PENYISIHAN LIMBAH NITROGEN DARI SISTEM AKUAKULTUR MULTITROFIK TERPADU MENGGUNAKAN TANAMAN SAYUR SEBAGAI KONVERTER FOTOAUTOTROF

Peny isihan lim bah nitr ogen dar i sist em ak uakultur ..... (Sum ohar jo)

PENYISIHAN LIMBAH NITROGEN DARI SISTEM AKUAKULTUR MULTITROFIK TERPADU MENGGUNAKAN TANAMAN SAYUR SEBAGAI KONVERTER FOTOAUTOTROF

* ) * ) * ) * )

Su m ohar j o , Asf i e M ai d i e , Q or i ah Sal eh a , Er w ian t on o , d an * * ) Er w i n N. Fah lef i

)

Dosen pada Fakult as Peri kanan d an Il m u Kelautan, Univer si tas Mulawarm an Jl . Gn. Tab ur Kam pus Gunung Kelua, Sam arinda 751 23

)

Mahasiswa pad a Fakultas Peri kanan dan Il m u Kel aut an Uni versi tas Mul awar m an, Sam ar ind a 75 12 3 (Nask ah dit er im a: 28 Januar i 2 01 3 ; Diset uj ui publik asi: 1 1 Septem ber 2 0 13 )

ABST RAK

Tiga spesies tanam an sayur, kangkung darat (Ipom oea r eptana), sawi (Br assica juncea), d an k em angi (Ocim um basilicum ) d ib and ing kan g una m eng onver si am m oni um dan nit rat nitrog en dari si stem akuak ultur . Tanam an t erseb ut di tanam secara hi droponik m eng g u nak an t ek ni k r ak i t (r a f t i ng t echn ique) d en g an t at a l et ak r ancang an acak k el om p ok l eng k ap (RAKL). Hasi l p er cob aan m enunj uk k an b ahwa t i ng k at k onver si ni t r o g en ol eh k et i g a j eni s t anam an b er b ed a secar a nyat a d eng an t i ng k at r et ensi nitrogen tertinggi pada tanam an kangkung sebesar 0,73± 0,28 g; diikuti oleh kem angi (0,30± 0,17 g); dan terakhir oleh sawi (0,03± 0,07 g). Secara keseluruhan ketiga tanam an m am pu m enyisihkan lim bah nitrogen sebesar 6,70% dari total produksi TAN dari sisa m etab oli sm e ik an yang dib udi dayakan.

KATA KUNCI: ak u ak ul t ur , hi d roponi k , m u lt it r of ik , p rodu k si ABST RACT : Rem oval of nit rogen w aste f rom a m ult i- t roph ic aquacultu re system using vegetable- plants as photoautotrophic converter.

By: Sum oh arj o, Asf ie M aid ie, Q or iah Sal eh a, Erw ian tono, an d Erw in N. Fahl ef i Th r ee sp ecies of hy dr opon ic-leaf veg et a bles, sp ina ch (Ip om oea rept an a), g r een m ust a r d (Brassica ju ncea), an d Basil (O ci m u m basil icum ) wer e com pa r ed f or r em oving am m onium n it r ogen and nit r at e nit r ogen wast e f r om aquacult ur e t ank . The plants wer e hy dr oponically planted with r af ting technique. Com pletely r andom ized block design was used to conf igur e the tr eatm ent lay out. The r esult of the exper im ent showed that the thr ee plants wer e signif icantly dif f er ent (P<0.05) in r em oving nitr ogen waste wit h the highest nit r ogen r etention was 0 .7 3±0.28 g N achieved by Ipom oea reptana, f ollowed by Ocim um basilicum (0.3 0 ±0.1 7 g N), and t he lowest was by Brassica juncea (0.0 3±0.07 g N). In t h, the pr esent study has shown that the thr ee plants wer e able to r em ove up to 6.70% N of nitr ogen waste f r om f ish tank.

KEYWORD S: aquaculture, hydroponic, m ulti- trophic, integrated, production sebuah sistem terpadu berbasis rantai makanan yang dik enal dengan n am a Int egr at ed Mult i-

J. Ris. Akuakultur Vol. 8 No. 3 Tahun 20 13: 39 3-4 01

Tubifex sp. dan tiga jen is tan am an) dalam

em pat kelo m pok. Sketsa tata letak percob aan disajikan pada Gam bar 1.

out let ) yan g t erd iri at as t iga perlakuan d an

Di dalam bioreaktor, tanam an ditempatkan secara acak b erd asark an j en isn ya m en g - gu nak an rancang an acak k elo m pok lengk ap (RAKL) m engikut i arah aliran air (d ari inlet k e

Sistem IMTA skala p ilo t yan g dib an gu n tersusu n at as d ua b uah bak ikan , yakni: bak I, volum e 1.100 L dan bak II dengan volum e 980 L, aliran air dari bak I ke bak II secara g ravit asi yang m em anfaatk an perbed aan tin ggi m u ka air 7,25 cm untuk m enghasilkan deb it air 5 L/ m enit . Sebelum m asuk ke b ak II, air d ari bak I t er l eb ih d ah u l u m elewat i f il t er sek u n d er sepanjang 2 m. Dari bak II, air mengalir m enuju wadah bio filter (b ioreakt or) yang terbuat dari talan g air (wat er gut t er ) dan disusu n secara seri d alam d elap an j alu r (8 -r un-r aceways), pan jang setiap jalur adalah 2 m , seh ingga total p anj ang wadah filter ad alah 1 6 m . Setiap jalur dihubungk an oleh p ipa polyvinil chlor ide (PVC) diam et er 0,7 5 in ci dan ju ga digu nak an u n t u k m en g h u b u n g k an b ak i k an d en g an b io reak t o r. Pad a out let f il t er d i t em p at k an basko m volum e 2 0 L sebag ai wadah p enam - p u n g an sem en t ara yan g d iaerasi k en can g (sum p). Selanjutnya, air ditarik dengan pom pa celup berkekuatan 23 watt untuk dikem balikan ke bak I.

BAHAN DAN METODE Desk ripsi Konfigurasi Unit Penelitian

Nam un dem ikian, pada artikel in i akan leb ih fo kus pada b ahasan m engenai ef isiensi dari tiga jenis tanam an (sawi, kangkung darat, dan kemangi) yang digunakan untuk mengasimilasi lim bah am on ium nitro gen (NH

Tr ophic Aquacult ur e (akuakultur m ultit rof ik t erp ad u , selan j u t n ya ak an d iseb u t IMTA).

Pad a p en el it i an in i m el i b at k an em p at jenis organ ism co-cult ur e selain ikan (cacing

N) d an n itrat nitrog en (NO
N) yan g d ih asilk an d ari sisa m etabolisme ikan.
N+ 10% urea. Hasil penelitian Colt (1991), m enunjukkan bahwa untuk setiap konsum si 1 kg pakan, ikan m em bu tuhk an 2 50 g O

Un tu k m en gem b alikan nilai p akan yang terbuang tersebut, m aka berbagai upaya telah d i l ak u k an . Sal ah sat u n ya ad al ah d en g an m en em p at kan t an am an secara h id ro p o n ik yan g bernilai eko nom is agar lim b ah d ari b ak/ ko lam ikan yang kaya n utrien tersebut dap at dikon versi m enj adi bio m assa tan am an yang bisa m enj adi n ilai tam bah d alam produ ksi, sek ali g u s seb ag ai b i o f i l t er u n t u k m en g - hilan gkan lim bah am m o nia, seh ingga ko ndisi air tetap layak bagi sintasan dan pertum buhan ikan yang dibudidayakan. Perpaduan tanam an h id ro p o n ik d en g an ak u ak u l t u r in i d i k en al dengan istilah akuaponik.

; 30 g am m onia; 500 g feses; dan 5 ,5 g PO

un tuk proses m etab olism e dan ak an m en ghasilk an limbah sebesar 340 g CO

Pengem ban gan sistem ak uak ult ur t erp a- d u t elah m en arik p erh at ian d ar i b erb ag ai k alan g an d i bid an g ak u ak u lt ur, m ulai dari pem erhat i, p enelit i, hin gga praktisi. Hal ini t erk ait d en g an sem ak in m enin gk atn ya ke- sadaran t ent ang dam pak lim bah akuak ult ur terh adap lin gku ngan m au pun p eng aru hn ya terhadap sistem ak uaku ltu r itu sen diri yang berakibat pada penurunan daya dukung dalam peningkatan kapasitas produksi. Persoalan ini m uncul sebagai akibat dari rendahnya proporsi protein pakan yang dimanfaatkan ikan, di mana hanya sek itar 2 0%- 30% pro tein p akan yang d ik o nversi m enj adi en erg i d an u nt u k p er- t u m b u h an , si san ya d alam b en t u k l im b ah m et abolit dilepaskan ke k olom air yang dapat t erak u m u lasi h i n g g a m en cap ai lev el yan g berbahaya bagi ikan budidaya itu sendiri (Boyd & Tucker, 1 992 ; Avnim elech & Ritvo, 200 3; Rak o cy et a l., 2 0 0 6 ). Br u n e et a l. (2 0 0 3 ) m enyatakan bahwa ikan yang m engonsum si 1 kg pakan dengan rasio konversi pakan (FCR) 3 ak an m eng hasilk an 36% bah an org anik , 7 5% NH

Akuakultur adalah sektor produksi pangan yan g b erk em b an g cep at d en g an rat a- rat a p er t u m b u h an 8 ,9 %/ t ah u n ; d i b an d i n g k an d en g an p en an g k ap an 1 ,2 %; d an p ro d u k si dagin g hewan darat yang hanya 2,8% pada perio de yang sam a (FAO, 2 004 ). Selanju tnya, FAO (2012) m em publikasikan bahwa produksi ak uak ult ur pad a t ahun 20 10 telah m en cap ai 59,9 juta ton (belum termasuk tanam an air dan produ k b ukan m akan an) m enin gkat sebesar 7,5% dari 5 5,7 ju ta ton pad a t ahu n 2 009 . Se- pert iga dari volu m e ini dipro duksi d ari sistem akuakultur yang terpadu dengan pem eliharaan kerang- kerangan dan ikan filt er feeder .

PENDAHULUAN

P. Ko ndisi ini m en g- ak ibatkan in efisiensi dalam produk si aku a- kultur, karena p akan m enem p ati porsi hingga 20%- 4 0% dari total ong kos prod uksi (Lo sordo & Westers, 1 994 ).

N), n it rat n it ro g en (NO
N) m en g g u n ak an sp ektrofo tom eter GENESYS

2 CO

GR = W

Figur e 1. Sket ch of t est ed int egr at ed m ult i-t r ophic aquacult ur e configur at ion

Gambar 1. Sketsa konfigurasi sistem akuakultur m ultitrofik terpadu yang diuji

di m ana: W = Bobot awal (g); W _t = Bobot pada wak t u t (g) Ket erangan (Not ed):

Bak ikan nil a (1 ), bak i kan b et ok (2 ), jalur cacing sut r a (Tubi f ex sp .) (3), d an j al ur

hi droponik (kangk ung, sawi, dan k em angi ) (4) (Ti lapi a t ank (1), clim bing per ch t ank (2 ),

silky wor m r aceways (3), hydr oponic r aceway s f or plant ing spi nach, gr een m ust ar d, and

basil (4))

= F x PC x 0.092

TAN

Di m ana: P _TAN = Pr oduksi TAN (kgTAN/ kg pakan); F (f eed) = Jum lah p akan; PC (pr ot ein cont ent ) = Kand ungan protein (sat uan desim al); konst ant a 0,092 diperoleh dari asum si bahwa pr ot ein t er dir i at as 16 % nit r o- gen, 8 0% nit r ogen di asim ilasi oleh ikan, 8 0% nit r o- gen yang di asim i lasi d iek skr esi kan, dan 90 % ni- t rogen yang diekskresikan berupa TAN + 10% urea.

Laju pertam bahan bobot (gr owt h r at e): Dal am si st em r es i r k u l asi sep er t i i n i , penelu suran t ot al am m o nia n it ro gen (TAN) dim ulai dari p rod uksi TAN sebagai hasil dari proses m et ab olism e d en gan m eng gun ak an persam aan Ebeling et al. (20 06):

An al i si s t i n g k at p ert u m b u h an m en g - gunakan persam aan (Zonnenveld et al., 1991) berikut ini:

3 0,045 N (APHA, 1998).

) d i u k u r d en g an m etode titrasi Na

10 S UV- Visib le, d an k arb o n d io k sid a (CO

– W

Pen gam at an pert u m b u han t an am an di- lakuk an p ada in terval wak tu tuj uh hari sekali. Sedang kan un tu k bo bo t ik an d iu ku r hanya p ad a awal d an set elah 2 8 hari p erco b aan . Pen gam b ilan con to h air u nt uk m en getahu i param eter k ualitas air d ilakuk an set iap tiga hari, m eliput i; suhu dan pH m enggunak an pH m et er WTW 3 3 0 i, o k sig en t erlaru t m en g - gu nak an DO m eter WTW OXI 19 7i, serta tot al am m onia nitrogen (TAN), nitrit nitrogen (NO

Pengumpulan Data dan Analisis

tanaman yaitu 1,42± 0,16 g dan 10,85± 1,13 cm un tuk sawi; 2,75 ± 0,66 g dan 1 4,3 8± 3,12 cm untuk kangkung; 0,78± 0,08 g dan 9,88± 1,65 cm un tuk kem ang i. Pen gam atan un tuk per- forma tanam an ini dilaksanakan selam a 28 hari p erco baan .

st yr ofoam . Ukuran rata- rata b obot d an tin ggi

Tiga jen is t anam an (sawi, k angk ung , d an kem angi) um u r satu m inggu, m asing- m asing sebanyak 40 batang (10 batang per kelom pok) ditem patkan secara hidroponik dengan teknik terapun g (r aft ing t echnique) m eng gu nakan

bo bot rata- rat a 4 4,4± 9,2 g sed ang kan pada bak 2 ditebar ikan nila (Or eochr om is nilot icus) seban yak 220 ek or deng an bob ot rata- rata 30 ,5± 12,64 g. Pem berian pak an pro tein 3 2% dilakukan secara satiasi dengan frekuensi tiga kali sehari untuk m asing- m asing jenis ikan.

t est unideus Blk) seb anyak 200 ek or d eng an

Pad a b ak 1 dit eb ar ik an bet ok (Anabas

Pelaksanaan Percobaan

Peny isihan lim bah nitr ogen dar i sist em ak uakultur ..... (Sum ohar jo)

= S

T AN

1 + K

Ko nsentrasi TAN ini sang at tip is di bawah k o n sen t rasi TAN yan g d ian g g ap b eracu n , k ar en a p ad a p H 7 ,5 d an su h u 2 8

3 / hari.

) atau k on sent rasi TAN sebelum m elewati p ro ses biofiltrasi adalah 1,03 gTAN/ m

; maka konsentrasi TAN yang terd apat di air (C

2,27 g/ hari. Pada total volum e sistem (volum e bak ikan + volum e wadah filter) 2,21 m

) dengan m enggunakan tetapan disosiasi Wiesm an et al. (2007), yakni: nitrogen yang dilepaskan ke air adalah sebesar

(NH

Dari hasil pen guk uran nilai pH, suhu , d an TAN d igu nakan u ntu k m eng hit ung pro porsi k o nsen t rasi am on iu m (NH

x 10

J. Ris. Akuakultur Vol. 8 No. 3 Tahun 20 13: 39 3-4 01

) d an am o n iak

D.NH3

et al., 2006). Namun dem ikian, nilai konsentrasi

) – (W

C saj a proporsi NH

di m ana: RN _{t an am an} = Ret ensi nit rogen oleh t anam an (g/ k g) N _t = N dalam t anam an pada wakt u t N _o = N sem ula dal am t anam an

t anam an

= (W

x N

ini tidak bersifat konst an, kecuali pad a sistem yang telah m encapai f ase st eady st at e (C

x N

)

Analisis Statistik

Data retensi nitrog en dan pertum buh an tan am an p ada m asing- m asing perlakuan dan kelom p ok dianalisis keragam an nya (ANOVA). Beda rat a- rata perlak uan dan k elo m po k d i- evalu asi m en g g u n ak an u j i j arak b erg an d a Du ncan dengan t ing kat kep ercayaan h ing ga 95 % (P< 0,05). Proses analisis secara stat ist ik ini m enggunakan perangkat lunak Stat ist ica 8.

HASIL DAN BAHASAN Pr oduksi Ikan dan Jum lah Ekskresi Amonia

Selam a 2 8 hari pem eliharaan , to tal ko n- su m si pakan (protein 32%) o leh ked ua jen is ikan adalah 2,464 kg (1,964 kg untuk ikan nila dan 0 ,5 k g u ntu k ikan bet ok) at au rata- rata ko nsu m si pakan harian ad alah 0 ,08 kg / hari dari total k onsum si pakan kedua jenis ikan. Pert um b u h an t o tal ik an n ila (Or eochr om is

nilot icus) seb esar 13 ,11 ± 15 ,27 g sedangk an betok (Anabas testudineus) hanya 5,70± 5,11 g.

Berdasark an perhitu ngan d eng an p ersa-

d ari TAN telah m encapai 0,0 22 m g / L d ar i 0 ,0 2 5 m g / L yan g m eru p ak an konsentrasi tertinggi yang bisa diterim a untuk bu did aya kom ersial (Neori et al., 20 04; Ch en

di m ana: K _D.NH3 = ex p {(6,344 / (273 + T)}; T = ^o C; S _TAN = Kon- s en t r as i T A N , s eh i n g g a u n t u k k o n s en t r as i am oni um (NH ₄ ⁺ ) = TAN – NH ₃ , dan 1 m olek ul NH ₃ = 4,2 NO ₃ NH

Dinam ika Nitrogen dalam Sistem

ou t = 0 m g/ L).

Fase st eady st at e in i sangat sulit dicap ai dalam sistem resiku lasi, k arena ad anya faktor akum ulasi sebagai akibat dari tidak seimbang- n ya laj u p en yisih an TAN secara asim il at if m aupu n d isim ilatif (Wheaton , 1 977; Ed ing et

al., 20 0 6; Wiesm an et al., 2 0 07 ) sehin gg a

dikhawatirkan dapat mengakibatkan akumulasi TAN dan m encapai level b erb ahaya b agi ik an yang d ibu d id ayak an. Hal t erseb u t t erb uk t i dalam percobaan ini, di m ana konsentrasi TAN yang teru kur setelah k elu ar dari b ioreakt or (C

out

) m asih mencapai 0,300± 0,165 m g/ L/ hari atau 13,2% dari produksi TAN (C

) yang kembali ke bak ikan.

Am onium sebagai produk akhir dari meta- bolism e protein diekskresikan oleh ikan. NH

Tin gk at reten si n it ro g en oleh t anam an dianalisis setelah 28 hari p ercobaan. Nilain ya d it en tu kan b erdasarkan pad a hasil analisis proksim at atas total kjedahl nitrogen tanam an (Takeuch i, 1 988 ), kem udian tin gkat reten si n it ro g en n ya d ih it u n g m en u ru t p ersam aan (Zonn enveld et al., 1 991 ).

(am o n iu m ) d an NH

(am o n iak ) m en g alam i kesetim ban gan di dalam air, tergan tung p ada su hu dan pH (Tim m ons et al., 20 01). Jum lah dari kedu a b ent uk senyawa in i d isebut tot al am onia n itro gen (TAN). Data su hu, pH, TAN, se r t a p r o p o r s i d an N H

y an g t er b en t u k disajikan dalam Tabel 1. Berdasark an pad a Tabel 1, m enunj ukk an b ah wa k on sent rasi g as am o n iak yan g t er- bentu k m asih berad a p ada level yang am an bagi ikan. Nilai t ersebu t m asih jauh di bawah b at as t o leran si u n t u k j en is ik an b u d id aya pada um u m nya, yak ni sebesar 0,025 m g / L (Neori et al., 20 04; Chen et al., 200 6). Unt uk lebih jelas, fluk tuasi k onsent rasi to tal am onia nitro gen (TAN), NH

, NO

N, dan NO
N yang terbentuk, serta perubahan suhu dan pH yang t erj ad i selam a p erco b aan d isaj ik an d alam

N) mg/ L 2.746±3.160 2.684±3.026 Nitrat nit rogen (NO
N) mg/ L 0.951±0.246 0.896±0.228

-N

1 Hari ke- (Days) 2 4 3 1

4 8 1 2 1 6 2 0 2 4 2 8 3 0 2 9 2 8 2 7 2 6 2 5

In l et Out l et N H ³ N H ³ ( m g / L )

1 Hari ke- (Days)

4 8 1 2 1 6 2 0 2 4 2 8 N O ²

N O ²

(m g / L )

1 Hari ke- (Days) 1 0 4 8 1 2 1 6 2 0 2 4 2 8

N O ³

2 N O ³

S u h u

(m g / L )

1 Hari ke- (Days) 1 .6 4 8 1 2 1 6 2 0 2 4 2 8 1 .4

1 .2 1 .0 0 .8 0 .6 0 .4

In l et Out l et In l et Out l et

0 .0 1 0 0 .0 0 8 0 .0 0 6 0 .0 0 4 0 .0 0 2 0 .2

In l et Out l et T A N T A N

( m g / L )

1 Hari ke- (Days) 0 .7 4 8 1 2 1 6 2 0 2 4 2 8 0 .6

0 .5 0 .4 0 .3 0 .2 0 .1

T e m p e r a tu r e ( ^o C )

4 8 1 2 1 6 2 0 2 4 2 8 8 .0 7 .8 7 .6 7 .4 7 .2 7 .0

In l et Out l et 6 .8

Tabel 1. Nilai rata- rata param eter kualitas air yang terukur di titik inlet dan

out let filter bioreaktor yang diukur

Table 1. The aver age value of wat er qualit y par am et er s m easur ed in t he

inlet and out let of t he bior eact or

Paramet er Pa r a m et er s

Sat uan U n it s I n let Out l et

Suhu (Tem per at ur e )

C 28.7±1.2 29.1±1.3 pH 7.43±0.24 7.40±0.17 Tot al amonia nit rogen (TAN) mg/ L 0.288±0.169 0.300±0.165 Ammonium (NH

) mg/ L 0.282±0.167 0.294±0.163 Amoniak (NH

) mg/ L 0.0052±0.0027 0.0054±0.0026 Nitrit nit rogen (NO

Gambar 2. Fluktuasi konsentrasi TAN, pH, suhu, NH

N, dan NO
N yang terukur di inlet dan

, NO

outlet bioreaktor Figur e 2. Fluct uat ion of TAN, pH, t em per at ur e, NH , NO -N, and NO -N concent r at ion t hat m easur ed in inlet and out let of bior eact or

P H

1 Hari ke- (Days) 6 .6 8 .2

In l et Out l et Peny isihan lim bah nitr ogen dar i sist em ak uakultur ..... (Sum ohar jo)

N
-N

) m enjad i nit rit
). Reduksi ini m enjadi sum ber nitrit kedua dalam perairan. Akumulasi nitrit dalam perairan sangat b erb ahaya, karena sifat to ksisit asn ya yang bah kan lebih tok sik darip ada am oniak (Watt en & Sib rell, 20 06).

Ko nsentrasi am m on iu m d an nit rat yang teruk ur di air m erupakan sisa nutrien yang belum diasim ilasi oleh tanam an yang ditanam secara h idrop o nik d i b io reakt o r. Mesk ipu n bakteri heterotrof juga m em butuhkan am m o- niu m sebagai sum b er n utrien (Madigan et al., 2 0 0 3 ), t et ap i han ya j u m lah n it ro g en yan g diasim ilasi oleh tanam an yang dihitung dalam penelitian ini.

C (Gam bar 2), sert a keadaan tanam an yang tidak diberi sungkup (dibiarkan t erb u k a) d an t er esk p o s cah aya m at ah ar i lan g su n g m en yeb ab k an in t en sit as cah aya m atah ari yang terlalu ku at. Ko ndisi terseb ut m en yebabk an d aya serap N oleh t an am an , t er u t am a saw i t er h am b at seh i n g g a p er - tu m bu han nya kerdil/ pendek (Gard ner et al., 19 91). Hal ini ju ga sejalan dengan h asil p e-

C- 3 5

Perbed aan yan g tajam ini diyakini sebag ai pengaruh dari f akt or suh u yang cuk up pan as di Sam arinda pada bulan Juni- Juli yang berkisar an tara 3 0

Pada Gam b ar 4, nam p ak bah wa pada sawi terjadi penu run an kad ar nit rog ennya h ing ga

Kon versi nit ro gen o leh setiap j en is tanam an berbed a- b eda, baik kan gku ng, sawi, m aupu n k em angi m em iliki perbed aan yang nyata untuk m eretensi nitrogen. Hasil analisis proksimat menunjukkan bahwa rata- rata retensi n i t ro g en t er t i n g g i d i cap ai o leh t an am an kangk ung seb esar 0 ,73 ± 0,28 g; diik uti oleh kem angi (0,30± 0,17 g) dan terakhir o leh sawi (0,0 3 ± 0 ,0 7 g ). Perb edaan rata- rat a selisih persentase tot al Kjedahl nitro gen (TKN) yang terukur pada m asing- m asing tanam an seperti pada Gam bar 4.

Pertu m bu han tan am an secara k elo m po k, jug a tidak b erbeda secara nyata, k ecuali p ada hari ke- 21, setelah kangkung dipanen sem inggu sebelum nya. Perbed aan ragam kelom p ok in i d iseb abk an oleh ju m lah k ang kung yang dipanen dan tunasnya ditanam kem bali, karena dari set iap kelom p ok ada yang bert unas d an ada yan g t idak sed an g kan kan gk u ng yan g dipanen pada hari ke- 14 hanya yang bertunas, m aka terjadi variasi yan g b esar an tara setiap kelo m pok p ercobaan.

Berdasark an hasil uji lan jut beda nilai t eng ah d en g an u j i j ar ak n yat a b er g an d a Du n can (JNBD), terlihat pertam bahan bobot k angkung berbeda secara nyata sed ang kan ant ara sawi dan kem angi tidak berbeda nyata. Selanjutnya pertam bahan bob ot tan am an k em bali tid ak berbeda dari hari ke- 21 sam pai den gan hari ke- 28.

Meskipun pad a b obot awal rag am k etiga jenis tanaman ini sudah berbeda nyata (P< 0,05) n am u n pert am b ah an b ob o t n ya m en g alam i kesam aan pada hari ke- 7, kem ud ian kem bali berbeda nyata pad a hari ke- 14 (Gam bar 3 ).

Kangk ung darat (Ipom ea r ept ana) m em - berik an pertum buh an yang palin g cepat se- hingga pada hari ke- 14 sudah dapat dipanen, kem ud ian tu nasnya dit anam k em b ali (h ist o- gram hari ke- 21). Untuk sawi (Br assica juncea) m e n g al am i p u n cak p e r t u m b u h an h an ya sam pai pada hari k e- 21 kem ud ian bob otn ya m u lai berku ran g p ada hari k e- 2 8 sedangk an kemangi (Ocim um basilicum ) terus m engalam i pertumbuhan dan mulai m elampaui bobot sawi pada hari k e- 2 1 d an sudah siap panen pada hari ke- 28.

Tanam an (sawi, kang kun g, dan kem ang i) yang ditem patkan secara h idropo nik dalam bioreakt or m enu nju kkan p ert um bu han yang berbeda secara signifikan (P< 0,05).

Pertum buhan Tanaman dan Tingk at Konver si Nitr ogen

(NO

b erban d in g lu ru s d en g an j um lah am on iak sebag ai sub strat yang bereaksi. Nam u n d e- m ikian, diatom dan alga, m isalnya Chlor ella m am pu m ereduksi nit rat (NO

et al. (2006) m enyatakan bahwa laju nitrifikasi

Menurut Colt (1991), bahwa asam nitrious akan terbentuk pada pH < 6,0. Akum ulasi nitrit yang terjadi leb ih utam a terj adi karen a rend ahn ya p ro p o rsi am o n iak yan g t erb en tu k seb ag ai su m ber subst rat un tuk bakteri nitrifier. Ch en

2 ) yang berbahaya bagi ikan.

) di dalam f ilter sehing g a m en gh am b at pem ben tu kan nitrat. Nam u n d em ikian, karena selam a perco baan n ilai pH > 7,0 m aka tid ak t erb ent uk asam nitrious (HNO

), tetap i t erjadi aku m ulasi nit rit (NO

yang terdisosiasi karen a reaksi n itrifikasi m enj adi nit rat (NO

Terb en t u kn ya n it rat seb ag aim an a yan g terukur dalam sam pel air m enunjukkan bahwa terdapat proporsi jum lah NH

J. Ris. Akuakultur Vol. 8 No. 3 Tahun 20 13: 39 3-4 01

6,89± - 1,72% dari TKN awal, sedangkan pada kang kung dan kem angi m enunj ukkan ad anya ko nversi nitro gen dari air ke dalam bio m assa tanam an yan g d ibu ktik an oleh k enaikan TKN h in g g a 2 3 ,8 0 ± 5,9 5 % u n tu k kan g ku n g d an 14,49± 3,62% untuk sawi.

Kem ang i Peny isihan lim bah nitr ogen dar i sist em ak uakultur ..... (Sum ohar jo)

1 1 6 1 4 1 2 1 0

3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0

Figur e 4. The aver age per cent age of differ ent t ot al Kj edahl nit r ogen of

each plant S e li s ih T K N D if fe r e n c e T K N ( % )

Gambar 4. Rata- rata selisih persentase total Kjedahl nitrogen (TKN) pada setiap tanaman

2 7 1 4 2 1 2 8

W e ig h t (g / p c s )

nelit ian Su list yan ing sih et al., (20 05) bah wa tanaman sawi yang diberi sungkup plastik lebih baik d arip ada yang tid ak d iberi su ngku p.

B o b o t (g / b a ta n g )

Figur e 3. The gr owt h r at e of t he t hr ee plant s in t he bior eact or Pengukuran hari ke- Mea sur em ent d ay s

Gambar 3. Laju pertum buhan masing- masing jenis tanaman dalam biorektor

6.89%
10 2 3.80 % 1 4.49 % Saw i Kang k ung Kem ang i Saw i Kang k ung
15

m etabolism e ikan juga digunakan oleh bakteri heterotrof, fitoplankton, dan alga yang tumbuh su bur d i d alam bio reakt or (Bo yd & Wat ten, 19 89; Bo yd & Tu cker, 199 2; Madigan et al., 2 0 0 3 ), ser t a m en g al am i r eak s i o k si d asi n i t r i f i k as i m e n j ad i n i t r i t o l e h b ak t e r i

bact er ia. Selain t anam an , am m o n iu m sisa

Mesk ipun secara t otal ko nversi lim bah ni- t ro gen k e dalam b io m assa t an am an relatif rendah, nam un tanam an yan g d it em p atk an dalam bioreaktor berfungsi dengan baik dalam m e n y ed i ak an z o n a r i z o s f er b ag i Rh i z o -

Berd asarkan pada n ilai TKN dari ketiga tanam an tersebut, m aka dapat dihitung efisiensi penyisih an TAN dari b ak ikan o leh tan am an, yakni; secara t otal t anam an telah m en yerap 6,70% TAN d ari to tal pro duk si am o nia ik an dengan rata- rata setiap jenis tanam an adalah; kangk ung (1,14± 0,43% N); kem an gi (0,4 7± 0,27% N); d an sawi (0 ,05 ± 0,11% N). Secara kelom pok , p eyerap an n itrogen j uga berbeda secara n yata, d i m ana penyerap an t ert ing gi terjadi pad a k elo m pok 2, yakni 2,5% N d an teren dah pad a k elo m pok 4, yakni 1,4% N dari total produksi TAN ikan.

Nit r osom onas sp ., kem udian m en jad i n itrat

Boyd, C.E. & Tucker, C.S. 1992. Water quality and pon d soil analyses for aquaculture.

J. Ris. Akuakultur Vol. 8 No. 3 Tahun 20 13: 39 3-4 01

Physiology of crop plants (Fisiologi Tana- m an Budidaya, alih bahasa oleh Susilo, H.). Universitas Indonesia Press. Jakarta, 428 hlm. Graber, A. & Junge, R. 2009. Aquaponic system : nutrient recycling from fish wastewater by vegetable production. Desalinat ion, 246: 157- 156.

Statem ent of Fisheries and Aquaculture. Rom e. Italy. Gardner, F.P., Pearce, R.B., & Mitchell, R.L. 1991.

Statem ent of Fisheries and Aquaculture. Rom e. Italy. Food and Agricultural Organization (FAO). 2012.

E.A., & Klapwijk, A. 2006. Design and opera- tion of nitrifying trickling filters in recirculating aquaculture: A Review. J. Aquacul- t ur al Engineer ing, 34: 234- 260. Food and Agricultural Organization (FAO). 2004.

Engineering analysis of the stoichiom etry o f ph o to tro ph ic, aut ot rop hic, an d h et - erotrophic removal of am monia- nitrogen in aquaculture system. Aquacultur e, 257: 346- 358. Eding, E.H. Kamstra, A., Verreth, J.A.K., Huisman,

Ebeling, J.M., Timmons, M.B., & Bisogni, J.J. 2006.

Anim al Sci., 69: 4,183- 4,192.

J.A., & Schwedler, T.E.l. 2003. Intensifica- tio n of pond aquacu lture and h igh rate photosynthetic system . Aquacultur al Eng., 28: 65- 86. Chen, S., Ling, J., & Blancheton, J.P. 2006. Nitri- fication kinetics of biofilm as affected by water quality factors. Aquacultur al Eng., 34: 179- 197. Colt, J. 1991. Aquaculture production system .

Australia: Auburn University, A.L., 183 pp. Brune, D.E., Schwartz, G., Eversole, A.G., Collier,

Science, 1: 425- 472.

oleh bakt eri Nit r obact er sp . (Whet on, 197 7; Madig an et al., 20 03; Wat ten & Sib rell, 2 006 ). Dalam bentuk nitrat, nitrogen juga diasim ilasi oleh org anism e, bu kan saja tan am an , t etapi ju ga fung i, alg a, d an bak teri (Waten & Sib rell, 2 0 0 6 ). Selain it u , n it rat ak an m en g al am i d en i t rif ik asi m en j ad i NO o leh Par acoccus

1998. Standard methods for the ex amina- tion of water and wastewater. Washington D.C. Avnim elech, Y. & Ritvo, G. 2003 Shrim p and fish pond soils: processes and m anage- ment. Aquacultur e, 220: 549- 567. Boyd, C.E. & Watten, B.J. 1989. Aeration system s in aquaculture. Reviews of Aquat ic

DAFTAR ACUAN Am erican Pub lic Healt h Association (APHA).

Masyarakat DIKTI m elalui skim Hibah Strategis Nasional t ahun 2 012.

IPB Bogor) atas sem ua ide dan saran tentang ko nsep pengem bangan tekno log i akuak ult ur m u ltitrof ik terpad u ini, serta Isrian syah , S.Pi., M.Si. dan Heru Kusdianto, S.Pi., M.Si. atas kritik d an saran yan g sang at m em b an t u selam a p en elit ian in i. Pen elit i an i n i d i b iayai o leh Direktorat Jenderal Pen elitian dan Pengabdian

Terim a kasih dan penghargaan disam p ai- kan k epada Pro f. Dr. Enang Harris, Dr. Kuk uh Nirmala, dan Dr. Munti Yuhana (Ilmu Akuakultur,

Ketiga jenis tanam an (sawi, kangkung, dan kem angi) m em berikan resp ons yang berb eda secara nyata t erhadap pen yerapan lim b ah n i- trogen pada sistem aku aku ltu r. Selain fun g- sinya untuk mengendalikan kualitas air, secara ek ono m is tan am an kangk ung dan kem an gi leb ih d i rek o m en d asi k an u n t u k d ig u n ak an sebagai fitoremediator dalam sistem akuakultur m u lt it ro f ik t erp ad u , k aren a d ap at t u m b u h d en g an b ai k d an b i sa m en cap ai u k u r an ko m ersial, seh ing ga akan m em berik an nilai tam bah bagi usaha akuakultur.

Berdasarkan pad a t ing gin ya dinam ik a n i- t r o g en d al am b i o reak t o r t er seb u t , m ak a persaing an dalam konversi am m o niu m d an nitrat p asti terjadi, sehin gga m en jad i f akt or p en yeb ab ren d ah n ya r et en si n i t r o g en k e d alam b io m assa t anam an . Di sisi lain , h al t erseb u t m eng u n t un g k an b ag i ak uak u ltu r, karena konsentrasi am onia cenderung berada pada level yang aman, di mana terhitung secara keseluruh an efisiensi bio filtrasi tot al am on ia nit rogen m encap ai 8 5,0% TAN selam a 28 h ari perco baan . Hasil yang dicapai ini leb ih t ing gi j ik a d ib an d in g kan d en g an h asil p en elit ian Grab er & Ju ng e (20 09 ) yan g m engg un ak an tanam an t ero ng, to m at, dan m ent im un pada sistem ak uap onik yang han ya m en capai 6 9% penyisihan nitrogen pada keseluruhan sistem .

Pseu d om o n a s st u t z er i s ecar a an ae r o b i k (Madigan et al., 2003).

o l eh

d en it r i f i k a n s k em u d i an m en j ad i N

KESIMPULAN DAN SARAN

UCAPAN TERIMA KASIH

Losordo, T.M. & Westers, H. 1994. System car- ryin g cap acit y an d f lo w est im at io n . In Timmons, M.B. & Losordo, T.M. (Eds.) Aqua- culture water system s: engineering design and management. New York. Elsevier , p. 9- 60. Madigan, M.T., Martinko, J.M., & Parker, J. 2003.

nd Edition.

199 1. Prinsip- prinsip bud idaya ikan. PT Gram edia Pustaka Utam a. Jakarta,

Fu n d am en t al o f b io lo g ical w ast ewat er treatm ent. WILEY- VCH Verlag Gm bH & Co. KgaA, Weinheim . Germ any. Zonnenveld, A., Huism an, E.A., & Boon, J.H.

Maryland. US: A Wiley- Interscience Publi- cation. Wiesman, U., Choi, I.S., & Dom browski, M. 2007.

Watten, B.J. & Sibrell, P.L. 2006. Com parative perform ance of fixed- film biological filter: application of reactor theory. Aquacult ur al Eng., 34: 198- 213. Wheaton, F.W. 1977. Aquacultural engineering.

Edition, Cayuga Aqua Ventures, Ithaca, New York, 650 pp.

NRAC Publication, Vol. 01- 002. 2

Sum m erfelt, S.T., & Vinci, B.J. 2001. Recir- culating aquaculture system s. 2

Brock b iolo g y of m icro o rg anism s. 1 0

Takeuchi, Y. 1988. Labrotary work- chem ical evaluation of dietary nutriens. In Watanebe (Ed.) Fish Nu t ritio n an d m arin ecu lt ure. Kanagawa International Fisheries Training. Japan . Jap an In t ern atio n al Co o peratio n Agency (JICA). p. 179- 233. Tim m ons, M.B., Ebeling, J.M., Wheaton, F.W.,

Per t anian, 12(1): 65–76.

E. 2005. Pertumbuhan dan hasil caisin pada berbagai warna sungkup plastik. J. Ilm u

Recirculating aquaculture tank production system s: aquaponics- integrating fish and plant culture. Revision. SRAC Publication No. 454. Virginia. US. Sulistyaningsih, E., Kurniasih, B., & Kurniasih,

Rakocy, J.E., Masser, M.P., & Losordo, T.M. 2006.

Kraem er, G.P., Halling, C., Shpigel, M., & Yarish, C. 2004. Integrated aquaculture: rationale, evolution, and state of the art em phasizing seaweed biofiltration in mod- ern mariculture. Aquacultur e, 231: 361- 391.

Ed i t i o n . So u t h er n Il l i n o i s Un i ve r s i t y Carbondale. Pearson Education, Inc. USA. Neori, A., Chopin, T., Troel, M., Buschmann, A.H.,

t h

Peny isihan lim bah nitr ogen dar i sist em ak uakultur ..... (Sum ohar jo)

PENYISIHAN LIMBAH NITROGEN DARI SISTEM AKUAKULTUR MULTITROFIK TERPADU MENGGUNAKAN TANAMAN SAYUR SEBAGAI KONVERTER FOTOAUTOTROF