13 dari cahaya yang berada pada permukaan perairan yang disebut zona eufotik
Parson et al. 1984. Umumnya fotosintesis bertambah sejalan dengan bertambahnya intensitas cahaya sampai pada suatu nilai optimum tertentu cahaya
saturasi. Di atas nilai tersebut cahaya merupakan pembatas bagi fotosintesis cahaya inhibisi. Semakin ke dalam perairan intensitas cahaya akan semakin
berkurang dan merupakan penghambat sampai pada suatu kedalaman dimana fotosintesis sama dengan respirasi Neale 1987. Pada kedalaman perairan
dimana proses fotosintesis sama dengan proses respirasi disebut kedalaman kompensasi yang intensitas cahayanya tinggal 1 dari intensitas di permukaan
perairan. Hubungan antara intensitas cahaya dan laju fotosintesis atau produktivitas fitoplankton di laut dapat digambarkan sebagai berikut Gambar 2.
2.2.5. Unsur Hara N, P dan Si
Istilah umum yang digunakan secara luas untuk bahan organik adalah senyawa-senyawa yang disintesis secara biologi yang menghasilkan C, H,
biasanya O, sedikit Nitrogen N dan fosfor P, dan trace elemen lain yang penting untuk memelihara kehidupan tumbuhan. Protein, karbohidrat dan lemak
adalah tipe-tipe senyawa organik yang banyak di dalam sistem kehidupan. Masing-masing mengandung karbon, hidrogen dan oksigen dalam rasio yang
bervariasi. Dapat ditambahkan, bahwa lemak sering meliputi P, sedangkan protein mengandung N dan P Basmi 1995.
Suplai unsur dan senyawa esensial ke dalam suatu sistem perairan, khususnya Nitrogen N, Fosfat P dan Silikat Si sering dilihat sebagai faktor
pembatas yang mempengaruhi penyebaran dan pertumbuhan populasi dan komunitas fitoplankton. Howarth 1988 dan Pomeroy 1991 menyatakan bahwa
dinamika populasi fitoplankton sangat ditentukan oleh nutrien yang berperan sebagai faktor pembatas. Penggunaan nutrien sebagai faktor pembatas dapat
dibedakan sebagai : 1.
Nutrien sebagai faktor pembatas pertumbuhan populasi yang dominan. Perubahan atau pertukaran populasi yang dominan terjadi di bawah batas
saturasi dari populasi dominan yang ada.
14 2.
Nutrien sebagai faktor pembatas terhadap laju potensial produksi primer bersih. Perubahan populasi melebih batas populasi dominan yang ada,
ditentukan oleh perubahan spesies yang dominan. 3.
Nutrien sebagai faktor pembatas produksi ekosistem bersih, populasi primer kotor melebihi total respirasi ekosistem. Perubahan populasi ini berdampak
pada meningkatknya kandungan organik bersih atau hasil dari ekosistem.
Gambar 2. Diagram menunjukkan hubungan antara produktivitas dan intensitas cahaya. P
max
= Produktivitas maksimum; I
c
= Intensitas cahaya pada titik kompensasi; I
opt
= Intensitas cahaya pada P
max
; R = Respirasi; P
n
= Produktivitas bersih; P
g
= Produktivitas kotor Nontji 2006 • Produktivitas mempunyai hubungan yang linear dengan cahaya hanya pada
intensitas cahaya yang rendah; • Pada intensitas tertentu I
opt
, produktivitas akan mencapai maksimum P
max
; • Intensitas cahaya yang terlampau kuat akan menyebabkan produktivitas
menurun photo inhibition; • Titik kompensasi adalah intensitas dimana produktivitas adalah sama dengan
laju respirasi P = R. Berdasarkan hal-hal di atas maka dalam sebaran vertikal produktivitas umumnya dapat terlihat kondisi seperti pada Gambar 3.
15
Gambar 3. Diagram menunjukkan sebaran vertikal produktivitas fitoplankton. Produktivitas maksimum P
max
dijumpai pada kedalaman di bawah permukaan. Kedalaman kompensasi terdapat pada kedalaman dimana
praduktivitas seimbang dengan respirasi. Zona eufotik terdapat mulai dari permukaan hingga kedalaman kompensasi Nontji 2006
• Produktivitas di permukaan biasanya kecil karena pengaruh sinar matahari yang terlampau kuat akan menghambat produktivitas;
• Semakin dalam, produktivitas semakin meningkat, hingga mencapai maksimum P
max
pada kedalaman beberapa meter di bawah permukaan; • Di bawah P
max
produktivitas akan berkurang secara proporsional terhadap intensitas cahaya;
• Produktivitas akan bersifat positif jika nilainya lebih besar dari respirasi PR • Kedalaman dimana produktivitas dan respirasi seimbang disebut kedalaman
kompensasi, dan intensitas cahaya pada kedalaman ini disebut intensitas kompensasi
• Zona dari permukaan hingga kedalaman kompensasi disebut zona eufotik • Di bawah zona eufotik intensitas cahaya sudah tak dapat menghasilkan
produksi yang positif. Unsur-unsur yang sangat dibutuhkan oleh fitoplankton merupakan faktor
pembatas pada perairan yang berbeda. Menurut Hecky dan Kilham 1988 dari ketiga nutrien unsur utama tersebut yakni N, P dan Si, di perairan air tawar fosfat
lebih bersifat faktor pembatas bagi pertumbuhan alga bila dibandingkan dengan
16 unsur yang lain, sedangkan di perairan laut ketiga unsur tersebut bersama-sama
bersifat sebagai faktor pembatas pertumbuhan terutama nitrogen. Caroco et al. 1987 berdasarkan hasil penelitiannya tentang pengaruh pengkayaan N dan P di
perairan estuari hingga perairan pantai perairan laut dengan salinitas 32
o oo
menyatakan bahwa fitoplankton pada perairan dengan salinitas 0 – 6,5
o oo
merespon terhadap penambahan konsentrasi P dan biomassanya meningkat hingga 2 – 6 kali, sedangkan penambahan nitrogen merangsang pertumbuhan
fitoplankton di perairan bersalinitas yang lebih tinggi 31
o oo
. Smith 1984 mendapatkan bahwa fosfat dan silikat secara potensial merupakan faktor pembatas
bagi pertumbuhan fitoplankton pada musim dingin sedangkan nitrat bersifat sebagai faktor pembatas pada perairan dengan salinitas yang lebih tinggi. Pada
perairan dengan tingkat salinitas sedang, pertumbuhan fitoplankton tidak merespon terhadap penambahan N atau P. Peningkatan biomassa secara drastis
terjadi bila penambahan N dan P dilakukan secara bersamaan. Pertumbuhan dan reproduksi fitoplankton dipengaruhi oleh kandungan
nutrien di dalam badan perairan. Kebutuhan akan besarnya kandungan dan jenis nutrien oleh fitoplankton sangat tergantung pada klas atau jenis fitoplankton itu
sendiri disamping jenis perairan dimana fitoplankton tersebut hidup. Dengan demikian nitrogen secara signifikan berpengaruh terhadap struktur komunitas
fitoplankton Piehler et al. 2004. Namun demikian laju pertumbuhan fitoplankton akan tergantung pada ketersediaan nutrien yang ada. Menurut
Pomeroy 1999, laju pertumbuhan fitoplankton akan sebanding dengan meningkatnya konsentrasi nutrien hingga mencapai suatu konsentrasi yang
saturasi. Setelah keadaan ini, pertumbuhan fitoplankton tidak tergantung lagi pada konsentrasi nutrien.
Nitrogen dibutuhkan untuk mensintesa protein. Menurut Parson et al. 1984, nitrogen di laut terutama berada dalam bentuk molekul-molekul nitrogen
dan garam-garam anorganik seperti nitrat, nitrit dan amonia dan beberapa senyawa nitrogen organik. Pada umumnya nitrogen diabsorbsi oleh fitoplankton
dalam bentuk nitrat NO
3
-N dan ammonia NH
3
-N. Fitoplankton lebih banyak menyerap NH
3
-N dibandingkan dengan NO
3
-N karena lebih banyak dijumpai di perairan baik dalam kondisi aerobik maupun anaerobik Welch, 1980. Selain itu
17 penggunaan N-NO
3
membutuhkan penambahan energi seperti adanya enzim nitrat reduktase.
Pada umumnya konsentrasi nitrogen di perairan laut berkisar 0,01-50 μgl
untuk nitrat, 0,01-5 μgl untuk nitrit dan 0,1-5 μgl untuk amonia serta 0,2-2 μgl
untuk asam amino Clark et al. 1972; Riley dan Segar 1970 dalam Parson et al. 1984. Sedang untuk pertumbuhan optimal fitoplankton menurut Mackenthum
1969 dalam Tambaru 2008 memerlukan kandungan nitrat berkisar 0,9-3,5 mgl. Secara lebih khusus Ketchum 1939 dalam Parson et al. 1984
menjelaskan bahwa kebutuhan minimum nitrat yang dapat diserap oleh diatom berkisar 0,001-0,007 mgl.
Dalam bentuk fosfor, fitoplankton menggunakan fosfat PO
4
untuk pertumbuhannya Goldman dan Horne 1983. Fosfat mempengaruhi penyebaran
fitoplankton khususnya diatom Vollenweider 1968 diacu dalam Tambaru 2008. Fosfat menjadi faktor pembatas baik secara spasial maupun temporal.
Konsentrasi fosfor di perairan umum berkisar 0,001-0,005 mgl Boyd 1982 diacu dalam Effendie 2003. Kandungan fosfat yang optimum untuk pertumbuhan
fitoplankton berkisar 0,09-1,80 mgl Mackenthum 1969 diacu dalam Tambaru 2008. Pada perairan yang memiliki konsentrasi fosfat yang rendah 0,00-0,02
mgl akan didominasi oleh diatom, pada perairan dengan konsentrasi fosfat sedang 0,02-0,05 mgl akan dijumpai jenis Chlorophyceae yang berlimpah dan
perairan yang memiliki konsentrasi fosfat tinggi 0,10 mgl maka jenis Cyanophyceae menjadi dominan Prowse 1946 dalam Tambaru 2008.
2.3. Unsur Hara Sebagai Faktor Pembatas
