuhan Spirogyra sp. dipengaruhi oleh nutrien dan cahaya.
McKernan dan Juliano (2001) menyatakan adanya korelasi antara penambahan
nutrien dengan tingkat pertumbuhan mikroalga. Nutrien (khususnya nitrogen dan
fosfor) mempengaruhi pertumbuhan alga. Nutrien menjadi faktor pembatas atas
pertumbuhan mikroalga, khususnya nitrogen dan fosfat, jika hanya terdapat satu
nutrien (nitrogen atau fosfor) yang tersedia, maka hal ini akan menghambat
pertumbuhan mikroalga (Fried et al. 2003). Hasil penelitian Gallego et al. (2013)
menyatakan bahwa Spirogyra africana dapat tumbuh dengan baik pada media
dengan rasio N:P 8,5:1. Seperti halnya nutrien, cahaya juga diperlukan untuk
proses fotosintesis. Ryther (1956) menyatakan bahwa interval intensitas cahaya
yang dapat dimanfaatkan secara optimum oleh Chlorophyta adalah 500-750 footcandles.
Teori nutrisi tanaman menyatakan bahwa alga, kecuali Spirogyra sp. dan
Vaucheria, pada dasarnya tidak memerlukan kalsium (Dvorakova dan Hladka
1976). Kalsium dapat dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. dalam pembentukan
dinding sel. Dinding sel Spirogyra sp. terdiri dari selulosa dan pektin. Pektin
dapat membebaskan kelompok-kelompok carboxyl yang kemudian akan mengikat
kalsium. Jika kandungan kalsium terlalu rendah, dinding sel akan menjadi lebih
fleksibel dan mudah sobek. Sebaliknya, jika kandungan kalsium terlalu tinggi
maka dinding sel akan kekurangan plastisitas (Hepler 2005). Oleh karena itu,
diduga bahwa keberadaan kalsium dalam sel Spirogyra sp. berpengaruh terhadap
kemampuan penyerapan nutrien. Berkaitan dengan hal tersebut dilakukan
penelitian mengenai kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien pada
media yang diperkaya kalsium (Ca) dengan lama penyinaran yang berbeda.

2
Perumusan Masalah

Cahaya dan nutrien merupakan faktor penting bagi pertumbuhan mikroalga,
termasuk Spirogyra sp. Nutrien yang dibutuhkan oleh Spirogyra sp. salah satunya
adalah kalsium. Kalsium memiliki dua peran penting dalam sel, yakni pada
dinding sel dan membran sel. Pada dinding sel, kalsium berfungsi sebagai peran
kunci dalam silang residu asam pektin, sedangkan pada sistem membran sel,
kalsium yang rendah dapat meningkatkan permeabilitas membran plasma (Hepler
2005). Sama halnya dengan kalsium, nitrat, amonium, dan ortofosfat merupakan
nutrien yang dapat dimanfaatkan langsung oleh mikroalga untuk proses
pertumbuhan. Tingkat penyerapan alga terhadap nutrien, dapat dipengaruhi oleh
intensitas cahaya ataupun lama penyinaran. Jika terjadi penurunan konsentrasi
nutrien (N, P, Ca) pada media, maka diasumsikan nutrien tersebut diserap oleh
Spirogyra sp. sehingga konsentrasi nutrien yang ada di dalam Spirogyra sp.
meningkat. Pemberian nutrien dan intensitas cahaya yang sesuai dapat membantu
pertumbuhan mikroalga secara optimum, sehingga hal ini diharapkan menjadi
pemicu perubahan konsentrasi nutrien pada media, pertambahan bobot Spirogyra
sp. dan peningkatan kandungan kalsium pada Spirogyra sp. Berikut merupakan
skema perumusan masalah kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan
nutrien pada media yang diperkaya kalsium (Ca) dengan lama penyinaran yang
berbeda (Gambar 1).

Gambar 1 Skema perumusan masalah kemampuan Spirogyra sp. dalam
memanfaatkan nutrien pada media yang diperkaya kalsium (Ca)
dengan lama penyinaran yang berbeda

3
Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah menganalisis kemampuan Spirogyra sp. dalam
memanfaatkan nutrien N dan P pada media yang diperkaya kalsium (Ca) pada
periode penyinaran yang berbeda.

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat

Penelitian kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien pada
media yang diperkaya kalsium dengan lama penyinaran yang berbeda
dilaksanakan pada bulan Februari hingga Maret 2015 di Laboratorium Riset
Plankton, Produktivitas Lingkungan (Proling) dan Biologi Mikro Departemen
Manajemen Sumberdaya Perairan, serta Laboratorium Nutrisi Ikan 1, Departemen
Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian
Bogor.

Pelaksanaan Penelitian

Komponen utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah Spirogyra sp.
Inokulan Spirogyra sp. didapatkan dari perairan umum sekitar Gunung Bunder.
Pada tahap persiapan penelitian, inokulan tersebut dibersihkan dan kemudian
dilakukan penumbuhan biomassa Spirogyra sp. dalam skala laboratorium.
Penumbuhan biomassa dilakukan dengan memasukkan 3-5 g inokulan Spirogyra
sp. pada beberapa unit toples yang masing-masing berisi 2 L air ditambah 0,2 mL
pupuk gandasil D®. Penumbuhan biomassa Spirogyra sp. dilakukan selama tujuh
hari dengan asumsi jumlah biomassa yang dibutuhkan untuk penelitian telah
tercapai.
Setelah jumlah biomassa tercapai, kemudian diterapkan perlakuan
penyinaran yang berbeda terhadap biomassa tersebut. Pada tahap ini, disediakan
45 unit toples berukuran 2,5 L yang masing-masing diisi dengan Spirogyra sp.
sebesar 1,5 g kedalam media (1 L air dan 0,1 mL pupuk gandasil D®). Masingmasing toples ditambahkan kalsium 0,5 mL (dari 37,76 g CaCl2.2H2O dalam 1 L
aquades). Spirogyra sp. pada 45 unit toples tersebut diberi penyinaran cahaya
yang berasal dari lampu LED 65 watt dengan intensitas 500-750 ft-cd selama 12
dan 24 jam, yang diamati selama 7 hari (Gambar 2).

4

Gambar 2 Rancangan penelitian
Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) in time. RAL in
time digunakan untuk mengetahui pengaruh antara perlakuan yang diberikan
terhadap unit uji. Rancangan ini melibatkan waktu pengamatan terhadap satu
objek dengan harapan mampu melihat perkembangan respon selama penelitian.
Pada penelitian ini, rancangan tersebut digunakan untuk mengetahui pengaruh
lama penyinaran yang diberikan terhadap biomassa Spirogyra sp. dan konsentrasi
nitrat, nitrit, amonia, serta ortofosfat selama tujuh hari pengamatan.

Pengumpulan Data

Pengumpulan data pada penelitian ini dilakukan dengan mengukur
parameter fisika, kimia, dan biologi. Parameter fisika terdiri dari suhu dan cahaya.
Parameter kimia terdiri dari pH dan analisis nutrien. Parameter biologi terdiri dari
perhitungan bobot dari Spirogyra sp. Pengukuran parameter dalam penelitian ini
mengacu pada Eaton et al. (2005), disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Parameter fisika, kimia, dan biologi
Parameter
A.
FISIKA
Suhu
Cahaya
B.
KIMIA
pH
Amonia (NH3-N)
Nitrit (NO2-N)
Nitrat (NO3-N)
Orthofosfat (PO43-)
Kalsium (Ca)
C.
BIOLOGI
Spirogyra sp.

Satuan
o

Metode/alat ukur

C
ft-cd

Termometer
Lux meter

mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

pH meter
Phenate/Spektofotometer
Colorimetric/Spektofotometer
Brucine/Spektofotometer
Ascorbic
acid/Spektrofotometer
Atomic absorbtion
spectroscopy/ AOAC

mg/g

g

Timbangan digital

Parameter yang diamati setiap hari selama 7 hari yakni suhu, pH, intensitas
cahaya, dan penimbangan bobot Spirogyra sp. pada masing-masing penyinaran
yang berbeda. Pengukuran suhu dan pH dilakukan pada saat lampu dinyalakan

5
(20.30 WIB) dan dimatikan (08.30 WIB). Penimbangan bobot biomassa
dilakukan setiap hari. Sebelum dilakukan penimbangan, Spirogyra sp. disaring
menggunakan kain, kemudian dikeringkan dengan tissue selama ± 3 menit.
Parameter lainnya, yakni kalsium (Ca) dan nutrien (nitrat, nitrit, amonia,
dan ortofosfat) dianalisis pada waktu tertentu. Analisis kandungan kalsium (Ca)
pada Spirogyra sp. dilakukan pada awal (H0) dan akhir pengamatan (H7). Analisis
kalsium dilakukan pada Spirogyra sp. untuk memastikan bahwa kalsium
dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. Analisis nutrien pada media dilakukan pada H0,
H3, dan H7 pengamatan untuk masing-masing penyinaran yang berbeda. Yoon et
al. (2009) menyatakan bahwa hampir semua tumbuhan mulai mengalami
konjugasi pada hari kedua setelah dibawa ke laboratorium. Analisis nutrien
dilakukan pada H3 dengan asumsi Spirogyra sp. telah mengalami konjugasi lebih
banyak daripada hari sebelumnya pada media. Analisis nutrien dilakukan
terhadap media air, karena proses analisis yang lebih mudah dilakukan di air
dibandingkan pada Spirogyra sp. Analisis nutrien tersebut bertujuan menentukan
kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien N dan P pada media yang
diperkaya kalsium (Ca) dengan periode penyinaran yang berbeda.

Analisis Data

Persentase perubahan nilai parameter kualitas air
Persentase perubahan nilai parameter kualitas air dihitung untuk mengetahui
besarnya perubahan yang terjadi dari beberapa parameter kualitas air pada saat
awal hingga akhir pegamatan. Persentase perubahan nilai parameter kualitas air
dapat dihitung dengan rumus yang mengacu pada Arifin (2000) sebagai berikut.
%Penurunan =

× 100% dan %Peningkatan =

× 100%

Keterangan:
a : nilai awal parameter
b : nilai akhir parameter

Waktu penggandaan (doubling time) Spirogyra sp.
Doubling time dapat menjadi indikator kemampuan Spirogyra sp. dalam
memanfaatkan nutrien pada media yang diperkaya kalsium pada penyinaran yang
berbeda. Doubling time adalah waktu yang dibutuhkan oleh Spirogyra sp. untuk
menggandakan biomassa dari jumlah biomassa awal. Pendekatan yang dapat
digunakan untuk menentukan doubling time adalah pendekatan laju pertumbuhan
relatif (Relative Growth Rate/RGR) yakni membandingkan bobot awal dengan
bobot akhir biomassa selama pengamatan. Rumus yang dapat digunakan untuk
menentukan nilai RGR dan doubling time Spirogyra sp. (Mitchell 1974) adalah
sebagai berikut.

6

Keterangan :
Relative Growth Rate (RGR) : pertumbuhan spesifik harian (g/hari)
W0
: bobot basah awal (g)
Wt
: bobot basah akhir (g)
tx-t0
: waktu (hari)
Doubling Time (DT)
: waktu penggandaan biomassa (hari)

Rasio N dan P
Alga memanfaatkan nutrien N dan P dalam rasio tertentu. Rasio N dan P
merupakan perbandingan kondisi nutrien N dan P yang ada dalam media yang
dapat menjadi indikator kecukupan nutrien bagi pertumbuhan alga. Rasio
optimum adalah kondisi dimana dalam suatu media atau perairan terdapat kedua
nutrien sehingga tidak membatasi pertumbuhan alga (Rhee dan Gotham 1980).
Dalam penelitian ini rasio N dan P dinyatakan dalam bentuk molar.

Rancangan Acak Lengkap (RAL) in time
Uji ANOVA Rancangan Acak Lengkap (RAL) in time digunakan untuk
mengetahui pengaruh antara perlakuan yang diberikan terhadap unit uji dengan
melibatkan waktu pengamatan terhadap satu objek. Pada penelitian ini dilakukan
dua uji ANOVA RAL in time, yakni uji ANOVA terhadap nilai nutrien yang
dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. dan peningkatan biomassa. RAL in time
disajikan dalam bentuk model dan tabel ANOVA (Tabel 2) seperti berikut.
Yijk = μ + αi + ij + ωk + γjk+ αωik + ik
Keterangan
Yijk : nilai parameter berupa biomassa atau nutrien
μ
: nilai rata-rata biomassa atau nutrien
αi
: pengaruh perlakuan penyinaran ke-i
δij : komponen acak perlakuan penyinaran
ωk : pengaruh waktu pengamatan ke-k, k= 0,1,2,3,…,7
γjk : komponen acak waktu pengamatan
αωik : pengaruh interaksi perlakuan penyinaran ke-i waktu ke-k
ik
: komponen acak interaksi waktu dan perlakuan

7
Tabel 2 Tabel ANOVA
Sumber
Keragaman

Derajat
Bebas

Perlakuan (a)
Waktu (b)
Perlakuan*Waktu
Galat Perlakuan (a)
Galat Waktu (b)
Total

a-1
b-1
(a-1)(b-1)
a(r-1)
(ab-b)(r-1)
abr-1

Jumlah
kuadrat
(JK)
JKA
JKB
JKAB
JKG (a)
JKG (b)
JKT

Kuadrat
Tengah (KT)
KTA
KTB
KTI
KGI (a)
KTG (b)

Fhitung

Ftabel

KTA/KTG

F(V1, V2)

KTAI/KTG (a)

Sumber : modifikasi Mattjik dan Sumertajaya (2002).
Hipotesis 1 (ANOVA untuk kandungan nutrien) :
H0
: µ 1 = µ 2 = µ 3;
penambahan kalsium (Ca) dengan konsentrasi yang sama
pada media terhadap Spirogyra sp. pada lama penyinaran
yang berbeda tidak memberikan perbedaan nilai nutrien
yang dimanfaatkan oleh Spirogyra sp.
H1
:
setidaknya ada satu yang berbeda dari hasil nilai nutrien
yang dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. pada lama
penyinaran yang berbeda.
Kesimpulan
Berdasarkan hipotesis di atas dapat disimpulkan bahwa, jika FhitungFtabel
maka dapat disimpulkan lama penyinaran yang berbeda memberikan pengaruh
yang berbeda nyata terhadap nilai nutrien yang dimanfaatkan oleh Spirogyra sp.
Hipotesis 2 (ANOVA untuk peningkatan biomassa)
H0
: µ 1 = µ 2 = µ 3; penambahan kalsium (Ca) dengan konsentrasi yang sama
pada media terhadap Spirogyra sp. pada lama penyinaran
yang berbeda tidak memberikan peningkatan biomassa
yang berbeda
H1
:
setidaknya ada satu nilai peningkatan biomassa yang
berbeda pada penambahan kalsium (Ca) dengan
konsentrasi yang sama pada media terhadap Spirogyra
sp. pada lama penyinaran yang berbeda
Kesimpulan
Berdasarkan hipotesis di atas dapat disimpulkan bahwa, jika FhitungFtabel maka dapat
disimpulkan lama penyinaran yang berbeda memberikan pengaruh yang berbeda
nyata terhadap peningkatan biomassa Spirogyra sp. Kemudian jika keduanya atau
salah satu hipotesis di atas mendapatkan hasil Fhitung>Ftabel, maka harus dilakukan
uji lanjut melalui uji duncan.

8
Uji wilayah berganda (Duncan)
Uji Duncan dapat dilakukan dengan selang kepercayaan 95%. Jika minimal
ada satu perlakuan dan/atau waktu pengamatan, yang berpengaruh nyata, maka
dapat dilakukan uji lanjut untuk menentukan perlakuan dan/atau waktu
pengamatan mana yang berpengaruh terhadap unit uji (Mattjik dan Sumertajaya
2002). Kolom yang sama menunjukkan pengelompokan kesamaan karakteristik
yang disebabkan oleh faktor-faktor yang berpengaruh. Dengan demikian dapat
diketahui lama penyinaran mana yang memiliki pengaruh berbeda nyata terhadap
perubahan konsentrasi nutrien dan bobot biomassa Spirogyra sp.

Regresi berganda
Uji regresi berganda dilakukan untuk menduga perubahan biomassa
Spirogyra sp. yang dipengaruhi oleh kandungan nutrien (nitrat, nitrit, amonia, dan
ortofosfat). Regresi berganda merupakan pendugaan atau peramalan nilai peubah
tak bebas Y berdasarkan hasil pengukuran pada beberapa peubah bebas x1, x2, …,
xn. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut (Mattjik dan Sumertajaya
2006).
ln Y = b0 + ln b1x1 + ln b2x2
Keterangan :
ln Y : perubahan biomassa alga filamen Spirogyra sp.
b1
: koefisien regresi nitrogen
b2
: koefisien regresi fosfat
x1
: konsentrasi nitrogen
x2
: konsentrasi fosfat

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Suhu media kultur Spirogyra sp.
Suhu merupakan faktor yang dapat mempengaruhi metabolisme biota,
metabolisme meningkat seiring dengan kenaikan suhu pada batas tertentu
(Fitriana 2014). Pengukuran suhu media dilakukan setiap hari pada masingmasing perlakuan (Gambar 3). Pada perlakuan penyinaran 24 jam suhu media
yang terukur rata-rata 22,0-25,9°C. Kemudian pada perlakuan penyinaran 12 jam
suhu media yang terukur rata-rata 20,7-25,9°C, sedangkan pada saat 12 jam tanpa
penyinaran suhu media yang terukur rata-rata 18,3-19,0°C. Secara keseluruhan,

9
hasil pengukuran suhu media pada penelitian ini masih termasuk kedalam kisaran
suhu yang sesuai untuk pertumbuhan Spirogyra sp. yakni 20,0-25,0°C (Berry dan
Lembi 2000).

Gambar 3 Suhu pada media kultur Spirogyra sp. selama penelitian

Cahaya
Pertumbuhan mikroalga dipengaruhi oleh tiga faktor penting yakni suhu,
cahaya, dan tingkat nutrien seperti nitrogen dan fosfor, namun dari ketiga faktor
tersebut keberadaan cahaya jauh lebih penting karena secara langsung
mempengaruhi proses fotosintesis (Falkowski et al. 1985). Cahaya memiliki dua
fungsi utama di perairan yakni memanasi air sehingga terjadi perubahan suhu dan
berat jenis (densitas), dan kedua merupakan sumber energi bagi proses fotosintesis
alga dan tumbuhan air (Wells et al. 1999). Cahaya pada penelitian ini berkisar
559,36-669,02 ft-cd untuk perlakuan penyinaran 12 jam, dan 656,33-717,92 ft-cd
untuk penyinaran 24 jam (Gambar 4). Hasil ini masih sesuai dengan interval
intensitas cahaya yang dapat dimanfaatkan secara optimum oleh Chlorophyta 500750 ft-cd (Ryther 1956).

Gambar 4 Nilai cahaya selama penelitian

10
pH media kultur Spirogyra sp.
Variasi pH disebabkan adanya aktifitas biologis pada lingkungan perairan,
dimana pH berpengaruh terhadap kinerja enzim dalam metabolisme sel (Isnadina dan
Hermana 2013). Pada perlakuan penyinaran 24 jam, nilai pH berkisar 7,13-8,03.
Pada perlakuan penyinaran 12 jam pH berkisar 7,00-8,17, sedangkan pada saat 12
jam tanpa penyinaran pH menjadi 7,07-7,67 (Gambar 5). Nilai pH tersebut masih
termasuk kedalam pH optimum untuk pertumbuhan Spirogyra sp. pada perairan alami
yakni 7,2-8,2 (Schult et al. 2007) dan pertumbuhan mikroalga 7,0-10,0 (Oktavia et al.
2014).

Gambar 5 Nilai pH pada media kultur Spirogyra sp. selama penelitian
Kalsium (Ca2+)
Kalsium merupakan unsur penting, namun perannya sangat sulit untuk
dipahami. Lingkungan hidup sangat mempengaruhi konsentrasi kalsium yang
terserap oleh mikroalga. Berdasarkan Gambar 6, dapat diketahui bahwa
konsentrasi kalsium pada Spirogyra sp. mengalami peningkatan. Persentase
peningkatan konsentrasi kalsium pada Spirogyra sp. sebesar 23% untuk
penyinaran 12 jam, dan 22% untuk penyinaran 24 jam. Hasil analisis statistik
menunjukkan bahwa hasil penyerapan kalsium oleh Spirogyra sp. antar perlakuan
tidak berbeda nyata (P>0,05).

Gambar 6 Perubahan konsentrasi kalsium (Ca) awal dan akhir pada Spirogyra sp.

11

Gambar 7 Perubahan konsentrasi kalsium (Ca) total pada Spirogyra sp.
Penyerapan konsentrasi kalsium pada Spirogyra sp. per satuan g secara
statistik tidak menunjukkan perbedaan yang nyata, sehingga diperlukan nilai
konsentrasi kalsium total pada Spiroyra sp. (Gambar 7). Nilai tersebut didapatkan
dari konversi perhitungan antara konsentrasi kalsium dengan jumlah biomassa
total Spirogyra sp. Nilai konsentrasi kalsium total pada Spirogyra sp. mengalami
peningkatan sebesar 142% untuk penyinaran 12 jam, dan 456% untuk penyinaran
24 jam. Setelah itu dilakukan uji analisis statistik dan diketahui bahwa pengaruh
lama penyinaran berbeda nyata terhadap peningkatan konsentrasi kalsium total
pada Spirogyra sp. (P0,05).

Gambar 8 Perubahan konsentrasi nitrat pada media

12

Nitrit (NO2-)
Nitrit merupakan salah satu bentuk nitrogen anorganik yang besifat tidak
stabil. Nitrit terbentuk karena adanya proses laju nitrifikasi oleh bakteri nitrifikasi
yang mengubah amonia menjadi nitrit (Campbell dan Reece 2008). Konsentrasi
nitrit dalam media pada penelitian mengalami penurunan, baik penyinaran 12 jam
(13%) maupun 24 jam (17%). Penurunan konsentrasi nitrit disajikan pada
Gambar 9. Hasil analisis statistik menyatakan bahwa perubahan konsentrasi nitrit
pada media antar perlakuan tidak berbeda nyata (P>0,05). Nilai nitrit biasanya
lebih kecil daripada nilai nitrat, dan akan bersifat toksik jika melebihi nilai
ambang batas, yakni 0,06 mg/L (PP RI 2001). Berdasarkan ambang batas tersebut,
maka nilai konsentrasi nitrit pada penelitian ini masih tergolong aman karena
tidak melebihi nilai ambang batas.

Gambar 9 Perubahan konsentrasi nitrit pada media
Amonium (NH4+)
Selain nitrat, alga dan tumbuhan air juga memanfaatkan nitrogen anorganik
dalam bentuk amonium (Goldman dan Horne 1983). Pada perairan, amonia yang
terukur adalah amonia total (NH3 dan NH4+). Sehingga untuk menghitung nilai
amonium pada penelitian ini melibatkan parameter suhu, pH, dan amonia. Hal ini
disebabkan kesetimbangan reaksi antara amonium yang dapat terionisasi (NH4+)
dan amonia bebas yang tidak dapat terionisasi (NH3) tergantung pada kondisi pH
dan suhu (Lloyd 1992). Nilai konsentrasi amonium pada media berfluktuatif
untuk kedua perlakuan (Gambar 10).

13

Gambar 10 Perubahan konsentrasi amonium pada media
Konsentrasi amonium dari H0 hingga H3 mengalami peningkatan sebesar 70%
untuk penyinaran 12 jam, dan 68% untuk penyinaran 24 jam. Kemudian pada H3
hingga H7 konsentrasi amonium mengalami penurunan sebesar 66% untuk
penyinaran 12 jam, dan 67% untuk penyinaran 24 jam. Hasil uji statistik
menujukkan bahwa pengaruh perlakuan perbedaan penyinaran tidak berbeda
nyata terhadap perubahan konsentrasi amonium pada media (P>0,05).

Ortofosfat
Ortofosfat merupakan salah satu bentuk fosfor anorganik di perairan yang
dapat dimanfaatkan secara langsung oleh alga (Dugan 1972). Pada penelitian ini
konsentrasi ortofosfat pada media terus meningkat dari H0 hingga H7 (Gambar 11).
Pada penyinaran 12 jam, ortofosfat mengalami peningkatan sebesar 86%,
sedangkan pada penyinaran 24 jam sebesar 92%. Setelah dilakukan uji statistik,
pengaruh perlakuan perbedaan penyinaran tidak berbeda nyata terhadap
perubahan konsentrasi ortofosfat pada media (P>0,05).

Gambar 11 Perubahan konsentrasi ortofosfat pada media

14
Pertumbuhan Spirogyra sp.
Perbedaan bobot akhir Spirogyra sp. sangat signifikan antar perlakuan
(Gambar 12). Pada penyinaran 24 jam rata-rata bobot akhir Spirogyra sp. adalah
5,5353 g, sedangakan pada penyinaran 12 jam rata-rata bobot akhir Spirogyra sp.
adalah 2,7994 g. Persentase peningkatan biomassa Spirogyra sp. sebesar 73%
untuk penyinaran 24 jam dan 46% untuk penyinaran 12 jam. Berdasarkan hasil
tersebut, maka dapat dilakukan perhitungan untuk mengetahui tingkat laju
pertumbuhan relatif Spirogyra sp. (RGR) dan juga waktu penggandaan biomassa
(DT) yang disajikan pada Tabel 3. Tingkat laju pertumbuhan relatif Spirogyra sp.
pada penyinaran 24 jam lebih tinggi (0,19 g/hari) dibandingkan dengan tingkat
laju pertumbuhan relatif pada penyinaran 12 jam (0,09 g/hari), sehingga dapat
diketahui bahwa waktu penggandaan biomassa pada penyinaran 24 jam pun lebih
cepat dibandingkan pada penyinaran 12 jam. Berdasarkan hasil tersebut,
dilakukan analisis statistik yang menunjukkan bahwa pengaruh perlakuan
perbedaan lama penyinaran terhadap pertumbuhan Spirogyra sp. berbeda nyata
(P