1

DINAMIKA BIOMASSA BAKTERI DAN

KADAR LIMBAH NITROGEN

PADA BUDIDAYA IKAN LELE (Clarias gariepinus)

INTENSIF SISTEM HETEROTROFIK

ROSMANIAR

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2011 M/ 1432 H

2

DINAMIKA BIOMASSA BAKTERI DAN

KADAR LIMBAH NITROGEN

PADA BUDIDAYA IKAN LELE (Clarias gariepinus)

INTENSIF SISTEM HETEROTROFIK

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk memperoleh Gelar Sarjana Sains

Pada Program Studi Biologi

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

ROSMANIAR

107095001082

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2011 M/ 1432 H

3

4

PERNYATAAN

DENGAN INI SAYA MENYATAKAN KEASLIAN SKRIPSI INI BENAR-

BENAR HASIL KARYA SAYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH

DIAJUKAN SEBAGAI SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA

PERGURUAN TINGGI ATAU LEMBAGA MANAPUN.

Jakarta, September 2011

Rosmaniar

5

ABSTRAK

Dinamika Biomassa Bakteri Dan Kadar Limbah Nitrogen Pada Budidaya

Ikan Lele (Clarias gariepinus) Intensif Sistem Heterotrofik.

Sistem heterotrofik adalah sistem budidaya perikanan yang menggunakan bakteri

heterotrofik untuk pengendalian limbah nitrogen. Sistem heterotrofik diharapkan

dapat menurunkan kadar limbah nitrogen pada budidaya perikanan intensif

berbasis pellet. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dinamika populasi

bakteri dan dinamika kadar limbah nitrogen pada budidaya ikan lele (Clarias

gariepinus) intensif sistem heterotrofik. Rancangan yang digunakan adalah

Rancangan Acak Lengkap dengan 4 perlakuan dan 3 ulangan. Adapun

perlakuannya adalah perlakuan A (pemberian pakan tanpa bakteri dan molases),

perlakuan B (pemberian pakan dengan molases dan tanpa bakteri), perlakuan C

(pemberian pakan dengan bakteri dan tanpa molases), perlakuan D (pemberian

pakan dengan bakteri dan molases). Nilai pengukuran parameter pada akhir

penelitian diuji dengan analysis of variance (ANOVA) satu arah dan uji Duncan

untuk parameter kadar amonia, nitrit, dan nitrat, VSS, suhu, pH, dan DO. Hasil

pengamatan menunjukkan bahwa perlakuan D (pemberian pakan dengan bakteri

dan molasses) yang merupakan sistem heterotrofik dapat menurunkan kadar nitrit,

namun kadar amonia, kadar nitrat, dan biomassa bakteri yang terdapat pada

system heterotrofik tidak berbeda jauh dengan perlakuan lainnya.

Kata kunci : Sistem heterotrofik, Clarias gariepinus, limbah nitrogen.

6

ABSTRACT

Biomass Dynamics of Bacteria And Waste Nitrogen Levels In Intensive

Catfish (Clarias gariepinus) Culture Using Heterotrophic System.

Heterotrophic system is an aquaculture system that uses heterotrophic bacteria to

control nitrogen waste. This study aims to determine the population dynamics of

bacteria and the dynamics of waste nitrogen levels in cultured catfish (Clarias

gariepinus) intensive heterotrophic system. The design was used Randomized

Complete Design with 4 treatments and 3 replications. The treatments were

namely A (the feeding without bacteria and molasses), Treatment B (feeding with

molasses and without bacteria), Treatment C (feeding with bacteria and without

molasses), Treatment D (feeding with bacteria and molasses). Parameter

measurement values at the end of the study were tested with analysis of variance

(ANOVA) one-way and Duncan test for parameter levels of ammonia, nitrite,

nitrate, VSS, temperature, pH, and DO. Observations indicated that the treatment

D (feeding with bacteria and molasses), which was a heterotrophic system could

decrease levels of nitrite waste, but levels of ammonia, levels of nitrate, and

bacterial biomass in heterotrophic system did not different significantly with the

other treatments.

Key words: heterotrophic system, Clarias gariepinus, nitrogen waste.

7

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat

dan hidayah dari-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Dinamika

Biomassa Bakteri dan Kadar Limbah Nitrogen Pada Budidaya Ikan Lele (Clarias

gariepinus) Intensif Sistem Heterotrofik ini. Shalawat serta salam penulis haturkan

kepada baginda Nabi Besar Muhammad SAW yang telah membawa kita ke zaman yang

terang benderang penuh ilmu pengetahuan seperti sekarang ini.

Tentu penulis tidak bisa mengerjakan segala hal tanpa bantuan pihak lain.

Memang demikian yang penulis rasakan dalam penelitian hingga skripsi ini berhasil

diselesaikan, yakni banyak pihak yang mendukung dan membantu, berupa moril dan

materil, baik secara langsung maupun tidak langsung hingga penyusunan skripsi dapat

dilakukan dengan baik, lancar dan rampung sesuai waktu yang ditentukan. Oleh karena

itu, pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima

kasih kepada :

1. Ayahanda Wilherman dan Ibunda Nurmalis, S.sos, M.Si, kedua orang

tuaku tercinta. Terima kasih atas segala dukungan moril, dan materilnya,

kasih sayang yang selalu tercurahkan, yang selalu memberikan arahan,

nasehat, semangat, dan segala sesuatu yang dibutuhkan ananda sampai

terselesaikannya penulisan ini.

8

2. Roosmala Dewi, S.pd dan Chandra Wibawa, S.Ei kedua kakakku

tersayang, terima kasih atas dukungan, arahan, bantuan, semangat, dan

nasehat yang diberikan kepada adinda hingga terselesaikannya penulisan

ini.

3. Dr. Syopiansyah Jaya Putra, M. Sis, selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi.

4. Dr. Lily Surayya E.P, M.Env.Stud selaku Ketua Program Studi Biologi

Fakultas Sains dan Teknologi dan selaku pembimbing 2, terima kasih

atas bimbingan, arahan, serta saran-saran yang membangun.

5. Ir. Bambang Gunadi, M.Sc selaku pembimbing 1, terima kasih atas

bimbingan, ilmu, nasihat, dan saran-saran yang diberikan dan sangat

bermanfaat saat sebelum pelaksanaan penelitian, penelitian, penyusunan

skripsi, dan sampai penulisan ini terselesaikan.

6. Megga Ratnasari Pikoli, M.Si, dan Dini Fardila, M.Si selaku penguji 1

dan penguji 2, terima kasih atas arahan dan bimbingannya.

7. Dr. Joni Haryadi, M.Sc selaku penguji seminar hasil 1, terima kasih atas

kesempatan yang telah diberikan dalam penelitian ini serta atas arahan dan

bimbingannya.

8. Dr. Fahma Wijayanti, M.Si selaku penguji seminar hasil 2, terima kasih

atas arahan dan bimbingannya.

9. Priyanti, M.Si selaku pembimbing akademik, terima kasih atas nasihat

dan arahannya selama penulis menimba ilmu.

9

10. Dr. Imron, S.Pi, M.Si selaku kepala dan Bpk Drs. Wayan Subamia, M.Si selaku

mantan kepala Loka Riset Pemuliaan dan Teknologi Budidaya Perikanan Air

Tawar Sukamandi Subang Jawa Barat.

11. Rita Febriana, S.Si dan Lamanto, S.Pi, terima kasih atas bantuan, bimbingan, dan

arahan selama penelitian dan penyusunan skripsi.

12. Mas Galih, Mas Ivan, dan Pak Oman, terima kasih atas bantuan yang

diberikan selama pelaksanaan penelitian.

13. Teman-teman Biologi Angkatan 2007 (B1007) ; Kiki, Jael, Seno, Ery,

Ririn, Amal, Ipeh, Ozan, Ulan, Antoz, Puput, Mbul, Yudhi, Galih, Dwi,

Fauzh, Nasti, Thu-thu, dan Ida, terima kasih atas dukungan, bantuan, dan

semangat yang diberikan.

14. Muhammad Iqbal, S.Si, Muhib Radhiyufa, S.Si, Ayudya Safitrie

Iskandar, S.Pi, Efrizal, S.Pi, Yudha Lestira, S.Pi, Musyrikin, S.Pi, teman-

teman UNPAD, dan UNILA, yang selama kurang lebih dua bulan

bersama dalam pelaksanaan penelitian telah banyak memberi bantuan,

semangat, dan dukungan.

15. Muhammad Iqbal, S.Si (Sang 20112007), terima kasih atas dukungan,

semangat, arahan, bantuan dan segala sesuatu yang telah diberikan

selama kurang lebih 4 tahun berada di kampus ini, sekali lagi terima

kasih banyak.

16. Asep Abdurahman As-Syakir , Zihan Oktafina Saleh, S.Si, dan Pihak-pihak lain

yang tidak bisa penulis sebutkan namanya satu persatu, terima kasih atas segala

bantuannya.

10

Akhirnya atas bantuan, bimbingan, pengarahan serta dorongan yang diberikan,

semoga mendapatkan balasan yang setimpal dari Allah SWT. Penulis menyadari masih

banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan

kritik serta saran yang membangun untuk kesempurnaan skripsi ini.

Demikianlah skripsi ini disusun, semoga skripsi ini berguna dan bermanfaat bagi

para pembaca untuk menambah bekal ilmu pengetahuan dan untuk penulis khususnya.

Amin.

Jakarta, September 2011

Penulis

11

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN

KATA PENGANTAR............................................................................ i

DAFTAR ISI............................................................................................ v

DAFTAR GAMBAR............................................................................... viii

DAFTAR TABEL................................................................................... ix

DAFTAR LAMPIRAN........................................................................... x

BAB I. PENDAHULUAN ...................................................................... 1

1.1. Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................................. 3

1.3. Hipotesis ............................................................................................ 3

1.4. Tujuan Penelitian .............................................................................. 4

1.5. Manfaat Penelitian ............................................................................ 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .......................................................... 5

2.1 Sistem Heterotrofik............................................................................ 5

2.2 Proses Penghilangan Amonia Dalam Sistem Akuakultur ................ 5

2.2.1 Bakteri Heterotrofik.................................................................. 6

2.2.2 Bakteri Autotrofik..................................................................... 7

2.3 Tingkat Teknologi Budidaya Perikanan............................................ 9

2.3.1 Budidaya Perikanan Sistem Ekstensif...................................... 9

2.3.2 Budidaya Perikanan Sistem Semi Intensif................................ 9

2.3.3 Budidaya Perikanan Sistem Intensif......................................... 10

2.4 Ikan Lele (Clarias gariepinus).......................................................... 11

2.5 Limbah Nitrogen................................................................................ 12

2.5.1 Amonia..................................................................................... 14

2.5.2 Nitrit.......................................................................................... 15

2.5.3 Nitrat......................................................................................... 16

12

2.6 Sumber Karbon (Molases)................................................................. 16

2.7 Kualitas Air Pendukung .................................................................... 17

2.7.1 Oksigen Terlarut ...................................................................... 17

2.7.2 Derajat Keasaman (pH)............................................................ 18

2.7.3 Suhu.......................................................................................... 19

2.8 Volatile Suspended Solid (VSS) ....................................................... 20

BAB III. METODE PENELITIAN....................................................... 21

3.1 Waktu Dan Tempat ........................................................................... 21

3.2 Alat Dan Bahan................................................................................. 21

3.3 Disain Penelitian................................................................................ 22

3.4 Cara Kerja.......................................................................................... 22

3.4.1 Persiapan.................................................................................. 22

3.4.2 Pemberian Pakan...................................................................... 24

3.4.3 Pemberian Molases Dan Inokulasi Bakteri.............................. 25

3.4.4 Pengamatan............................................................................... 25

3.4.4.1 Pengukuran Amonia..................................................... 26

3.4.4.2 Pengukuran Nitrit......................................................... 26

3.4.4.3 Pengukuran Nitrat......................................................... 27

3.4.4.4 Pengukuran DO, Suhu, Dan pH.................................... 27

3.4.4.5 Pengukuran Volatile Suspended Solid.......................... 28

3.5 Analisis Data...................................................................................... 28

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN............................................... 30

4.1 Dinamika Biomassa Bakteri.............................................................. 30

4.2 Dinamika Kadar Limbah Nitrogen.................................................... 36

4.2.1 Amonia..................................................................................... 36

4.2.2 Nitrit.......................................................................................... 39

4.2.3 Nitrat......................................................................................... 43

4.2.4 Perbandingan Kadar Amonia, Nitrit, Dan Nitrat...................... 47

4.3 Kualitas Air Pendukung..................................................................... 49

13

4.3.1 Oksigen Terlarut....................................................................... 49

4.3.2 Derajat Keasaman (pH) ........................................................... 53

4.3.3 Suhu.......................................................................................... 56

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN................................................. 59

5.1 Kesimpulan........................................................................................ 59

5.2 Saran.................................................................................................. 59

DAFTAR PUSTAKA.............................................................................. 60

LAMPIRAN............................................................................................. 60

14

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Ikan Lele (Clarias gariepinus) ............................................... 11

Gambar 2. Bak Fiber Bulat Dengan Dasar Bentuk Corong ..................... 23

Gambar 3 Skema Letak Corong............................................................... 24

Gambar 4. Nilai Volatil Suspended Solid Selama Penelitian.................... 30

Gambar 5. Nilai Rata-rata VSS Pada Tiap-tiap Perlakuan....................... 35

Gambar 6. Kadar Amonia Selama Penelitian........................................... 37

Gambar 7. Kadar Nitrit Selama Penelitian................................................ 40

Gambar 8. Kadar Nitrat Selama Penelitian............................................... 44

Gambar 9. Perbandingan Kadar Rata-rata Amonia, Nitrit, dan Nitrat ..... 47

Gambar 10. Kadar Oksigen Terlarut Selama Penelitian........................... 50

Gambar 11. Nilai pH Selama Penelitian................................................... 54

Gambar 12. Hasil Pengukuran Suhu Selama Penelitian........................... 56

15

DAFTAR TABEL

Table 1. Kode Perlakuan .......................................................................... 23

16

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Peralatan yang Digunakan Selama Penelitian...................... 66

Lampiran 2. Bahan yang Digunakan Selama Penelitian........................... 67

Lampiran 3. Perhitungan Inokulasi Bakteri dan Pembuatan Stok

Bakteri.................................................................................. 68

Lampiran 4. Perhitungan C/N Rasio......................................................... 69

Lampiran 5. Jumlah Pakan yang Diberikan selama Penelitian................. 70

Lampiran 6. Jumlah Molases Yang Diberikan Selama Penelitian............ 71

Lampiran 7. Hasil Pengamatan VSS, Amonia, Nitrit, dan Nitrat.............. 72

Lampiran 8. Hasil Pengamatan DO, Suhu, Dan pH.................................. 75

Lampiran 9. Hasil Analisis ANOVA dan Uji Duncan.............................. 77

17

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan pertambahan penduduk dan peningkatan kebutuhan akan

produk ikan dan tingkat konsumsi ikan, budidaya perikanan dituntut untuk

meningkatkan produksinya khususnya dalam budidaya perikanan air tawar.

Kementerian Kelautan dan Perikanan telah menargetkan produksi perikanan

budidaya meningkat hingga 353 persen selama periode tahun 2010 hingga tahun

2014 (Kementerian Kelautan dan Perikanan, 2010).

Ikan lele merupakan salah satu komoditas perikanan yang paling banyak

diminati dan dibudidayakan oleh masyarakat Indonesia. Data Statistik Perikanan

Indonesia menunjukkan bahwa ikan lele menduduki peringkat nomor tiga

produksi budidaya ikan air tawar di Indonesia setelah ikan mas dan nila

(Anonimus, 2008). Di alam maupun di kolam, ikan lele memiliki pertumbuhan

yang cepat dan tahan terhadap lingkungan yang kurang baik. Namun untuk

mendapatkan hasil yang lebih baik diperlukan kondisi tempat atau air yang

mengandung cukup oksigen dan tidak mengandung bahan pencemar, serta

pembudidayaan yang baik. Untuk mencapai target produksi budidaya ikan air

tawar ini maka pelaksanaannya dituntut untuk dilakukan secara intensif.

18

Kegiatan budidaya perikanan sistem intensif meliputi penerapan

kepadatan yang tinggi, pemakaian pakan buatan berkadar protein tinggi,

penambahan aerasi, serta penggantian air secara berkala dalam jumlah besar

(Febrianti et al., 2009). Permasalahan utama dalam sistem budidaya intensif

dengan pengendalian mikroorganisme dan tanpa pergantian air seperti kolam,

tambak, tangki dan akuarium adalah konsentrasi limbah budidaya (ammonia,

nitrat, dan nitrit) mengalami peningkatan yang sangat cepat dan berisiko terhadap

kematian ikan.

Proses pengubahan nitrogen dalam pengurangan kandungan amonia

terdiri dari tiga proses, salah satunya dengan proses heterotrofik bakterial yang

mengubah amonia langsung menjadi biomassa bakteri. (Ebeling et al., 2006),

Amonia yang dikeluarkan oleh ikan di dalam air akan membentuk kesetimbangan

dengan ion amonium. Amonia dalam bentuk ion amonium akan mengalami

proses mikrobial oleh bakteri heterotrofik yang menyerap amonium menjadi

biomasa bakteri dengan adanya bahan organik (molases). Bakteri ini bisa

menyerap sampai 50% dari jumlah amonium terlarut dalam air (Montoya dan

Velasco, 2000).

Sistem budidaya perikanan yang menggunakan bakteri heterotrofik dalam

mengubah amonia menjadi biomassa bakteri dengan penambahan bahan karbon

organik tertentu disebut sistem heterotrofik. Sistem ini didasarkan pada konversi

nitrogen anorganik terutama amonia oleh bakteri heterotrofik menjadi biomassa

mikroba yang kemudian dapat dikonsumsi oleh organisme budidaya (Ekasari,

2009).

19

Sistem budidaya ini dianggap sangat sesuai dalam upaya menangani

limbah nitrogen pada budidaya intensif. Dengan menggunakan sistem heterotrofik

diharapkan limbah tidak menjadi toksik bagi ikan, menghemat pemakaian air

bersih, serta dapat menghasilkan sistem dan teknolgi budidaya yang lebih efisien.

Dengan demikian, maka perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai

dinamika biomassa bakteri dan kadar limbah nitrogen pada budidaya ikan lele

(Clarias gariepinus) intensif sistem heterotrofik.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana dinamika biomassa bakteri pada budidaya ikan lele (Clarias

gariepinus) intensif sistem heterotrofik?

2. Bagaimana dinamika kadar limbah nitrogen pada budidaya ikan lele

(Clarias gariepinus) intensif sistem heterotrofik?

1.3 Hipotesis

1. Sistem heterotrofik dapat meningkatkan biomassa bakteri pada budidaya

ikan lele (Clarias gariepinus) intensif sistem heterotrofik.

2. Sistem heterotrofik dapat menurunkan kadar limbah nitrogen pada

budidaya ikan lele (Clarias gariepinus) intensif sistem heterotrofik.

20

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui dinamika biomassa bakteri pada budidaya ikan lele (Clarias

gariepinus) intensif sistem heterotrofik.

2. Mengetahui kadar limbah nitrogen pada budidaya ikan lele (Clarias

gariepinus) intensif sistem heterotrofik.

1.5 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada

masyarakat mengenai teknik budidaya perikanan air tawar khususnya ikan lele

(Clarias gariepinus) dengan menggunakan sistem heterotrofik yang hemat air dan

ramah lingkungan.

21

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Heterotrofik

Sistem heterotrofik merupakan sistem pemanfaatan limbah nitrogen pada

budidaya ikan air tawar oleh bakteri secara heterotrofik. Pengertian lainnya sistem

heterotrofik adalah sistem budidaya perikanan yang menggunakan bakteri

heterotrofik dalam pengendalian limbah nitrogen dengan penambahan sumber

karbon organik tertentu (Gunadi et al., 2009). Organisme heterotrofik adalah

organisme yang mampu memanfaatkan bahan-bahan organik sebagai bahan

makanannya. Bahan makanan itu disintesis dan disediakan oleh organisme lain

(Riberu, 2002).

Sistem heterotrofik disebut juga sebagai teknologi bioflok (Bioflocs

technology) merupakan salah satu teknologi yang bertujuan untuk memperbaiki

kualitas air dan meningkatkan efisiensi pemanfaatan nutrient. Teknologi ini

didasarkan pada konversi nitrogen anorganik terutama ammonia oleh bakteri

heterotrof menjadi biomassa mikroba yang kemudian dapat dikonsumsi oleh

organisme budidaya (Ekasari, 2009).

2.2 Proses Penghilangan Amonia Dalam Sistem Akuakultur

Proses pengubahan nitrogen dalam sistem akuakultur yang berperan dalam

pengurangan kandungan amonia terdiri dari tiga proses yakni proses

22

fotoautotrofik oleh alga, proses autotrofik bakterial yang mengubah amonia

menjadi nitrat, dan proses heterotrofik bakterial yang mengubah amonia langsung

menjadi biomas bakteri (Ebeling et al., 2006). Pada kondisi alamiah tidak ada

sistem yang murni fotoautotrofik, heterotrofik bakterial maupun autotrofik

bakterial (Wyk and Avnimelech, 2007).

2.2.1 Bakteri Heterotrofik

Bakteri heterotrofik ialah bakteri yang tidak dapat mensintesis

makanannya sendiri. Bakteri heterotrofik dibedakan menjadi bakteri patogen dan

saprofit. Bakteri patogen memperoleh makanan dengan cara mengambil senyawa

organik kompleks dari makhluk hidup lain. Contoh bakteri patogen diantaranya:

Mycobacterium tuberculosis, Clostridium tetani. Bakteri saprofit memperoleh

makanan dari sisa-sisa makhluk hidup yang telah mati atau limbah. Contoh dari

bakteri saprofit adalah: Escherichia coli, Lactobacillus bulgaricus, dan Bacilus sp.

Bakteri heterotrofik merupakan golangan bakteri yang mampu

memanfaatkan dan mendegradasi senyawa organik kompleks yang mengandung

unsur C, H, dan N. Kelompok bakteri ini mengawali tahap degradasi senyawa

organik dengan serangkaian tahapan reaksi enzimatis, dan menghasilkan senyawa

yang lebih sederhana atau senyawa anorganik. Senyawa tersebut digunakan

sebagai sumber energi untuk pembentukan sel-sel baru dan untuk reproduksi yang

menyebabkan pertambahan populasi. Pemecahan senyawa organik dapat

berlangsung lebih cepat apabila tersedia oksigen yang mencukupi (Parwanayoni,

2008). Bakteri heterotrof yang ada di perairan biasanya akan memanfaatkan pakan

23

yang tidak termakan, feses, dan bahan organik lain sebagai sumber protein untuk

diubah menjadi amonia anorganik (Wyk and Avnimelech, 2007).

Bakteri heterotrofik mempunyai efisiensi produksi sel yang jauh lebih

tinggi dibandingkan dengan bakteri autotrofik yakni 25-100 kali daripada bakteri

Nitrosomonas sp. dan 10-33 kali daripada bakteri Nitrobacter sp. (Montoya and

Velasco, 2000). Proses biosintesis bakteri heterotrofik berlangsung lebih cepat

dibanding dengan proses biosintesis alga maupun proses bakteri nitrifikasi,

dengan waktu regenerasi 10 jam berbanding dengan 24-48 jam (Brune et al.,

2003). Selain lebih cepat tumbuh, bakteri heterotrofik merupakan sumber pakan

yang baik untuk ikan (McGraw, 2002). Mikroorganisme yang termasuk dalam

golongan bakteri heterotrofik antara lain adalah: fungi (Aspergillus) dan bakteri

(Alcaligenes, Arthrobacter spp., dan Actinomycetes) (Puji, 2010).

2.2.2 Bakteri Autotrofik

Bakteri autotrofik adalah bakteri yang mempunyai kemampuan untuk

mengubah senyawa anorganik menjadi senyawa organik seperti protein, lemak,

asam nukleat, dan vitamin. Bakteri pengoksidasi amonia yang bersifat autotrofik

adalah kelompok bakteri yang terutama berperan dalam proses oksidasi amonia

menjadi nitrit pada siklus nitrogen, juga pada proses peruraian nitrogen dalam

sistem pengolahan limbah cair. Bakteri autotrofik yang berperan dalam oksidasi

amonia menjadi nitrit adalah Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira,

Nitrosolobus, dan Nitrosovibrio (Sylvia et al., 1990).

24

Nitrifikasi (oksidasi amonium secara biologi) dilakukan oleh dua

kelompok bakteri autotrofik yang berbeda. Kelompok pertama (oksidasi amonia)

mengkonversi amonium (NH4) menjadi nitrit (NO2), Kelompok kedua adalah

oksidator nitrit yang mengoksidasi lebih lanjut produk menjadi nitrat (Meincke et

al., 1989), dua kelompok bakteri ini disebut ammonia-oxidizing bacteria (AOB)

dan nitriteoxidizing bacteria (NOB) (Prosser, 1989).

Nitrosomonas dan Nitrobacter tergolong ke dalam bakteri kemoautotrof

obligat. Kemoautotrof obligat memerlukan sumber energi yang spesifik, misalnya

saja Nitrosomonas membutuhkan amonium sebagai sumber energi dan

Nitrobacter memerlukan nitrit (Alexander, 1999). Bakteri autotrofik yang

melakukan proses nitrifikasi membutuhkan senyawa anorganik sebagai sumber

energi dan karbondioksida sebagai sumber karbon (Spotte, 1979), serta

mengkonsumsi oksigen pada saat oksidasi amonia dengan produk akhirnya nitrat

(Moriarty, 1996).

Laju pertumbuhan bakteri yang bersifat autotrofik lebih lambat

dibandingkan dengan bakteri heterotrofik. Derajat keasaman merupakan salah satu

faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan aktivitas bakteri

pengoksidasi amonia (Esoy et al., 1998). Laju pertumbuhan alga dan bakteri

nitrifikasi hampir sama namun koefisien produksi alga hampir 57 kali lebih tinggi

dibandingkan dengan bakteri nitrifikasi (Brune et al., 2003).

25

2.3 Tingkat Teknologi Budidaya Perikanan

Pada sistem akuakultur terdapat tingkat teknologi budidaya perikanan.

Tingkat teknologi budidaya perikanan ini meliputi: budidaya perikanan ekstensif,

semi-intensif, dan intensif.

2.3.1 Budidaya Perikanan Sistem Ekstensif

Tingkat teknologi budidaya perikanan sistem ekstensif merupakan sistem

bubidaya perikanan yang belum berkembang. Input produksinya sangat

sederhana. Budidaya dengan sistem ini biasanya dilakukan di kolam air tawar dan

di sawah. Pengairan bergantung kepada musim hujan. Kolam yang digunakan

biasanya kolam pekarangan yang sempit. Penggantian air kolam menggunakan air

sumur dan dilakukan seminggu sekali. Hasil ikannya hanya untuk konsumsi

keluarga sendiri.

Ciri-ciri pemberian pakan pada pemeliharaan ikan secara ekstensif adalah:

suplemen pakan yang diberikan tidak optimum, nutrisi pakan biasanya tidak

sempurna dan tidak seimbang (Ditjen Perikanan Budidaya, 2002). Ikan diberi

pakan berupa bahan makanan yang terbuang, seperti sisa-sisa dapur dan limbah

pertanian (dedak, bungkil kelapa, dll.). Perkiraan pemanenan tidak tentu. Ikan

yang sudah agak besar dapat dipanen sewaktu-waktu (Sugiarto, 1988).

2.3.2 Budidaya Perikanan Sistem Semi Intensif

Budidaya perikanan sistem semi intensif dapat dilakukan di kolam, di

tambak, di sawah, dan di jaring apung. Budidaya perikanan ini biasanya

26

digunakan untuk pendederan. Dalam sistem ini sudah dilakukan pemupukan dan

pemberian pakan tambahan yang teratur.

Prasarana dalam sistem budidaya intensif ini berupa saluran irigasi yang

cukup baik. Selain itu, penggantian air juga dilakukan secara rutin. Sistem semi

intensif juga dapat dilakukan secara terpadu, artinya kolam ikan dikelola bersama

dengan usaha tani lain maupun dengan industri rumah tangga, misalnya usaha

ternak kambing, itik dan ayam. Kandang dibuat di atas kolam agar kotoran ternak

menjadi pupuk untuk kolam (Sugiarto, 1988).

2.3.3 Budidaya Perikanan Sistem Intensif

Budidaya perikanan sistem intensif adalah sistem budidaya perikanan

paling modern. Budidaya ikan intensif merupakan kegiatan usaha yang efisien

secara mikro tetapi inefisien secara makro, terutama apabila ditinjau dari segi

dampaknya terhadap lingkungan. Sistem budidaya seperti ini akan menghasilkan

total beban limbah pakan yang lebih banyak daripada yang teretensi menjadi

daging ikan. Limbah budidaya yang dimaksud merupakan akumulasi dari residu

organik yang berasal dari pakan yang tidak termakan, ekskresi amoniak, feces dan

partikel-partikel pakan (Avnimelech et al., 1994).

Budidaya perikanan ini dapat dilakukan di kolam atau tambak air payau

dengan pengairan yang baik. Intensifikasi budidaya perikanan ditandai dengan

peningkatan padat penebaran yang diikuti dengan peningkatan pemakaian pakan

buatan kaya protein (Avnimelech, 2006). Pembesaran ikan secara intensif

27

dicirikan dengan padat penebaran yang tinggi, teknik pemberian pakan dan

manajemen lingkungan yang baik (Gunadi et al., 2009).

Pergantian air pada budidaya perikanan intensif dapat dilakukan sesering

mungkin sesuai dengan tingkat kepadatan ikan. Volume air yang diganti setiap

hari sebanyak 20% atau bahkan lebih. Makanan hariannya 3% dari berat biomassa

populasi ikan per hari. Makanan berupa pelet yang berkadar protein 25-26% dan

lemak 6-8%. Produksi ikan yang dihasilkan cukup tinggi (Sugiarto, 1988).

2.4 Ikan Lele (Clarias gariepinus)

Ikan lele merupakan salah satu jenis ikan ekonomis penting di

Indonesia (Sidthinmuka, 1972). Ikan lele (Clarias gariepinus) banyak ditemui di

perairan rawa, sungai, sawah, dan bahkan perairan yang sedikit payau (Smith,

1980), dan juga dalam air limbah (Sumastri dan Djajadiredja, 1982). Ikan lele

(Clarias gariepinus) termasuk jenis ikan yang mempunyai alat pernafasan

tambahan (air breathing fish), sehingga mempunyai daya toleransi yang lebih

baik dibandingkan jenis ikan lainnya terhadap kondisi yang relatif kurang baik.

Morfologi ikan lele (Clarias gariepinus) dapat dilihat pada Gambar 1.

28

Gambar 1. Ikan lele (Clarias gariepinus)

Sumber : Foto Pribadi

Klasifikasi ikan lele (Clarias gariepinus) menurut Saanin (1984) adalah

sebagai berikut:

Ikan lele berwarna kehitaman atau keabuan, memiliki bentuk badan

yang memanjang pipih ke bawah (depressed), berkepala pipih, tidak bersisik,

memiliki empat pasang kumis yang memanjang sebagai alat peraba, dan

memiliki alat pernapasan tambahan (arborescent organ) (Astuti, 2003). Ikan lele

Kingdom : Animalia

Sub Kingdom : Metazoa

Filum : Chordata

Sub Filum : Vertebrata

Kelas : Pisces

Sub Kelas : Teleostei

Ordo : Ostariophysi

Sub Ordo : Siluroidea

Famili : Clariidae

Genus : Clarias

Spesies : Clarias gariepinus

http://id.wikipedia.org/wiki/Animalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Chordatahttp://id.wikipedia.org/wiki/Actinopterygiihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Clariidae&action=edit&redlink=1

29

(Clarias gariepinus) digolongkan dalam kelompok omnivora (pemakan segala)

dan mempunyai sifat scavenger atau pemakan bangkai. Di alam, pakan yang

disukai terdiri atas jasad renik, cacing, jentik nyamuk, siput-siputan, dan ikan

kecil. Ikan lele (Clarias gariepinus) juga menyukai pakan buatan seperti pelet

(Nugroho, 2007).

2.5 Limbah Nitrogen

Nitrogen dan senyawanya tersebar dalam biosfer. Pada tumbuhan dan

hewan, senyawa nitrogen ditemukan sebagai penyusun protein dan klorofil. Di

perairan nitrogen berupa nitrogen organik dan anorganik. Nitrogen anorganik

terdiri atas amonia (NH4+), amonium (NH3), nitrit (NO2), nitrat (NO3), dan

molekul gas N2, sedikit nitrogen organik berupa protein, asam amino, dan urea

(Effendi, 2003).

Seluruh nitrogen dalam pakan yang diberikan kepada ikan, 25%-nya

akan digunakan ikan untuk tumbuh, 60%-nya akan dikeluarkan dalam bentuk NH3

dan 15%-nya akan dikeluarkan bersama kotoran (Brune et al., 2003). Nitrogen

yang terkandung dalam pakan ikan sebanyak 33% akan diekskresikan oleh ikan

dan dapat didaur ulang (Avnimelech et al., 1992).

Empat jalur utama kehilangan nitrogen dari kolam adalah pemanenan

ikan (31,5 %), denitrifikasi (17,4 %), volatilisasi amonia (12,5%) dan akumulasi

di sedimen dasar (22,6%) (Gross et al., 2000). Nitrogen akan mengalami

transformasi di dalam siklus nitrogen. Transformasi nitrogen ini melibatkan

mirkoorganisme. Transformasi nitrogen tersebut adalah sebagai berikut:

30

1. Nitrifikasi, yaitu oksidasi amonia menjadi nitrit dan nitrat. Nitrifikasi berjalan

secara optimum pada pH 8. Bakteri nitrifikasi bersifat mesofilik dan menyukai

suhu 30C.

2. Denitrifikasi, yaitu reduksi nitrat menjadi nitrit (NO2), dinitrogen oksida

(N2O), dan molekul nitrogen (N2). Proses ini melibatkan bakteri dan jamur

(Ida, 2009).

2.5.1 Amonia

Amonia (NH4+) yang terkandung dalam suatu perairan merupakan salah

satu hasil dari proses penguraian bahan organik. Amonia biasanya timbul akibat

kotoran organisme dan aktivitas jasad renik dalam proses dekomposisi bahan

organik yang kaya akan nitrogen. Tingginya kadar amonia biasanya diikuti

naiknya kadar nitrit (Boyd, 1981).

Amonia bebas yang tidak terionisasi bersifat toksik terhadap biota dan

toksisitas tersebut akan meningkat jika terjadi penurunan kadar oksigen terlarut.

Ikan tidak dapat bertoleransi terhadap kadar amonia bebas yang terlalu tinggi

karena dapat mengganggu proses pengikatan oksigen oleh darah dan dapat

menyebabkan sufokasi (kematian secara perlahan karena lemas) (Effendi, 2003).

Nitrifikasi

NH4+ NH2OH NOH NO2 NO3 Denitrifikasi

NO3 NO2 NO N2O N2 (Lud, 2009)

31

Keberadaan amonia mempengaruhi pertumbuhan karena mereduksi

masukan oksigen akibat rusaknya insang, menambah energi untuk detoksifikasi,

menggangu osmeregulasi dan mengakibatkan kerusakan fisik pada jaringan

(Boyd, 1990).

Puncak ekskresi amonia pada ikan berukuran 4-20 g berlangsung pada

waktu 4-6 jam setelah pemberian pakan dimulai sampai 6-10 jam setelah periode

pemberian pakan berakhir (Merino et al., 2007). Potensi pasokan amonia ke

dalam air budidaya ikan adalah sebesar 75% dari kadar nitrogen dalam pakan.

Sebanyak 70-80% nitrogen dalam pakan diubah menjadi amonia oleh ekskresi

langsung maupun melalui mineralisasi oleh bakteri (Wyk dan Avnimelech, 2007).

Amonia yang dikeluarkan oleh ikan di dalam air akan membentuk

kesetimbangan dengan ion ammonium. Amonia dalam bentuk ion ammonium

akan mengalami proses nitrifikasi oleh bakteri kemoautotrof menjadi nitrit dan

selanjutnya menjadi nitrat. Namun demikian dengan adanya bahan organik, proses

mikrobial yang berlangsung didominasi oleh bakteri heterotrofik yang lebih cepat

menyerap ammonium menjadi biomasa bakteri. Bakteri ini bisa menyerap sampai

50% dari jumlah ammonium terlarut dalam air (Montoya dan Velasco, 2000).

2.5.2 Nitrit

Nitrit merupakan bentuk peralihan (intermediate) antara amonia dan nitrat

(Nitrifikasi) (Ida, 2009). Nitrit juga dikatakan sebagai hasil dari oksidasi amonia

dalam proses nitrifikasi oleh bakteri autotropik Nitrosomonas, yang menggunakan

amonia sebagai sumber energi (Boyd,1981). Nitrit biasanya ditemukan dalam

32

jumlah yang sangat sedikit, lebih sedikit dari pada nitrat karena tidak stabil

dengan keberadaan oksigen (Ida, 2009).

Konsentrasi nitrit maksimum yang diperbolehkan dalam kegiatan

budidaya ikan adalah < 0.06 mg/L (Effendi, 2003). Toksisitas nitrit terhadap ikan

terutama dalam transpor oksigen dan kerusakan jaringan. Nitrit dalam darah

mengoksidasi haemoglobin menjadi methemoglobin yang tidak mampu mengikat

oksigen (Boyd, 1981).

Pada masa pertumbuhan, bakteri heterotrofik mereduksi nitrit menjadi

amonium untuk digunakan dalam sintesis biomasa. Mikroorganisme cenderung

untuk mereduksi nitrit menjadi amonium karena amonium dapat digunakan untuk

sintesis biomassa sel (Gottschalk, 1986). Amonium juga digunakan untuk sintesis

asam amino dan protein melalui glutamine dan glutamat (Joklik et al., 1992).

2.5.3 Nitrat

Senyawa nitrat merupakan hasil akhir dari proses bakteriologis

kemoautotrofik yakni bakteri nitrifikasi. Pada proses ini amonia terlebih dahulu

diubah menjadi nitrit oleh bakteri Nitrosomonas sp. dan selanjutnya nitrit diubah

menjadi nitrat oleh bakteri Nitrococcus sp. (Montoya dan Velasco, 2000).

Berbeda dengan amonia maupun nitrit, nitrat jarang sekali menjadi

masalah dalam budidaya hewan akuatik baik di tawar, payau, maupun laut. Efek

nitrat pada hewan akuatik hampir sama dengan nitrit yaitu pada transportasi

oksigen dan proses osmoregulasi. Kadar nitrat dalam air yang berbahaya bagi ikan

maupun invertrebata berkisar antara 1.000 3.000 ppm. Oleh karena itu,

33

keracunan nitrat pada hewan akuatik sangat jarang terjadi (Hanggono, 2004).

Namun untuk ikan budidaya sebaiknya kurang dari 10 ppm (Supratno dan

Kasnadi, 2003).

2.6 Sumber Karbon (Molases)

Tetes tebu merupakan hasil samping industri gula yang mengandung

senyawa nitrogen, trace element, dan kandungan gula yang cukup tinggi terutama

kandungan sukrosa sekitar 34% dan kandungan total karbon sekitar 37%

(Suastuti, 1998).

Molases adalah salah satu sumber karbon yang dapat digunakan untuk

mempercepat penurunan konsentarasi N-anorganik di dalam air. Molase

berbentuk cair bewarna coklat seperti kecap dengan aroma yang khas (Suastuti,

1998). Oleh karena itu, penambahan molases ke dalam media budidaya

diharapkan mampu menurunkan amonia dan peningkatan pertumbuhan ikan

sehingga dapat meningkatkan produksi ikan.

2.7 Kualitas Air Pendukung

2.7.1 Oksigen Terlarut

Oksigen terlarut merupakan parameter kualitas air yang paling

menentukan pada budidaya ikan. Ketersediaan oksigen menentukan lingkaran

aktivitas ikan. Kadar oksigen terlarut berfluktuasi secara harian dan musiman,

tergantung pada pencampuran dan pergerakan massa air, aktivitas fotosintesis,

respirasi, dan limbah yang masuk ke badan air. Peningkatan suhu sebesar 1oC

34

akan meningkatkan konsumsi oksigen sekitar 10% (Effendie, 2003). Oksigen

dalam perairan berasal dari difusi O2 dari atmosfer serta aktivitas fotosintesis

oleh fitoplankton maupun tanaman lainnya.

Kebutuhan oksigen pada ikan bergantung pada : kebutuhan lingkungan

bagi spesies tertentu dan kebutuhan konsumtif metabolisme tubuh ikan. Fungsi

oksigen bagi ikan yaitu : berperan dalam pembakaran bahan bakarnya (makanan),

dan untuk dapat melakukan aktivitas (berenang, reproduksi, pertumbuhan).

Ketersediaan oksigen bagi ikan menentukan aktivitas ikan, konversi pakan

dan laju pertumbuhan. Pada kondisi DO < 4 ppm, ikan masih mampu bertahan

hidup namun pertumbuhan menurun (tidak optimal). Rentang tingkat DO optimal

yaitu 5 ppm. Rentang tingkat DO untuk pemeliharaan intensif yaitu 5-8 ppm.

Batas toleransi kadar oksigen terlarut secara umum untuk budidaya tambak

adalah 3 10 ppm, sedangkan nilai optimal untuk budidaya di tambak berkisar

antara 4 7 ppm (Poernomo, 1992).

Kandungan oksigen terlarut dalam suatu perairan merupakan parameter

kualitas air yang paling kritis dalam budidaya ikan, karena dapat mempengaruhi

kelangsungan hidup ikan yang dipelihara. Oksigen yang terlarut di dalam perairan

sangat dibutuhkan untuk proses respirasi, baik oleh tanaman air, ikan, maupun

organisme lain yang hidup di dalam air (Supratno dan Kasnadi, 2003).

Bakteri heterotrofik dan bakteri autotrofik menggunakan oksigen dalam

proses pemanfaatan ammonia. Bakteri heterotrofik adalah bakteri yang

mengkonsumsi oksigen dalam proses perubahan amonia dengan produk akhir

biomassa sel. Sedangkan bakteri autrofik nitrifikasi mengkonsumsi oksigen dan

35

karbondioksida pada saat oksidasi amonia dengan produk akhirnya nitrat

(Moriarty, 1996).

2.7.2 Derajat Keasaman (pH)

pH merupakan suatu ukuran konsentrasi ion H. Secara alamiah perairan

dipengaruhi oleh konsentrasi CO2 dan senyawa yang bersifat asam. Dalam

budidaya ikan lele nilai pH yang dianjurkan adalah 6,5-8,5 (Pescod, 1973).

Air yang mempunyai pH antara 6,7 sampai 8,6 mendukung populasi ikan

dalam kolam. Dalam jangkauan pH tersebut pertumbuhan dan pembiakan ikan

tidak terganggu (Sastrawijaya, 2009). Kisaran pH yang dapat menunjang

pertumbuhan ikan adalah 6.5-9 (Boyd, 1982).

pH merupakan salah satu faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap

pertumbuhan dan aktivitas bakteri pengoksidasi amonia (Esoy et al., 1998).

Bakteri nitrifikasi (bakteri pengoksidasi amonia) lebih menyukai lingkungan yang

basa dengan tingkat pH optimal untuk pertumbuhan berkisar antara 7,5-8,5

(Ambarsari, 1999). Nilai pH optimum bagi pertumbuhan bakteri heterotrofik

adalah sekitar 6-7 (Irianto dan Hendrati, 2003).

2.7.3 Suhu

Suhu merupakan salah satu faktor penting dalam kehidupan ikan

terutama dalam proses kimia dan biologi. Ikan akan tumbuh dengan baik pada

suhu 25C-32C. perubahan suhu yang mendadak dapat menyebabkan ikan stres

dan kemudian mati (Cholik, 1991).

36

Suhu mempunyai pengaruh yang besar terhadap kelarutan oksigen.

Setiap spesies mempunyai suhu optimumnya. Ada ikan yang mempunyai suhu

optimum 15C, ada yang 24C, dan ada yang 32C. Jika suhu berbeda jauh dari

optimumnya, hewan itu akan mati atau bermigrasi ke daerah baru. Selisih 5C

sudah cukup untuk ikan mengakhiri hidupnya, terutama apabila terjadi serentak

karena limbah panas (Sastrawijaya, 2009).

Suhu merupakan parameter lingkungan yang sangat besar pengaruhnya

pada hewan akuatik. Suhu air sangat berpengaruh terhadap sifat fisik, kimia dan

biologi tambak, yang akibatnya mempengaruhi fisiologis kehidupan hewan

akuatik atau hewan air. Secara umum laju pertumbuhan ikan akan meningkat jika

sejalan dengan kenaikan suhu pada batas tertentu. Jika kenaikan suhu melebihi

batas akan menyebabkan aktivitas metabolisme organisme air atau hewan akuatik

meningkat, hal ini akan menyebabkan berkurangnya gas-gas terlarut di dalam air

yang penting untuk kehidupan ikan atau hewan akuatik lainnya. Walaupun ikan

dapat menyesuaikan diri dengan kenaikan suhu, akan tetapi kenaikan suhu

melebihi batas toleransi ekstrim (35C) pada waktu yang lama akan menimbulkan

stress atau kematian ikan (Supratno dan Kasnadi, 2003).

2.8 Volatil Suspended Solid (VSS)

Solid merupakan materi padat yang terdapat didalam air dan dianalisa

dengan penimbangan, pemanasan atau penguapan. Volatile merupakan materi

organik, materi yang hilang pada penguapan 550C setelah dikeringkan terlebih

dahulu pada suhu 103C. Volatile suspended solid adalah banyaknya materi padat

37

organik yang tersuspensi di dalam air atau zat padat organik yang tertahan pada

filter dan hilang pada suhu 550C.

Padatan tersuspensi dibedakan menjadi volatile solid dan non volatile

solids. Volatile solid adalah bahan organik yang teroksidasi pada pemanasan

dengan suhu, sedangkan non volatile solid adalah fraksi bahan anorganik yang

tertinggal sebagai abu pada suhu tersebut (Effendi, 2003). Volatile solid dapat

dijadikan sebagai parameter utama dan penting bagi keberadaan bioflok pada

sistem budidaya dengan teknologi bioflok (Schryver et al., 2008).

38

BAB III

METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilakukan pada bulan Januari sampai Juli 2011. Penelitian

dilakukan di Laboratorium Sistem Budidaya Ikan, Loka Riset Pemuliaan dan

Teknologi Budidaya Perikanan Air Tawar (LRPTBPAT), Sukamandi, Subang,

Jawa Barat.

3.2 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: bak

fiber bulat dengan dasar berbentuk corong ukuran 250 L, aerator, jaring penutup,

peralatan lapangan (mangkok, ember, gelas plastik, corong plastik, saringan,

selang, dan plastik kiloan), botol sampel, corong, pipet tetes, gelas ukur, tissue,

erlenmeyer, labu ukur, beaker glass, timbangan digital, timbangan analitik, Water

quality checker, desikator, oven, vakum, pipet volumetrik, kertas saring wathman

no.42, furnance, cawan porselen, dan Spektrofotometer U-I500.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: ikan

lele (Clarias gariepinus) ukuran 50 gram/ekor, pakan ikan lele Pro-vite 781,

molases, bakteri komersil minabacto, reagent amonia, reagent nitrit, dan reagent

nitrat.

39

3.3 Disain Penelitian

Penelitian ini menggunakan metode eksperimental yaitu menggunakan

Rancangan Acak Lengkap. Pelaksanaan penelitian terdiri dari empat perlakuan

dengan tiga ulangan. Perlakuan yang digunakan adalah:

1. Perlakuan A: pemberian pakan tanpa bakteri dan molases

2. Perlakuan B: pemberian pakan dengan molases dan tanpa bakteri.

3. Perlakuan C: pemberian pakan dengan bakteri dan tanpa molases

4. Perlakuan D: pemberian pakan dengan bakteri dan molases.

Molases sebagai sumber karbon untuk pertumbuhan bakteri, sedangkan

bakteri sebagai agen transformasi limbah nitrogen. Kombinasi molases dan

bakteri merupakan budidaya sistem heterotrofik.

3.4 Cara Kerja

3.4.1 Persiapan

Persiapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah persiapan wadah

ikan. Wadah yang digunakan dalam penelitian ini adalah wadah berupa corong

yang terbuat dari fiber berukuran 250 liter. Wadah ini diisi air sebanyak 200

liter. Diatas corong ditutup dengan menggunakan jaring. Jaring dikaitkan dengan

kawat. Jaring ini digunakan untuk mencegah keluarnya ikan dari dalam corong

akibat aktivitas ikan lele. Jumlah corong yang digunakan sebanyak 12 corong.

Aerasi dipasang pada masing-masing corong untuk mensuplai oksigen pada tiap-

tiap corong.

40

Gambar 2. Bak Fiber Bulat Dengan Dasar Bentuk Corong

Penelitian ini menggunakan empat perlakuan. Dari ke empat perlakuan

masing-masing perlakuan digunakan 3 ulangan, sehingga di peroleh kode

perlakuan sebagai berikut dengan jumlah corong adalah 12 corong :

Tabel 1. Kode Perlakuan

Corong Kode Perlakuan Perlakuan

1 B1 Tanpa bakteri + molases

2 A1 Tanpa bakteri + tanpa molases

3 C2 Bakteri + tanpa molases

4 D1 Bakteri + Molases

5 C1 Bakteri + tanpa molases

6 B3 Tanpa bakteri + molases

7 D2 Bakteri + Molases

8 A2 Tanpa bakteri + tanpa molases

9 A3 Tanpa bakteri + tanpa molases

10 C3 Bakteri + tanpa molases

11 B2 Tanpa bakteri + molases

12 D3 Bakteri + Molases

250 liter

41

Berikut adalah skema letak corong dan kode yang digunakan dalam

penelitian ini :

Gambar 3. Skema Letak Corong

Ikan lele berukuran 50 gram/ekor dimasukan ke dalam corong sebanyak

20 ekor pada masing-masing corong. Sebelum ditebar, ikan diseleksi terlebih

dahulu. Ikan yang layak digunakan adalah ikan yang memiliki organ tubuh yang

lengkap, yang aktif (gesit), ukuran seragam dan tidak ternfeksi penyakit.

3.4.2 Pemberian pakan

Pemberian pakan diberikan pada ikan lele. Jumlah pemberian pakan

adalah sebesar 3% dari bobot biomassa ikan. Pakan diberikan setiap hari selama

21 hari. Pakan yang digunakan berupa pakan komersil yang bersifat mengapung,

6

B3

7

D2

5

C1

8

A2

4

D1

3

C2

2

A1

11

B2

12

D3

10

C3

9

A3

1

B1

42

dengan frekuensi pemberian pakan 3 kali sehari, pagi sekitar pukul 07.00 WIB,

siang sekitar pukul 13.00 WIB, dan sore sekitar pukul 16.00 WIB.

Perhitungan pemberian pakan:

Total pemberian pakan mengikuti pertumbuhan ikan. Biomassa Ikan akan

diukur setiap 7 hari sekali sehingga jumlah pakan yang akan diberikan diganti

setiap 7 hari sekali.

3.4.3 Pemberian Molases dan Inokulasi Bakteri

Inokulasi bakteri dilakukan sekali pada awal penelitian dengan dosis 20

ml dalam 106cfu/ml (Lampiran 3). Inokulasi bakteri hanya dilakukan pada 3

corong sesuai dengan perlakuan. Inokulasi bakteri ini hanya dilakukan sekali pada

awal penelitian.

Molases diberikan setiap pagi sebelum pemberian pakan pada ikan.

Molases diberikan dengan dosis yang disesuaikan dengan bobot ikan per corong

dan sesuai dengan perhitungan C/N Rasio (Lampiran 4). Pemberian molases

hanya diberikan pada 6 corong sesuai perlakuan.

3.4.4 Pengamatan

Parameter yang diamati meliputi: Volatile suspended solid, amonia,

nitrit, nitrat, pH, DO, dan suhu. Parameter-parameter tersebut diukur selama dua

hari sekali pada sepuluh hari pertama dan tiga hari sekali pada sepuluh hari

terakhir. Hal ini dilakukan karena pada sepuluh hari terakhir parameter yang

Total pakan yang diberikan = 3% x total biomassa ikan

43

diukur tersebut dianggap sama dengan sepuluh hari pertama sehingga pengukuran

dilakukan tiga kali sehari pada sepuluh hari kedua.

3.4.4.1 Pengukuran Amonia

Pengukuran amonia ini dilakukan di laboratorium kimia dengan

menggunakan Spektrofotometer U-I500 dan dilakukan pada H0, H2, H4, H6, H8,

H10, H13, H16, H19, dan H21. Pengambilan sampel air dari tiap-tiap corong pada

jam 06.00 WIB sebelum pemberian pakan dan molases.

Sampel air disaring dengan kertas saring. Sebanyak 5 ml sampel air

dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 0,2 ml larutan fenol; 0,2 ml

larutan nitroprussida, dan 0,5 ml larutan oksidan. Lalu dibiarkan warnanya

terbentuk pada suhu ruang (22-27C), Kemudian dikocok dan dibiarkan selama

satu jam. Lalu dianalisa dengan spektrofotometer pada panjang gelombang ()

640 m (HACH, 2005).

3.4.4.2 Pengukuran Nitrit

Pengukuran nitrit ini dilakukan di laboratorium kimia dengan

menggunakan Spektrofotometer U-I500. Pengukuran ini dilakukan pada H0, H2,

H4, H6, H8, H10, H13, H16, H19, dan H21. Pengambilan sampel air dari tiap-tiap

corong pada jam 06.00 WIB sebelum pemberian pakan dan molases.

Sampel air disaring dengan kertas saring. Sebanyak 5 ml sampel air

dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 0,1 ml asam sulfinat, lalu

dibiarkan 2-8 menit. Kemudian ditambahkan 0,1 ml larutan NED-dihidroklorida

44

dan dikocok. Lalu dibiarkan selama 10-20 menit dan akan terbentuk warna merah

keunguan. Lalu dianalisa dengan spektrofotometer pada panjang gelombang ()

540 m (HACH, 2005).

3.4.4.3 Pengukuran Nitrat

Pengukuran nitrat ini dilakukan di laboratorium kimia dengan

menggunakan Spektrofotometer U-I500 dan dilakukan pada H0, H2, H4, H6, H8,

H10, H13, H16, H19, dan H21. Pengambilan sampel air dari tiap-tiap corong pada

jam 06.00 WIB sebelum pemberian pakan dan molases.

Sampel air disaring dengan kertas saring. Sebanyak 2 ml sampel air

dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 0,4 ml larutan Brusin 0,5%.

Kemudian ditambahkan dengan hati-hati 4 ml larutan H2SO4 pekat, dan

dinginkan. Lalu dianalisa dengan spektrofotometer pada panjang gelombang ()

420 m (HACH, 2005).

3.4.4.4 Pengukuran DO, Suhu, dan pH

Pengukuran kualitas air pendukung meliputi: DO, suhu, dan pH.

Pengukuran kualitas air pendukung ini dilakukan pada H0, H2, H4, H6, H8, H10,

H13, H16, H19, dan H21 pada jam 06.00 WIB sebelum dilakukan pemberian

pakan dan molases. Pengukuran DO, pH, dan suhu dilakukan dengan

menggunakan Water Quality Cheker.

45

3.4.4.5 Pengukuran Volatile Suspended Solid

Pengukuran Volatile suspended solid dilakukan pada H0, H2, H4, H6,

H8, H10, H13, H16, H19, dan H21, bertempat di laboratorium kimia.

Pengambilan sampel air dari tiap-tiap corong pada jam 6.00 WIB sebelum

pemberian pakan dan molases.

Sampel air sebanyak 100 ml disaring dengan menggunakan kertas saring

wathman 42 dan divakum. Setelah itu kertas saring (filter) dikeringkan di dalam

oven pada suhu 103C selama 60 menit. Kertas saring didinginkan dalam

desikator lalu ditimbang (A). Setelah itu kertas saring dimasukkan ke dalam

furnance pada suhu 550C selama 60 menit. Setelah itu didinginkan dalam

desikator dan ditimbang lagi (B).

Hasil timbangan A dan B dihitung dengan menggunakan rumus:

Keterangan:

A: hasil timbangan filter setelah suhu 103C (mg)

B: hasil timbangan filter setelah suhu 550C (mg)

V: volume sampel air yang digunakan (100 ml)

(APHA, 2005).

VSS (mg/l) = _____A B_____

V sampel air (ml)

46

3.5 Analisis Data

Hasil pengukuran setiap paramater ditampilkan secara grafis untuk melihat

dinamika dari setiap parameter. Nilai pengukuran parameter pada akhir penelitian

diuji dengan analysis of variance (ANOVA) satu arah untuk melihat perbedaan

antara perlakuan variasi pakan, bakteri, dan molases terhadap kadar amonia, nitrit,

nitrat, nilai volatil suspended solid, kadar oksigen terlarut, pH, dan suhu.

47

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Dinamika Biomassa Bakteri

Pengukuran biomassa bakteri dalam bentuk volatile suspended solid

(VSS) selama pengamatan 21 hari menunjukkan hasil yang berfluktuatif, namun

tidak jauh dari kurva pertumbuhan bakteri pada umumnya. Hasil pengukuran VSS

selama penelitian berlangsung dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Nilai Volatil Suspended Solid Selama Penelitian

Nilai VSS secara keseluruhan dari semua perlakuan yaitu berkisar antara

0,114-0,193 mg/l. Dari hari ke-0 sampai hari ke-21 biomassa bakteri secara

keseluruhan mengalami kenaikan dan diakhir penelitian mengalami penurunan

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

H0 H2 H4 H6 H8 H10 H13 H16 H19 H21

VSS

(mg/

l) A (NoBak+NoMOl)

B (NoBak+Mol)

C (Bak+NoMol)

D (Bak+Mol)

48

akibat berkurangnya sumber energi. Nilai VSS rata-rata pada tiap-tiap perlakuan

adalah sebagai berikut: pada perlakuan A yaitu 0,169 mg/l, pada perlakuan B

yaitu 0,130 mg/l, pada perlakuan C yaitu 0,114 mg/l, dan pada perlakuan D yaitu

0,193 mg/l. Perlakuan D memiliki nilai rata-rata VSS tertinggi sedangkan

perlakuan C memiliki nilai rata-rata VSS terendah.

Pada hari ke-0 sampai hari ke-2 terjadi peningkatan biomassa bakteri

pada tiap-tiap perlakuan. Hal ini diduga karena sudah dilakukannya pemberian

variasi pakan, bakteri, dan molases sehingga bakteri dapat tumbuh. Pada

perlakuan A yang merupakan kontrol (hanya pakan saja) kenaikan populasi

bakteri yang terjadi sangat sedikit bahkan terkecil. Pada perlakuan B yang

dilakukan pemberian molases dan pakan, bakteri heterotrofik alami mulai tumbuh

dengan adanya sumber karbon organik tersebut, sehingga nilai VSS pada

perlakuan B cukup tinggi. Pada perlakuan C yang hanya dilakukan inokulasi

bakteri dan pakan, nilai VSS yang didapat lebih kecil dari perlakuan B dan D,

karena tidak adanya sumber karbon organik yang merupakan sumber energi

penting bagi pertumbuhan bakteri heterotrofik komersil yang diinokulasikan. Pada

perlakuan D yang dilakukan pemberian pakan, molases, dan inokulasi bakteri

heterotrofik komersil, sangat jelas terlihat memiliki nilai VSS yang cukup tinggi.

Nilai VSS pada perlakuan B dan D pada hari tersebut sama.

Pada hari ke-4 terjadi penurunan jumlah biomassa yang sangat signifikan

pada tiap-tiap perlakuan. Hal ini terjadi karena rendahnya kadar oksigen terlarut

pada hari tersebut, sehingga mengakibatkan terganggunya pertumbuhan bakteri

dan nilai VSS pada tiap-tiap perlakuan menurun.

49

Pada hari ke-4 hingga hari ke-16 mulai terlihat adanya kenaikan nilai

VSS pada tiap-tiap perlakuan. Pada perlakuan A dari hari ke-6 nilai VSS

mencapai 0.342 mg/l, namun terjadi penurunan nilai VSS pada hari ke-8 yaitu

0.222 mg/l. Pada hari ke-8 sampai hari ke-13 nilai VSS stabil dan kembali

mengalami kenaikan pada hari ke-16 yaitu 0.342 mg/l. Pada perlakuan B pada

hari ke-4 mulai mengalami kenaikan sampai hari ke-8 yaitu 0.179 mg/l, namun

terjadi penurunan pada hari ke-8 sampai hari ke-10 sebesar 0.115 mg/l. Pada hari

ke-13 sampai hari ke-16 mengalami kenaikan sebesar 0.355 mg/l. Pada perlakuan

C pada hari ke-6 sampai hari ke-21 mengalami penurunan secara terus-menerus.

Pada hari ke-6 nilai VSS yang didapat sebesar 0.276 mg/l, pada hari ke-21

menjadi 0.021 mg/l. Pada perlakuan D pada hari ke-4 sampai hari ke-8 terus

mengalami kenaikan yang sangat signifikan, yaitu 0.019-0.603 mg/l, namun pada

hari ke-8 sampai hari ke-13 terjadi penurunan yang sangat signifikan yaitu hingga

0.171 mg/l.

Pada hari ke-16 sampai hari ke-21 secara keseluruhan pada tiap-tiap

perlakuan mengalami penurunan yang sangat signifikan. Perlakuan A sebesar

0.047 mg/l, perlakuan B sebesar 0.012 mg/l, perlakuan C sebesar 0.027 mg/l, dan

perlakuan D sebesar 0.024 mg/l.

Proses kehilangan amonia di perairan disebabkan oleh tiga jenis

mikroorganisme, yaitu oleh bakteri autotrofik (nitrifikasi), bakteri heterotrofik,

dan fotoautotrofik. Pada Perlakuan A dan C, nilai VSS pada kedua perlakuan ini

merupakan nilai biomassa bakteri autotrofik. Karena tidak dilakukannya

pemberian sumber karbon organik, maka diasumsikan bakteri pada kedua

50

perlakuan ini adalah bakteri autotrofik yang tumbuh dengan menggunakan sumber

karbon anorganik yaitu CO2. Sedangkan pada perlakuan B dan D, nilai VSS pada

kedua perlakuan ini merupakan nilai biomassa bakteri heterotrofik. Karena pada

kedua perlakuan ini diberikan molases yang merupakan sumber karbon organik,

maka bakteri yang tumbuh diasumsikan sebagai bakteri heterotrofik. Hal ini

sesuai dengan pendapat Jenie dan Rahayu (1993) yang menyatakan bahwa bakteri

yang bersifat heterotrofik adalah bakteri yang mampu memanfaatkan senyawa

organik sebagai sumber karbonnya. Sedangkan proses kehilangan amonia oleh

mikrorganisme fotoautotrofik dianggap tidak terjadi, karena penelitian ini

dilakukan di dalam ruangan.

Pada Gambar 4 dapat dilihat bahwa perlakuan A dan C memiliki kurva

pertumbuhan yang hampir sama, namun nilai rata-rata VSS pada perlakuan A

lebih tinggi dibandingkan perlakuan C. Perlakuan C memiliki nilai rata-rata VSS

paling kecil. Pada perlakuan A tidak dilakukan penambahan bakteri, sedangkan

pada perlakuan C diinokulasikan bakteri heterotrofik. Hal ini yang diduga sebagai

akibat rendahnya nilai VSS pada perlakuan C. Bakteri heterotrofik yang

diinokulasikan bersaing dengan bakteri autotrofik alami yang telah ada didalam

corong, karena tidak adanya sumber karbon organik yang diberikan maka bakteri

heterotrofik dianggap tidak dapat bertahan hidup dan kalah bersaing dengan

bakteri autotrofik alami.

Perlakuan B memiliki nilai rata-rata VSS terendah kedua yaitu 0,130

mg/L. Perlakuan B tidak dilakukan inokulasi bakteri komersial dan hanya

dilakukan pemberian pakan dan molases saja. Bakteri yang tumbuh pada

51

perlakuan B ini diduga adalah bakteri heterotrofik alami. Penambahan molases

yang merupakan sumber karbon organik dapat memicu pertumbuhan bakteri

heterotrofik alami, namun pertumbuhan bakteri heterotrofik pada perlakuan B ini

cenderung lambat. Hal ini dapat diakibatkan oleh persaingan bakteri heterotrofik

alami dengan bakteri alami lainnya yang berada didalam corong.

Pada perlakuan D yaitu perlakuan dengan pemberian pakan dengan

penambahan bakteri dan molases yang merupakan sistem heterotrofik, hasil nilai

VSS pada perlakuan D ini sesuai dengan yang diharapkan, bahwa pemberian

bakteri heterotrofik komersial dan penambahan molases pada corong dapat

memicu pertumbuhan bakteri heterotrofik dan menurunkan kadar limbah nitrogen.

Hal yang mengakibatkan nilai rata-rata VSS pada perlakuan D menjadi

paling tinggi dibandingkan dengan perlakuan lainnya adalah waktu generasi

bakteri heterotrof yang lebih tinggi dan lebih cepat jika dibandingkan dengan

bakteri autotrof dan juga pemberian molases yang dapat memicu pertumbuhan

bakteri heterotrofik yang diinokulasikan. Bakteri heterotrofik ini menggunakan

amonia sebagai sumber energi untuk memperbanyak sel. Bakteri autotrof juga

menggunakan amonia pada proses nitrifikasi, namun bakteri autotrofik

membutuhkan waktu yang lebih lama untuk tumbuh. Hal ini sesuai dengan

pernyataan Todar (2002) bahwa Bakteri heterotrofik mempunyai waktu generasi

lebih cepat dibandingkan bakteri autotrofik. Ebeling et al., (2006) menyatakan

bahwa bakteri heterotrofik menghasilkan 8.07 g VSS per gram nitrogen,

sedangkan bakteri autotrofik menghasilkan 0.20 g VSS per gram nitrogen dengan

pemberian pakan yang sama dan jumlah ammonia yang sama dengan waktu yang

52

sama. Dari pernyataan diatas dapat terlihat jelas bahwa jumlah populasi bakteri

yang dihasilkan bakteri autotrofik sangat jauh jumlahnya dibandingkan dengan

jumlah populasi bakteri heterotrofik.

Perbedaan nilai VSS yang didapat selama penelitian dapat dilihat dengan

membandingkan nilai rata-rata VSS dari tiap-tiap perlakuan. Nilai rata-rata VSS

pada tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Nilai Rata-rata VSS Pada Tiap-tiap Perlakuan

Dari Gambar 5 diatas terlihat bahwa nilai rata-rata VSS tertinggi adalah

perlakuan D. Perlakuan D pada penelitian ini disebut sebagai sistem heterotrofik.

Pada perlakuan D ini terlihat bahwa jumlah biomassa bakteri yang didapat lebih

tinggi dari perlakuan lainnya dengan adanya penambahan molases sebagai sumber

karbon dan inokulasi bakteri komersial, namun nilai VSS yang dihasilkan dari ke

empat perlakuan tidak memiliki perbedaan yang signifikan. Hal ini sesuai dengan

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

A (nobak+nomol) B (nobak+mol) C (bak+nomol) D (bak+Mol)

VSS

(mg/

L)

Perlakuan

VSS

53

hasil uji analisis yang menunjukan bahwa sistem heterotrofik tidak berpengaruh

nyata terhadap nilai VSS, hal ini dapat diperhatikan dari nilai F hitung yang lebih

kecil dari F Tabel dan dari nilai probabilitas (P>0.05) (Lampiran 9). Disamping

itu dari hasil uji Duncan menunjukkan tidak adanya perbedaan nilai VSS yang

nyata pada tiap-tiap perlakuan. Hal ini dapat dilihat dari kolom pada uji Duncan

dimana nilai rata-rata VSS terletak pada kolom yang sama.

4.2. Dinamika Kadar Limbah Nitrogen

Hasil penelitian mengenai dinamika kadar limbah nitrogen selama

penelitian meliputi amonia, nitrit, dan nitrat. Hasil penelitian dinamika limbah

nitrogen selama 21 hari dapat dilihat pada subbab berikut:

4.2.1 Amonia

Amonia merupakan senyawa utama limbah metabolisme ikan dan sering

menjadi masalah dalam budidaya ikan. Amonia merupakan salah satu bentuk N-

anorganik yang berbahaya bagi ikan. Penambahan molases dan bakteri

heterotrofik diharapkan dapat menurunkan jumlah limbah nitrogen yang terdapat

dalam corong, yaitu dengan cara mengubah amonia menjadi biomassa sel dan

mengoksidasi amonia menjadi nitrit dan nitrat. Kadar amonia hasil pengamatan

selama 21 hari dapat dilihat dalam Gambar 6.

54

Gambar 6. Kadar Amonia Selama Penelitian

Dinamika kadar amonia hasil pengamatan selama 21 hari secara

keseluruhan mengalami penurunan. Kisaran kadar amonia secara keseluruhan dari

ke empat perlakuan yaitu 0,98-21,50 mg/L. Kadar amonia rata-rata pada

perlakuan A adalah 9,39 mg/L, pada perlakuan B adalah 7,31 mg/L, pada

perlakuan C adalah 9,14 mg/L, dan pada perlakuan D adalah 7,27 mg/L. Kadar

amonia rata-rata tertinggi yaitu pada perlakuan A sebesar 9,39 mg/L dan terendah

yaitu pada perlakuan D sebesar 7,27 mg/L.

Kadar amonia pada ke-empat perlakuan tidak terlihat adanya perbedaan

yang sangat signifikan. Kehilangan amonia terjadi pada ke-empat perlakuan ini,

namun dalam proses yang berbeda. Pada perlakuan A dan C, proses kehilangan

amonia terjadi melalui proses nitrifikasi oleh bakteri kemoautotrofik yang

mengubah amonia menjadi nitrit dan seterusnya menjadi nitrat. Pada perlakuan B

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

H0 H2 H4 H6 H8 H10 H13 H16 H19 H21

Am

on

ia (m

g/L)

A (nobak+nomol)

B (nobak+mol)

C (bak+nomol)

D (bak+Mol)

55

dan D proses kehilangan amonia terjadi karena penggunaan amonia oleh bakteri

heterotrofik sebagai sumber energi yang diubah menjadi biomassa bakteri.

Pada awal penelitian tepatnya pada hari ke-2 kadar amonia sangat tinggi

hingga 21.50 mg/L. Tingginya kadar amonia diakibatkan oleh adanya akumulasi

hasil metabolit ikan dan sisa pakan. Setelah itu terjadi penurunan yang bertahap

pada tiap-tiap perlakuan akibat adanya aktivitas mikroorganisme. Penurunan ini

diakibatkan adanya aktivitas mikroorganisme yang mengoksidasi amonia menjadi

nitrit dan nitrat (bakteri autotrofik nitrifikasi) pada perlakuan A dan C serta yang

mengubah amonia menjadi biomassa bakteri (bakteri heterotrofik) pada perlakuan

B dan D. Hal ini sesuai dengan pernyataan Brune et al., (2003) bahwa penurunan

kadar amonia terjadi antara lain karena adanya pemanfaatan amonia oleh proses

heterotrofik biosintesis bakteri yang menghasilkan biomassa bakteri dan proses

kemoautotrofik nitrifikasi yang menghasilkan senyawa nitrit yang selanjutnya

diubah lagi menjadi nitrat.

Pada perlakuan A dan C terus mengalami penurunan hingga hari ke-16.

Hal ini terjadi karena adanya proses nitrifikasi oleh bakteri autotrofik yang

mengubah amonia menjadi nitrit. Pada hari ke-16 sampai hari ke-21 terjadi

kenaikan kadar amonia kembali yang signifikan pada kedua perlakuan ini. Hal ini

terjadi karena besarnya produksi amonia yang berasal dari hasil metabolisme ikan

dan sisa pakan dibandingkan dengan proses nitrifikasi yang terjadi.

Pada perlakuan B dan D terjadi penurunan terus menerus pada hari ke-4

sampai hari ke-21. Hal ini menunjukan adanya aktivitas bakteri heterotrofik yang

mengubah amonia menjadi biomassa sel. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sylvia

56

et al., (1990) bahwa penurunan kadar amonia disebabkan oleh penggunaan

amonia sebagai sumber energi oleh bakteri heterotrofik untuk sintesis biomassa

sel. Selain itu Montoya dan Velasco (2000) mengatakan bahwa amonia yang

dikeluarkan oleh ikan di dalam air akan membentuk kesetimbangan dengan ion

ammonium. Amonia dalam bentuk ion ammonium akan mengalami proses

nitrifikasi, namun demikian dengan adanya bahan organik, proses mikrobial yang

berlangsung didominasi oleh bakteri heterotrofik yang lebih cepat menyerap

ammonium menjadi biomasa bakteri. Bakteri ini bisa menyerap sampai 50% dari

jumlah ammonium terlarut dalam air. Pernyataan diatas membuktikan bahwa pada

perlakuan B dan D terjadi proses kehilangan amonia oleh bakteri heterotrofik

karena dilakukan perlakuan pemberian molases yang merupakan sumber karbon

organik.

Hasil uji analisis menunjukan bahwa sistem heterotrofik tidak

berpengaruh nyata terhadap kadar amonia, hal ini dapat diperhatikan dari nilai F

hitung yang lebih kecil dari F Tabel dan dari probabilitas (P>0.05) (Lampiran 9).

Di samping itu hasil dari uji Duncan menunjukkan bahwa tidak adanya perbedaan

kadar amonia yang nyata pada tiap-tiap perlakuan. Hal ini dapat dilihat dari kolom

pada uji Duncan dimana semua rata-rata kadar amonia terletak pada kolom yang

sama.

57

4.2.2 Nitrit

Nitrit merupakan hasil oksidasi amonia dalam proses nitrifikasi yang

selanjutnya diubah menjadi nitrat (Boyd, 1981). Kadar nitrit dalam pengamatan

selama 21 hari dapat dilihat dalam Gambar 7.

Gambar 7. Kadar Nitrit Selama Penelitian

Dinamika kadar nitrit yang didapat cukup berfluktuatif, namun secara

keseluruhan terjadi kenaikan. Hasil penelitian kadar nitrit yang didapat yaitu

sebesar 0,229-36,216 mg/L. Kadar nitrit rata-rata yang didapat pada tiap-tiap

perlakuan secara berturut-turut adalah sebagai berikut : pada perlakuan A yaitu

11,205 mg/L, pada perlakuan B yaitu 6,916 mg/L, pada perlakuan C yaitu 18,722

mg/L, dan pada perlakuan D yaitu 3,335 mg/L. Kadar nitrit rata-rata tertinggi

yaitu pada perlakuan C dan terendah pada perlakuan D. Konsentrasi nitrit yang

didapat dalam penelitian ini sangatlah tinggi dan dapat menyebabkan kematian

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

H0 H2 H4 H6 H8 H10 H13 H16 H19 H21

Nit

rit

(mg/

L) A (nobak+nomol)

B (nobak+mol)

C (bak+nomol)

D (bak+Mol)

58

pada ikan. Menurut Effendi (2003) konsentrasi nitrit maksimum yang

diperbolehkan dalam kegiatan budidaya ikan adalah < 0.06 mg/L.

Pada Gambar 7 diatas, pada hari ke-0 sampai hari ke-4 kadar nitrit dari

tiap-tiap perlakuan memiliki nilai yang rendah yaitu 0,229-3,331 mg/L. Hal ini

disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme yang rendah khususnya pada perlakuan

A dan C. Mikroorganisme pada perlakuan ini diduga berada pada fase adapatasi,

sehingga amonia yang ada belum digunakan dan mengakibatkan kadar nitrit pada

hari tersebut rendah, hal ini dibuktikan dengan kadar amonia yang tinggi pada hari

tersebut.

Pada hari ke-4 kadar nitrit mulai mengalami kenaikan pada tiap-tiap

perlakuan sampai hari ke-13. Hal ini menunjukkan adanya aktivitas

mikroorganisme pada tiap-tiap perlakuan khususnya pada perlakuan A dan C yang

terdapat bakteri autotrofik nitrifikasi yang mengoksidasi amonia menjadi nitrit dan

selanjutnya menjadi nitrat. Pada hari ke-13 sampai hari ke-16 pada perlakuan A

dan C mengalami penurunan kadar nitrit yang signifikan. Hal ini terjadi karena

kadar amonia pada hari tersebut menurun, sehingga bakteri autotrofik hanya dapat

mengubah amonia yang ada dan menghasilkan nitrit dalam jumlah yang sangat

kecil.

Pada hari ke-16 sampai hari ke-19 pada perlakuan A dan C, kadar nitrit

mengalami kenaikan yang signifikan. Hal ini disebabkan oleh tingginya aktivitas

bakteri autotrofik. Pada hari ke-21 terjadi penurunan yang signifikan. Hal ini

disebabkan berkurangnya aktivitas mikroorganisme akibat menurunnya jumlah

biomassa bakteri pada hari tersebut yang sangat signifikan.

59

Pada perlakuan C terjadi proses nitrifikasi yaitu proses oksidasi amonia

menjadi nitrit dan nitrat, sehingga kadar nitrit pada perlakuan ini memiliki nilai

tertinggi. Perlakuan A memiliki kadar nitrit tertinggi kedua setelah perlakuan C.

Pada perlakuan A dan C penyebab tingginya kadar nitrit yang dihasilkan sama

yaitu karena adanya aktivitas bakteri nitrifikasi autotrofik. Bakteri autotrofik

menggunakan amonia sebagai sumber energi dengan cara mengoksidasi amonia

menjadi nitrit, sehingga kadar nitrit menjadi tinggi. Sesuai dengan pernyataan

Boyd (1981) yang menjelaskan bahwa nitrit hasil dari oksidasi amonia dalam

proses nitrifikasi oleh bakteri autotropik Nitrosomonas, yang menggunakan

amonia sebagai sumber energi.

Kadar nitrit pada perlakuan B terlihat cukup tinggi. Dinamika kadar nitrit

pada perlakuan ini berfluktuasi. Pada hari ke-4 sampai hari ke-10 terus mengalami

kenaikan. Pada hari ke-10 sampai hari ke-16 mengalami penurunan yang

signifikan, namun pada hari ke-16 sampai hari ke-21 mengalami kenaikan

kembali. Kadar nitrit yang dihasilkan pada perlakuan B menunjukkan bahwa

adanya aktivitas bakteri autotrof yang berperan melakukan proses nitrifikasi dan

jumlah bakteri tersebut diduga tidak sedikit jika dilihat dari kadar nitrit yang

dihasilkan. Adanya bakteri autotrof ini mengakibatkan adanya persaingan dalam

mengkonsumsi amonia. Persaingan ini mengakibatkan jumlah biomassa bakteri

pada perlakuan B rendah.

Kadar nitrit pada perlakuan D pada hari ke-0 sampai hari ke-4 sangat

rendah. Pada hari ke-4 mengalami kenaikan yang cukup tinggi sampai hari ke-10.

Pada hari ke-10 sampai hari ke-13 terjadi penurunan sampai hari ke-16. Pada hari

60

ke-16 sampai hari ke-19 terjadi kenaikan kembali, namun terjadi penurunan

kembali pada hari ke-21.

Kadar nitrit yang dihasilkan pada perakuan B dan D diduga hasil proses

nitrifikasi bakteri lain. Diduga terdapat bakteri autotrofik namun jumlahnya

sedikit, sehingga kadar nitrit yang dihasilkan pada kedua perlakuan ini jauh lebih

rendah jika dibandingkan dengan perlakuan A dan C. Rendahnya kadar nitrit yang

dihasilkan pada kedua perlakuan ini juga diduga karena jumlah kadar amonia

yang dapat diubah menjadi nitrit sangat sedikit. Amonia yang terdapat pada kedua

perlakuan tersebut digunakan oleh bakteri heterotrofik untuk memperbanyak sel.

Pada perlakuan D kadar nitrit yang dihasilkan lebih rendah jika

dibandingkan dengan perlakuan lainnya yaitu sebesar 3,335 mg/l. Hal ini

menunjukkan adanya dominansi bakteri heterortofik pada perlakuan D, sehingga

bakteri autotrofik yang terdapat pada perlakuan D sangat sedikit sekali. Kadar

nitrit yang sangat rendah yang dihasilkan pada perlakuan D menunjukkan bahwa

pembudidayaan ikan dengan sistem heterotrofik sangat baik digunakan. Air

budidaya tidak menjadi toksik bagi ikan walau tanpa pergantian air. Kadar nitrit

yang tinggi dapat menyebabkan kematian pada ikan, sesuai dengan pernyataan

Boyd (1981) bahwa toksisitas nitrit terhadap ikan adalah dalam transpor oksigen

dan kerusakan jaringan. Nitrit dalam darah mengoksidasi haemoglobin menjadi

methemoglobin yang tidak mampu mengikat oksigen.

Hal ini sesuai dengan hasil uji analisis yang menunjukan bahwa sistem

heterotrofik berpengaruh nyata terhadap kadar nitrit, hal ini dapat diperhatikan

dari nilai F hitung yang lebih besar dari F Tabel dan dari probailitas (P

61

(Lampiran 9). Selain itu hasil dari uji Duncan menunjukkan bahwa terjadi

perbedaan yang nyata pada tiap-tiap perlakuan terhadapa kadar nitrit. Hal ini

dapat dilihat dari kolom pada uji Duncan dimana beberapa kadar nitrit rata-rata

dari ke-4 perlakuan terletak pada kolom yang berbeda.

4.2.3 Nitrat

Nitrat merupakan hasil akhir dari proses nitrifikasi yaitu oksidasi amonia

menjadi nitrit dan oksidasi nitrit menjadi nitrat. Dinamika kadar nitrat yang

didapat selama penelitian berfluktuatif. Terjadi penurunan dan kenaikan kadar

nitrat pada tiap-tiap perlakuan. Kadar nitrat selama penelitian dapat dilihat pada

Gambar 8.

Gambar 8. Kadar Nitrat Selama Penelitian

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

90,000

H0 H2 H4 H6 H8 H10 H13 H16 H19 H21

Nit

rat (

mg/

L)

A (nobak+nomol)

B (nobak+mol)

C (bak+nomol)

D (bak+Mol)

62

Nilai kadar nitrat keseluruhan yang didapat yaitu 0,436-79,227 mg/l.

Kadar rata-rata nitrat pada masing-masing perlakuan adalah sebagai berikut: pada

perlakuan A yaitu 19,53 mg/l, pada perlakuan B yaitu 5,11 mg/l, pada perlakuan C

yaitu 21,21 mg/l, dan pada perlakuan D yaitu 12,95 mg/l. Kadar nitrat tertinggi

yaitu pada perlakuan C dan kadar nitrat terendah pada perlakuan B.

Pada Gambar 8 diatas dapat dilihat bahwa kadar nitrat pada hari ke-0

sampai hari ke-8 pada tiap-tiap perlakuan cenderung rendah dan stabil. Pada hari

tersebut pada perlakuan A bakteri autortofik sedang mengoksidasi amonia

menjadi nitrit dan bakteri belum mengoksidasi nitrit menjadi nitrat, sehingga

kadar nitrat yang didapatkan rendah. Pada hari ke-10 mengalami kenaikan dan

stabil hingga hari ke-13, namun setelah hari ke-13 terus mengalami peningkatan

sampai hari ke-16 hingga 56,94 mg/L. Pada hari ke-19 mengalami penurunan

yang sangat signifikan yaitu 13.09 mg/L. Hal ini diakibatkan jumlah populasi

bakteri pada hari tersebut mengalami penurunan, sehingga kadar nitrat yang

dihasilkan menurun. Pada hari ke-21 perlakuan A mengalami kenaikan hingga

79.23 mg/L, hal ini dikarenakan pada hari tersebut diduga hasil proses nitirifikasi

sebelum hari ke-21, sehingga ketika dilakukan pengukuran pada hari ke-21 kadar

nitrat yang terdapat dalam perlakuan ini masih tinggi.

Pada perlakuan B dari hari ke-0 sampai hari ke-13 kadar nitrat tetap

berada di bawah 10 mg/L. Setelah hari ke-13 hingga hari ke-19 kadar nitrat tetap

berada di bawah 10 mg/L dan hanya mengalami sedikit peningkatan pada hari ke-

21 yaitu sebesar 18 mg/L.

63

Pada perlakuan C kadar nitrat pada hari ke-0 sampai hari ke-8 cenderung

rendah dan stabil, hal ini dikarenakan pada hari tersebut bakteri autortofik

(Nitrosomonas sp.) sedang mengoksidasi amonia menjadi nitrit dan bakteri

autotrofik (Nitrococcus sp.) belum mengoksidasi nitrit menjadi nitrat, sehingga

kadar nitrat yang didapatkan rendah. Pada hari ke-10 mengalami kenaikan dan

stabil hingga hari ke-13, namun setelah hari ke-13 terus mengalami peningkatan

sampai hari ke-16 hingga 67.79 mg/L. Pada hari ke-19 mengalami sedikit

penurunan hingga 63,72 mg/L. Pada hari ke-21 perlakuan C mengalami

penurunan yang sangat signifikan hingga 24.67 mg/L. Hal ini diakibatkan jumlah

biomassa bakteri pada hari tersebut mengalami penurunan, sehingga kadar nitrat

yang dihasilkan menurun.

Pada perlakuan D dari hari ke-0 sampai hari ke-13 kadar nitrat sangat

rendah dan stabil yaitu berada di bawah 10 mg/L, namun pada hari ke-16

mengalami kenaikan yang cukup signifikan hingga mencapai 33.50 mg/L. Setelah

hari ke-16 sampai hari ke-21 kadar nitrat cukup stabil. Kadar nitrat yang

dihasilkan pada hari ke-16 hingga hari ke-21 diakibatkan oleh bakteri autotrof

yang secara alami berada dalam corong pada perlakuan D dan menghasilkan

nitrat.

Nitrat yang dihasilkan pada perlakuan B dan D merupakan hasil oksidasi

amonia menjadi nitrit dan oksidasi nitrit menjadi nitrat oleh bakteri autotrofik

alami yang berada pada corong, namun aktifitas bakteri autotrofik dalam

mengoksidasi amonia dan nitrit sangat rendah, karena bakteri heterotrofik lebih

64

mendominasi di dalam corong, sehingga kadar nitrat yang dihasilkanpun lebih

rendah jika dibandingkan dengan kadar nitrat pada perlakuan A dan C.

Nitrat memiliki ambang batas 1000-3000 ppm, sehingga sangat jarang

sekali menjadi penyebab kematian pada ikan. Hanggono (2004) menyatakan

bahwa nitrat berbeda dengan amonia maupun nitrit, nitrat jarang sekali menjadi

masalah dalam budidaya hewan akuatik baik di tawar, payau maupun laut. Efek

nitrat pada hewan akuatik hampir sama dengan nitrit yaitu pada transportasi

oksigen dan proses osmoregulasi. Kadar nitrat dalam air yang berbahaya bagi ikan

maupun invertrebata berkisar antara 1.0003.000 ppm. Oleh karena itu, keracunan

nitrat pada hewan akuatik sangat jarang terjadi.

Hasil uji analisis menunjukan bahwa sistem heterotrofik berpengaruh

nyata terhadap kadar nitrat, hal ini dapat diperhatikan dari nilai F hitung yang

lebih besar dari F Tabel dan dari probabilitas (P

65

Gambar 9. Perbandingan Kadar Rata-rata Amonia, Nitrit, dan Nitrat

Dari Gambar 9 diatas dapat dilihat perbedaan kadar rata-rata amonia,

nitrit, dan nitrat dari tiap-tiap perlakuan. Pada perlakuan A dan C sangat terlihat

adanya proses nitrifikasi pada kedua perlakuan tersebut. Amonia yang ada diubah

menjadi nitrit melalui proses oksidasi, sehingga kadar nitrit yang dihasilkan lebih

tinggi dari kadar amonia. Begitu pula dengan kadar nitrat, kadar nitrat yang

dihasilkan jauh lebih tinggi dibandingkan dengan kadar nitrit. Hal ini

menunjukkan adanya proses oksidsi nitrit menjadi nitrat melalui proses nitrifikasi

oleh bakteri autotrofik. Pada perlakuan C terlihat bahwa nilai rata-rata kadar nitrit

pada perlakuan ini jauh lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan A. kedua

perlakuan ini dianggap sama, perbedaannya hanya inokulasi bakteri komersial

yang dilakukan pada perlakuan C. Inokulasi bakteri ini diduga sebagai penyebab

tingginya kadar nitrit pada perlakuan C. Pada bakteri komersial tersebut diduga

terdapat bakteri heterotrofik yang bersifat fakultatif yang dapat berubah menjadi

9,397,31

9,147,27

11,20

6,92

18,72

3,36

19,53

5,11

21,21

12,95

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

A (nobak+nomol) B (nobak+mol) C (bak+nomol) D (bak+Mol)

mg/

l

perlakuan

amonia

nitrit

nitrat

66

autotrof jika tidak adanya sumber karbon. Dengan demikian tingginya kadar nitrit

pada perlakuan C diakibatkan adanya bakteri heterotrofik fakultatif yang

diinokulasikan ke dalam perlakuan ini sehingga proses nitrifikasi yang terjadi

lebih cepat jika dibandingkan dengan perlakuan A yang merupakan kontrol.

Pada perlakuan B kadar rata-rata amonia, nitrit, dan nitrat berturut-turut

menurun. Kadar amonia lebih tinggi dibandingkan kadar nitrit dan nitrat. Kadar

nitrit lebih tinggi dibandingkan kadar nitrat. Hal ini disebabkan adanya aktifitas

bakteri heterotrofik yang merubah amonia menjadi biomassa sel. Amonia dirubah

menjadi biomassa sel dan sangat sedikit yang dirubah menjadi nitrit. Hal tersebut

diduga bahwa bakteri pengoksidasi nitrit berjumlah lebih sedikit dibandingkan

dengan bakteri pengoksidasi nitrat.

Kadar rata-rata amonia, nitrit, dan nitrat pada perlakuan D masing-

masing kadar terlihat sangat berbeda. Pada perlakuan ini kadar rata-rata limbah

nitrogen yang didapatkan tidak sama dengan perlakuan B. Kadar nitrat pada

perlakuan D lebih tinggi dibandingkan perlakuan B. Hal ini disebabkan oleh

bakteri autotrofik yang berada pada perlakuan D. Bakteri ini juga berperan dalam

proses pemanfaatan amonia melalui proses nitrifikasi di dalam corong perlakuan

D, sehingga kadar nitrat yang didapat melebihi kadar nitrit. Namun tetap saja

jumlah kadar nitrit dan nitrat pada perlakuan D jauh lebih rendah dari perlakuan A

dan C.

67

4.3. Kualitas Air Pendukung

Kualitas air pendukung yang menjadi parameter pada penelitian ini

adalah oksigen terlarut, derajat keasaman (pH), dan suhu. Faktor utama yang

mempengaruhi laju nitrifikasi dan memp