Karakterisasi Sedimen Tambak Udang Desa Jayamukti Blanakan

untuk budidaya udang berkisar antara 4-7 mgl Wignyosukarto 1998. Kadar oksigen terlarut bersifat fluktuatif secara harian diurnal dan musim bergantung pada pencampuran mixing dan pergerakan turbulence massa air, aktivitas fotosintesis, respirasi, dan limbah effluent yang masuk ke dalam air Effendi 2000. Boyd 1991 menyatakan bahwa, kandungan oksigen terlarut yang dapat menunjang kehidupan udang secara normal dan baik untuk pertumbuhan adalah 5 mgl sampai konsentrasi jenuh. Lebih lanjut dinyatakan bahwa kandungan oksigen yang kurang dari 1 mgl dapat menyebabkan kematian jika berlangsung selama beberapa jam, dan untuk kisaran oksigen antara 1-5 mgl pertumbuhan akan terganggu jika berlangsung secara terus-menerus.

4.2 Karakterisasi Sedimen Tambak Udang Desa Jayamukti Blanakan

Penilaian kesuburan tanah didasarkan pada analisis laboratorium terhadap parameter fisik tekstur, kimia pH, C-organik dan N total, P, Ca, Mg, K dan Na. Secara kimiawi, analisis kualitas tanah akan berguna untuk mengetahui antara lain proses pertukaran ion antara tanah dengan air dan kondisi redoks yang dapat berpengaruh terhadap ikan atau udang. Kepentingan secara biologis, tidak hanya terkait langsung bagi kepentingan udang sendiri, namun lebih spesifik, yaitu stimulasi dan kontinuitas dalam penyediaan hara bagi pertumbuhan plankton dan makanan alami yang diperlukan oleh udang serta pemulihan dasar tambak oleh komunitas bakteri serta kestabilan mutu air. Berdasarkan hasil analisis laboratorium menunjukkan bahwa sedimen tambak udang Desa Jayamukti Blanakan berupa tanah lumpur bewarna abu-abu kehitaman yang terdiri atas pasir 0, debu 23,6 dan liat 76,4. Sedimen tambak ini memiliki tekstur tanah liat. Kandungan bahan organik sedimen tersebut meliputi karbon organik 1,45±0,32, nitrogen 0,11±0,03 sehingga ratio CN ialah sebesar 13, kandungan P yang tersedia ialah 59±4,95 ppm, pH H 2 O 7,9±0,15, daya hantar listrik DHL 4,98 dSm, salinitas 2604±84 mgl, dan kapasitas tukar kation KTK 23,28±3,60 cmol+kg, dan nilai kation basa ditukar Ca 8,86±1,3 cmol+kg, Mg 26,16±4,6 cmol+kg, K 5,8±16 cmol+kg, dan Na 55,15±19 cmol+kg. Tabel 2. Tabel 2 Karakteristik sedimen tambak Desa Jayamukti Blanakan dibandingkan dengan sedimen lain sebelum dirangkai SMFC Parameter Uji Inlet Tengah Outlet Rata-rata sebelum Hong et al. 2008 1 Nilai standar 2 Idham 2010 3 Tekstur Pasir Debu Liat 22,3 77,7 24 76 24,3 75,7 23,6 76,4 - - - Liat, lempung berpasir 20 49 31 pH: H 2 O KCl DHL dS m Salinitas mg l 7,9±0,12 7,6±0,12 4,86±1,12 2536 8±0,1 7,7±0,1 6,23±1,25 3303 7,7±0,06 7,3±0,06 3,85±0,15 1973 7,9±0,35 7,5±0,14 4,98±1,34 2604±753 7,5 - - - 5,5-7,0 - - - 7,7±0,35 7,3±0,14 6,39±1,46 3405±841 Bahan Organik dalam contoh kering 105 °C: C N C N P 2 O 5 ppm KTK cmol+kg 1,37±0,29 0,12±0,24 12 96,6±41,42 25,38±2,70 1,76±0,24 0,13±0,02 13 46±7,55 22,59±3,71 1,2±0,18 0,09±1,7 13 35±2 21,89±4,56 1,45±0,44 0,11±0,03 13 59±35,4 23,28±3,60 3,52 ± 0,38 - - - - 3-5 0,4-0,75 10 30-60 20 2,19±0,44 0,19±0,06 12 128±4,95 18,46±1,24 Ca cmol+kg 9,98±0,33 8,91±1,61 7,7±0,49 8,86±1,3 - 5-20 - Mg cmol+kg 28±7,09 28,04±1,79 22,44±0,85 26,16±4,6 - 1,5-8,0 - K cmol+kg 6,28±1,33 6,28±0,29 4,85±0,33 5,8±1 - 0,5-1,0 - Na cmol+kg 55,76±25,06 70,35±12,48 39,32±2,08 55,15±19 - 0,7-1,0 - K eterangan : Karakteristik sedimen tambak udang inlet, tengah dan outlet Desa Jayamukti sebelum dirangkaikan dengan SMFC berdasarkan hasil penelitian ini diuji di Balai Penelitian Tanah, Bogor, Nilai standar untuk budidaya udang windu berdasarkan Wignyosukarto 1998 1 Karakteristik sedimen Danau Ilgam, Seoul berdasarkan hasil penelitian Hong et al. 2008 2 Nilai standar untuk budidaya udang berdasarkan SNI 7310:2009 2009 3 Karakteristik sedimen teluk Laut Jakarta, berdasarkan hasil penelitian Idham 2010. Tekstur tanah merupakan variabel primer dalam penentuan kelas kesesuaian lahan sehingga bobot yang diberikanpun juga besar. Informasi mengenai tekstur tanah sangat penting karena tanah dengan segala aspek fisika, kimia maupun biologi menentukan produktivitas dari suatu lahan. Berdasarkan hasil analisis laboratorium menunjukkan bahwa sedimen tambak udang Desa Jayamukti memiliki jenis tekstur tanah liat. Menurut Brady 1990 partikel liat merupakan bagian terkecil dari bagian padat penyusun tanah yang memiliki diameter 0,002 mm. Luas permukaan 8 x 106 per cm, jumlah partikel 90.260.853 x 103 per gram dan muatan listriknya tiap satuan massa sangat besar dibanding fraksi penyusun tanah yang lain pasir dan debu, sehingga memungkinkan partikel liat ini mengikat ion-ion kimia, partikel ini merupakan koloid tanah yang dapat menyelaputi atau bersifat perekatsemen dan butir-butir primer tanah sehingga dapat membentuk agregat mikro yang dapat menyerap atau mengikat unsur hara. Tanah dengan dominansi liat mempunyai kemampuan mengikat hara lebih besar, hal inilah yang menjadi jawaban mengapa tanah dengan kandungan liat tinggi mempunyai kecepatan tumbuh klekap lebih tinggi, sehingga akan menguntungkan untuk kegiatan budidaya baik ikan maupun udang dengan sistem tradisional. Derajat keasaman pH sedimen tambak udang Desa Jayamukti tergolong sedikit alkalis yaitu 7,9±0,35. Penentuan kelas pH didasarkan pada kemampuan untuk mempengaruhi ketersediaan unsur hara dalam tanah. Pada kisaran pH 6,5- 7,5 unsur hara tersedia dalam jumlah yang cukup banyak optimal, karena bakteri yang bertindak sebagai dekomposer, juga mampu hidup optimal pada kisaran pH tersebut. Pada pH kurang dari 6,0 maka ketersediaan unsur hara fosfor, kalium, belerang, kalsium, magnesium menurun dengan cepat, sedangkan pH tanah lebih besar dari 8,0 akan menyebabkan unsur-unsur nitrogen, besi, mangan, borium, tembaga dan seng ketersediaannya relatif jadi sedikit Sarief 1985 dalam A`in 2009. Variabel C-organik diketahui melalui konversi dari rumusan bahan organik total atau total organic matter Sudjadi et al.1997. Kandungan C-organik dalam tanah merupakan representasi dari bahan organik tanah hasil perombakan dan penyusunan yang dilakukan jasad renik tanah. Senyawa karbon merupakan sumber energi dan penyusun jaringan padat pada tumbuhan hijau baik tingkat tinggi maupun rendah fitoplankton sehingga penting diketahui untuk bahan pertimbangan kesesuaian lahan. Hasil analisis kualitas tanah menunjukkan kandungan C-organik pada sedimen tambak udang di Desa Jayamukti tergolong rendah yaitu 1,45±0,44 inlet 1,37±0,29, tengah 1,76±0,24, dan outlet 1,2±0,18, sedangkan standar kandungan C-organik pada sedimen tambak untuk budidaya udang adalah 3-5 BSN 2009. Kandungan karbon organik pada ekosistem tertutup, seperti sedimen tambak udang Desa Jayamukti dan danau Hong et al. 2008 relatif lebih tinggi dibandingkan pada ekosistem terbuka, seperti laut dan sungai Hong et al. 2010. Hal ini dikarenakan, akumulasi bahan organik yang sangat dipengaruhi oleh jumlah materi organik yang masuk sisa pakan dan aktivitas metabolisme udang, laju pengendapan pada sedimen, dan kecepatan degradasi bahan organik Killops Killops 1993. Adanya perbedaan karakteristik substrat dan jumlah bahan organik diduga akan berdampak pada kinerja SMFC yang ada Chadhuri Lovley 2003. Aspek penting lain keberhasilan budidaya sistem tradisional adalah ketersediaan pakan alami. Jumlah pakan alami ini tidak terlepas dari sediaan nutrien dasar. Nitrogen dan fosfor bersama dengan karbon dan hidrogen, diakui sebagai unsur pokok terpenting bagi makhluk hidup, diantaranya untuk perkembangan protoplasma sel sehingga unsur- unsur ini disebut sebagai “famous nutrient ”. Menurut Rosmarkam dan Yuwono 2002, kandungan nitrogen dalam tanah sangat bervariasi bergantung pada pengelolaan dan penggunaan lahan tersebut. Hasil analisis kualitas tanah menunjukkan kandungan N total pada sedimen tambak udang Desa Jayamukti tergolong rendah yaitu 0,11±0,03 inlet 0,12±0,24, tengah 0,13±0,02, outlet 0,09±1,7, sedangkan standar optimum kandungan N total pada sedimen tambak untuk budidaya udang adalah 0,40- 0,75 BSN 2009. CN rasio merupakan suatu cara mudah untuk mengetahui laju proses dekomposisi. Ada 2 dua tahap dalam usaha budidaya, dimana laju proses dekomposisi sangat berpengaruh penting dalam menjamin kualitas tanah sebagai media budidaya. Pertama yaitu persiapan pengolahan lahantanah dan kedua pasca pemanenan, tanah yang telah digunakan untuk proses produksi banyak mengandung sisa metabolisme, pakan maupun pupuk sehingga perlu dikembalikan kualitasnya. Kelas CN ratio dikelompokkan dengan pertimbangan pengaruh CN ratio terhadap status bahan organik Foth 1979 dalam A`in 2009. Berdasarkan perhitungan hasil analisis terhadap kandungan karbon dan nitrogen diperoleh perbandingan antara persentase karbon terhadap nitrogen CN ratio pada sedimen tambak di Desa Jayamukti sebesar 13 inlet 12, tengah 13 dan outlet 13. Nilai CN ratio tersebut lebih kecil dari 15 sehingga menunjukkan terjadinya mineralisasi N. Pengertian mineralisasi N adalah proses perubahan N-organik menjadi N-anorganik oleh mikroba dekomposer. Apabila rasio CN lebih besar dari 30 berarti terjadi immobilisasi N, dan jika berada diantara 15 –30 berarti mineralisasi seimbang dengan immobilisasi. Proses mineralisasi dan immobilisasi N dalam tanah sangat ditentukan oleh aktivitas mikroorganisme tanah, baik jamur, bakteri, dan sebagainya Foth 1979 dalam Arshad Coen 1992. Fosfat merupakan unsur hara yang sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan metabolisme plankton. Oleh sebab itulah, kandungan fosfat dalam tanah amat diperhatikan untuk evaluasi kesesuaian lahan. Pada fiksasi fosfor, beberapa jenis fosfor termasuk diantaranya adalah fosfat tanah diikat dan dilepaskan ke dalam larutan tanah dan berperan dalam kesuburan tanah Sarief 1985 dalam A`in 2009. Fosfor di dalam tanah terdapat dalam berbagai bentuk senyawa, baik persenyawaan an-organik yang terikat dengan mineral-mineral tanah maupun persenyawaan organik yang berhubungan dengan bahan organik tanah. Posfor di dalam tanah senantiasa diikat oleh Fe, Al dan Ca dalam senyawa Fe-P, Al-P dan Ca-P. Hasil analisis menunjukkan kandungan P tersedia pada sedimen tambak udang Desa Jayamukti sebesar 59±35,4 ppm inlet 96,6±41,42 ppm, tengah 46±7,55 ppm, outlet 35±2 ppm dan tergolong dalam nilai optimum untuk budidaya udang yaitu 30-60 ppm BSN 2009. Salah satu sifat kimia tanah yang memegang peranan dalam penentuan kesuburan adalah kapasitas tukar kation KTK tanah. Kapasitas Tukar Kation suatu tanah dapat didefinisikan sebagai suatu kemampuan koloid tanah menjerap dan mempertukarkan kation. Secara implisit tingkat KTK juga menunjukkan keseimbangan reaksi dalam tanah sehingga semua proses yang terdapat didalamnya dapat berjalan sesuai fungsinya. Melalui KTK kemampuan daya jerap unsur hara dari koloid tanah dapat ditentukan dengan mudah. Mengingat peranannya yang besar, maka variabel ini menjadi tolak ukur penilaian kesesuaian lahan untuk lahan pertambakan, kelas KTK ditentukan berdasarkan standar umum dalam persyaratan budidaya tambak. Nilai KTK sangat dipengaruhi oleh reaksi tanah pH, bahan organik, jumlah dan jenis mineral liat Notohadiprawiro 2000. Semakin tinggi nilai KTK suatu tanah, semakin tinggi pula kemampuannya untuk menyerap dan melepaskan unsur hara. Kation yang dapat ditukar Ca, Mg, K dan Na dapat memberikan indikasi nilai KTK serta tingkat kesuburan tanah. Kation yang dapat ditukar Ca, Mg, K dan Na dapat memberikan indikasi nilai KTK serta tingkat kesuburan tanah. Hasil analisis laboratorium menunjukkan bahwa nilai KTK pada sedimen tambak udang Desa Jayamukti sebesar 23,28±3,60 cmol+kg inlet 25,38±2,70 cmol+kg, tengah 22,59±3,71 cmol+kg, outlet 21,89±4,56cmol+kg dan tergolong dalam nilai optimum untuk budidaya udang yaitu 20 cmol+kg BSN 2009. Kation-kation dapat ditukar Ca, Mg, K dan Na merupakan kation-kation yang dapat dipertukarkan dan terjerap pada permukaan kompleks jerapan tanah. Semakin tinggi kation dapat ditukar suatu unsure, maka potensi koloid untuk memasok larutan tanah dengan unsur-unsur bersangkutan semakin besar Bailey et al. 1986 dalam Shukla et al. 2004 b . Hasil analisis laboratorium terhadap sedimen tambak udang di Desa Jayamukti dibandingkan dengan nilai optimum untuk budidaya tambak udang pada Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai-nilai kation dapat ditukar untuk Ca tergolong sedang yaitu 8,86±1,3cmol+kg inlet 9,98±0,33cmol+kg, tengah 8,91±1,61cmol+kg, outlet 7,7±0,49cmol+kg; Mg tergolong tinggi yaitu 26,16±4,6 cmol+kg inlet 28±7,09cmol+kg, tengah 28,04±1,79cmol+kg, outlet 22,44±0,85cmol+kg; K tergolong tinggi yaitu 5,8±16 cmol+kg inlet 6,28±1,33cmol+kg, tengah 6,28±0,29cmol+kg, outlet 4,85±0,33cmol+kg; dan Na tergolong tinggi yaitu 55,15±19 cmol+kg inlet 55,76±25,06cmol+kg, tengah 70,35±12,48cmol+kg, outlet 39,32±2,08cmol+kg. Kation-kation basa umumnya merupakan unsur hara yang diperlukan tanaman, disamping itu basa-basa umumnya mudah tercuci, sehingga tanah dengan kejenuhan basa tinggi menunjukkan bahwa tanah tersebut belum banyak mengalami pencucian dan merupakan tanah yang subur. Kejenuhan basa erat hubungannya dengan pH tanah, dimana tanah-tanah dengan pH rendah umumnya mempunyai kejenuhan basa rendah, sedang tanah-tanah dengan pH yang tinggi mempunyai kejenuhan basa yang tinggi pula. Hubungan pH dengan kejenuhan basa pada pH 5,5 – 6,5 hampir merupakan suatu garis lurus. Tanah-tanah dengan kejenuhan basa rendah, berarti kompleks serapan lebih banyak diisi oleh kation- kation asam, yaitu H + dan Al +++ . Apabila jumlah kation asam terlalu banyak terutama Al +++ dapat merupakan racun bagi tanaman. Keadaan seperti ini terdapat pada tanah-tanah masam Hardjowigeno 1989 dalam A`in 2009.

4.3 Produksi Arus Listrik pada Sediment Microbial Fuel Cell SMFC