Produktivitas Analisis Pertumbuhan Nitrogen Fosfor

Gambar 2. Hydrodictyon Sumber www.silicasecchidisk.conncoll.org Hydrodictyon merupakan salah satu alga hijau berfilamen yang bentuknya seperti jaring-jaring. Hydrodictyon biasanya mengambang di permukaan air, namun alga ini dapat hidup di dasar perairan atau di substrat jika populasinya berlimpah di perairan Wells Clayton 2001. Distribusi alga ini tersebar sangat luas di dunia tetapi hidupnya jarang menetap dan tumbuhnya mengganggu spesies filamentus lain seperti Oedogonium, Cladophora dan Spirogyra Pocock 1960 in Wells et al. 1999. Alga ini banyak ditemukan di perairan Eropa dan Amerika. Hydrodictyon juga merupakan alga musiman dimana pada musim-musim tertentu alga ini dapat tumbuh banyak atau berlimpah. Perkembangbiakannya terjadi secara vegetatif yaitu dengan fragmentasi koloni. Setiap koloni akan terbagi menjadi beberapa koloni kecil. Selanjutnya, setiap sel-sel koloni kecil membelah sehingga terbentuklah koloni yang besar Prescott 1970.

2.4. Produktivitas

Produktivitas merupakan jumlah bahan organik yang dihasilkan per satuan luas per unit waktu Odum 1993. Bahan organik yang disintesis oleh produser primer tersebut pada akhirnya di transformasi dan ditansfer ke tingkat trofik trophic level lainnya di ekosistem perairan. Ada tiga metode yang digunakan untuk mengestimasi besarnya produksi alga di perairan yaitu sensus ”standing crop”, menentukan perubahan jumlah suatu unsur di dalam air yang ada hubungannya dengan aktivitas fitoplankton dan mengukur langsung laju fotosintesis terhadap populasi yang terjadi di perairan Basmi 1999.

2.5. Analisis Pertumbuhan

Analisis pertumbuhan yang biasanya digunakan untuk mengestimasi pertumbuhan tumbuhan air dan alga yaitu dengan menggunakan konsep laju pertumbuhan dan waktu penggandaan doubling time. Doubling time merupakan suatu konsep yang dapat mengaplikasikan pertumbuhan kinetik mikrobiologi pada kultur bakteri dan alga yang sering mengalami perubahan tiap waktu Mitchell 1974. Waktu penggandaan doubling time adalah waktu yang dibutuhkan oleh alga untuk menggandakan biomassanya menjadi dua kali lipat. Penentuan doubling time dapat dicari dengan mengetahui terlebih dahulu nilai laju pertumbuhan relatif atau Relative Growth Rate RGR. Laju pertumbuhan relatif RGR merupakan peningkatan materi per unit materi yang ada per unit waktu. Laju pertumbuhan relatif dapat juga dikatakan sebagai peningkatan bahan organik per hari Mitchell 1974. Laju pertumbuhan merupakan bagian dari produktivitas. Laju pertumbuhan yang besar dan waktu penggandaan yang cepat dapat menunjukkan produktivitas alga yang tinggi dan sebaliknya.

2.6. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Alga

Pertumbuhan alga dapat dipengaruhi oleh faktor eksternal seperti faktor lingkungan. Faktor lingkungan yang mempengaruhi laju pertumbuhan alga diantaranya adalah suhu, cahaya, pH, dan konsentrasi elemen-elemen esensial atau nutrien yang dipakai untuk fotosintesis.

2.6.1. Suhu

Suhu juga sangat berperan mengendalikan kondisi ekosistem perairan. Organisme akuatik memilki kisaran suhu tertentu batas atas dan batas bawah yang disukai bagi pertumbuhannya. misalnya alga dari filum Chlorophyta akan tumbuh dengan baik pada kisaran suhu 20 C-30 C Goldman Horne 1983. Skala suhu untuk pertumbuhan alga Cladophora antara 15 C-25 C Harris 2005 in Summers 2008. Tidak terlalu signifikan pertumbuhan filamentus alga lainnya yang ditemukan pada beberapa sungai dengan air yang dingin suhu maksimum 20 C di Virginia Barat Summers 2008.

2.6.2. Cahaya

Cahaya sangat mempengaruhi tingkah laku organisme akuatik. Alga planktonik menunjukkan respon yang berbeda terhadap perubahan intensitas cahaya. Pigmen klorofil menyerap cahaya biru dan merah, karoten menyerap cahaya biru dan hijau, fikoeritrin menyerap warna hijau, dan fikosianin menyerap cahaya kuning. Menurut Wells et al. 1999, di perairan cahaya memiliki dua fungsi utama yaitu memanasi air sehingga terjadi perubahan suhu dan berat jenis densitas dan selanjutnya menyebabkan terjadinya pencampuran massa dan kimia air, dan merupakan sumber energi bagi proses fotosintesis alga dan tumbuhan air. Beberapa filamen alga mulai tumbuh kurang dari satu meter dengan penetrasi cahaya yang sampai ke dasar kolam Pennstate 2006.

2.6.3. pH

pH juga mempengaruhi toksisitas suatu senyawa kimia. Senyawa amonium yang dapat terionisasi banyak ditemukan pada perairan yang memiliki pH rendah. Amonium bersifat tidak toksik. Namun, pada suasana alkalis pH tinggi lebih banyak ditemukan amonia yang tak terionisasi dan berifat toksik Tebbut 1992. Pada pH kurang dari 4, sebagian besar tumbuhan air mati karena tidak dapat bertoleransi terhadap pH rendah Haslam 1995. Fitoplankton dapat berkembang pada kisaran pH 6,5 sampai dengan 8 Goldman Horne 1983.

2.6.4. Nutrien

Suplai nutrien berasal dari hasil dekomposisi bahan organik dan regenerasi dari nutrien, dan oleh pengadukan vertikal air yang memungkinkan sediaan nutrien yang tersimpan di lapisan air di bawah dapat dimanfaatkan di lapisan air permukaan. Asimilasi nutrien untuk pertumbuhan tumbuhan akan mengurangi konsentrasinya di perairan, yang kelak pada saat nutrien sangat rendah maka laju produksi menjadi terbatas. Riley et al. 1949 in Goldman Horne 1983 menyatakan bahwa laju populasi fitoplankton di perairan dibatasi oleh konsentrasi fosfat bila ketersediaan fosfat tersebut kuantitasnya kurang dari kebutuhan untuk lima hari untuk pertumbuhan populasi. Nitogen dan Fosfor akan menyatu di dalam struktur sel alga dengan rasio N:P yaitu 16:1 Redfield 1958 in Summers 2008. Menurut Frandy 2009, komposisi nutrien dalam pupuk yang mendukung pertumbuhan alga adalah komposisi pupuk dengan rasio N:P yang rendah.

a. Nitrogen

Beberapa alga dapat menggunakan NO 3 - , NO 2 - atau NH 4 + sebagai sumber nitrogen. Nitrat NO 3 merupakan bentuk nitrogen utama di perairan alami dan juga merupakan nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan alga. Nitrat dan amonium adalah sumber utama nitrogen di perairan. Namun, amonium lebih disukai oleh tumbuhan. Amonium biasanya diikuti dengan nitrat yang besar pula karena konsentrasi NH 4 + diatas 0,5 – 1,0 μmoll akan menghambat pengambilan NO 3 - Darley 1982. Keseimbangan antara amonium dan amonia di dalam air sangat dipengaruhi oleh nilai pH air. Pada pH 6, yang terdapat dalam air adalah 100 amonium, pada pH 7 perbandingan antara keduanya adalah 1 amonia dan 99 amonium, pada pH 8 terdapat 4 amonia dan 96 amonium, pada pH 9 terjadi lonjakan dimana amonia sebesar 25 dan amonium sebesar 75. Jadi semakin tinggi nilai pH akan menyebabkan keseimbangan antara amonium dengan amonia semakin bergeser ke arah amonia, artinya kenaikan pH akan meningkatkan konsentrasi amonia Barus 2002. Kandungan nitrat-nitrogen yang lebih dari 0,2 mgl dapat mengakibatkan terjadinya pengayaan nutrien, sehingga dapat menstimulir pertumbuhan alga dan tumbuhan air di perairan tersebut secara cepat Darley 1982. Menurut Boyd 1988, fitoplankton lebih banyak memanfaatkan unsur N dibanding unsur P.

b. Fosfor

Fosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuh- tumbuhan Dugan 1972. Fosfor juga merupakan unsur yang esensial bagi tumbuhan tingkat tinggi dan alga, sehingga unsur ini menjadi faktor pembatas bagi tumbuhan dan alga serta sangat mempengaruhi tingkat produktivitas perairan Goldman Horne 1983. Ortofosfat, PO 4 -3 , merupakan fosfor anorganik sumber yang sangat penting untuk pertumbuhan alga walaupun lebih dapat memperoleh elemen dari berbagai macam fosfat organik. Beberapa alga menyediakan PO 4 -3 sebagai polyfosfat dalam butiran sitoplasmik dengan diameter sebesar 30 –500 nm. Alga akan tumbuh dipermukaan air dibatasi oleh keberadaan fosfor di perairan tersebut Weiner 1998 in Summers 2008. Idealnya, kondisi pertumbuhan alga pada musim panas dapat terjadi dengan adanya konsentrasi fosfat anorganik kurang dari 0,005 – 0,01 mgl Kawaga 1989 in Summers 2008.

3. METODE PENELITIAN

3.1. Rancangan Penelitian

Penelitian ini merupakan kegiatan penelitian eksperimental alga berfilamen pada level nutrien tertentu. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui laju pembentukan biomassa beberapa jenis alga berfilamen pada level nutrien tertentu di kolam percobaan Babakan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB, Bogor. Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah rancangan acak lengkap RAL.

3.2. Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan dalam dua tahap yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan dilakukan pada bulan Mei –Juni 2010 dan penelitian utama dilakukan pada bulan Juni-Agustus 2010 di kolam percobaan Babakan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB, Dramaga Bogor. Analisis kualitas air dan pengukuran biomassa dilakukan di Laboratorium Fisika dan Kimia Lingkungan dan Laboratorium Biologi Mikro 1, Bagian Produktivitas dan Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan. Selanjutnya, analisis proksimat dilakukan di Laboratorium Nutrisi Ikan, Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, IPB.

3.3. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian pendahuluan adalah kolam ukuran 1 m x 1,5 m x 0,5 m, pupuk organik dan anorganik, air, dua jenis alga berfilamen Spirogyra dan Hydrodictyon, dan termometer. Di samping itu juga dipersiapkan paranet untuk penutup kolam sebagai peneduh kolam. Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian utama adalah kolam ukuran 1 m x 1,5 m x 0,5 m, pupuk organik dan anorganik, air, dan satu jenis alga berfilamen Hydrodictyon. Terdapat sembilan buah botol sampel untuk pengambilan air contoh, serta dua puluh tujuh bingkai transek tanpa tutup berukuran 15 cm x 15 cm x 10 cm, saringan plankton net, dan pinset atau kuas untuk melakukan pengambilan sampel alga. Selanjutnya, termometer, Lux meter,