kuliah psdp s2. kuliah 3 daya dukung terbuka(danau unsur p)

1

PENGELOLAAN SUMBERDAYA PERAIRAN

2

CARRYING CAPACITY OPEN WATER WITH RESPECT TO FOSFAT (P)

KULIAH PSDP S2

3

KONSEP DUKUNG PERAIRAN TERBUKA

ASUMSI

Populasi algae berkorelasi negatip terhadap kualitas air secara umum, termasuk pertumbuhan dan kelangsungan hidup stok ikan. Sedangkan P adalah “limiting faktot” yang mengendalikan kelimpahan plankton.

4

Konsep limiting nutrient atau nutrient pembatas muncul dengan adanya kenyataan bahwa sejumlah nutrient diperlukan oleh fitoplankton. Jika suply dari satu diantara nutrient-nutrient tersebut jumlahnya kurang dari permintaan (yang dibutuhkan) maka akan menghambat pertumbuhan. Dalam banyak perairan, pada umumnya P adalah pembatas. Karena ini adalah element yang dibutuhkan fitoplankton dan tumbuhan air yang paling jarang terdapat. (jumlahnya paling sedikit).

Mengapa limiting nutrient ?…

5

Umumnya kebutuhan P untuk setiap species specifikasi dan umumnya P dalam pakan berlebihan, tapi kemudian berkurang karena tidak dapat dimanfaatkan ke perairan kemudian hilang ke lingkungan perairan

Phosphor diperlukan untuk :

Merupakan element esensial yang diperlukan oleh semua jenis ikan untuk pertumbuhan yang normal, maintenance dari pengaturan hubungan asam-basa dan lemak serta metabolisme karbohidrat

6

Gamba 1.r: Principle P loses to the environment associated with intensive cage culture

Disolved P

Correct pellet siz Fatern Assimilatd Utilized

Dust un eaten Faeces Exretion

Particulate P Particulate P Particulate P SEDIMENS

Note: FCR untuk cage culture 20% lebih tinggi dari di kolam

Disolved P Disolved P Disolved P

Feed

Beveridge 1984

7

Tabel 1: Kebutuhan Fosfor untuk ikan (% berat dari pakan)

Species Kebutuhan

Angguilla japanicaSalmo TruttaSalmo SalamSalmo gardneriOnchorynchus KettaCyprinus carpioIchalues pundatusChysohyrys majorOreochrromis niloticus

0,29 %0,71 %0,30 %0,70 – 0,80 %0,50 – 0,60 %0,60 – 0,80 %0,45 – 0,80 %0,68 %0,90 %

Sumber : Beveridge et.al 1982.

- Untuk ikan Trout = 20 – 27% dari P daging- Sekitar 40% P waste dari cage cultur untuk ikan Trout terlarut, sisanya dalam bentuk faeces dan pakan yang tidak termakan.

8

Tabel 2. : Penghitungan Total P yang hilang ke lingkunganperairan selama jarng apung secara intensif

a. Rainbow Trout

Kandungan P dalam pellet 1.5% (sillva 1983- pakan komersial di Eropa)

Kandungan P dalam 1 ton pelet 15 kg

FCR = 1.0 : 1 P( Dlm makanan) 15 kg




Kandungan P dalam ikan Tru = 0.48% dari berat badan ikan = 4.8 kg /ton ikan (Penczak et al 1982)

Jadi P yang hilang ke perairan untuk :FCR = 1.0 : 1 = 15.0 – 4.8 = 10.2 per ton ikan FCR = 1.5 : 1 = 22.5 – 4.8 = 17.7 per ton ikan FCR = 2.0 : 1 = 30.0 – 4.8 = 25.2 per ton ikan FCR = 2.5 : 1 = 37.5 – 4.8 = 32.7 per ton ikan

9

Tabel2. : Penghitungan Total P yang hilang ke lingkunganperairan selama jarng apung secara intensif

b. Tilapia

Kandungan P dalam pellet 1.3% (NRC 1983 & Santiago 1983)

Kandungan P dalam 1 ton pelet 13.0 kg

FCR = 1.5 : 1 P( Dlm makanan) 19.5 kg




Kandungan P dalam ikan Tilapia = 0.34 % dari berat badan ikan = 3.4 kg /ton ikan (Mesk &Manthey 1983)

Jadi P yang hilang ke perairan untuk :FCR = 1.5 : 1 = 19.5 – 3.4 = 16.1 kg per ton ikan FCR = 2.0 : 1 = 26.0 – 3.4 = 22.6 kg per ton ikan FCR = 2.5 : 1 = 32.5 – 3.4 = 29.1 kg per ton ikan FCR = 3.0 : 1 = 45.5 – 3.4 = 35.6 kg per ton ikan

10

Tabel 2.: Penghitungan Total P yang hilang ke lingkunganperairan selama jarng apung secara intensif

c. Carp

Kandungan P dalam pellet 3.09% (NRC 1983)

Kandungan P dalam 1 ton pelet 30.9 kg


FCR = 2.0: 1 P( Dlm makanan) 61.8 kg



Kandungan P dalam ikan carp = 0.61% dari berat badan ikan = 6.1 kg /ton ikan (Ogino and Takeda 1976)

Jadi P yang hilang ke perairan untuk :FCR = 1.5 : 1 = 46.4 – 6.1 = 40.3 kg per ton ikan FCR = 2.0 : 1 = 61.8 – 6.1 = 55.7 kg per ton ikan FCR = 2.5 : 1 = 77.3 – 6.1 = 71.2 kg per ton ikan FCR = 3.0 : 1 = 92.7 – 6.1 = 86.6 kg per ton ikan

11

CATATAN:

Thus tabel before ees of give no information about quantities of P derived from un eaten food or excretory or facel sources:

• Intensive Trout culture , total fed losses (dust and un eaten food)nare estimated arround 20%

• When FCR values for pond and cage culture are compared, those cage culture are usually at least 20% greater

• An estimated 20 – 27% of the P ingested by trout is retained in the carcas (see table before assuming FCR = 1.5 – 2.0 : 1)

• If faecal production rate of 260 g dry weight faeces per kg food (Butz and Vens Cappell,1982) and a faecal P content of 1.59% dry weight.(Penzack et al 1982) are assumed, then more than 50% of egested and excreted P is accounted for by excretion. (see nect diagram). Thus arround 40% of the ttotoalP waste from cage trout farming are dissolved, the rest being in the form of faeces and un eaten food.

12

A number of models have been develpoped to predict the respons of aquatic ecosystems to increases in P loadings. Most are empirical and have been elaborated and tsted, verified and modified using a number of data bases. The two most widely used and tested model are those of Dillon and Righter (1974) and OECD (1982). The former is a modification of Vollenweider’s original model (volllenweider,1968). And states that the concentration of total P in a water body , [ P], is determined by P loading, the size of the lake (area, mean depth)., water collumn lost annually through the outflow) and thefraction of P lost permanently to the sediments.

P = L (1 – R) z.ρ

P = Total P g/m3L = Total P loading (gr/m2/y -1)z = Rata-rata kedalaman (m)R = Fraksi dari total P yang hilang ke sedimenρ = flusing rate- debit (volume/tahun)

As steady state :

13

INPUT PAKAN 100%

(22.5 kg)

INPUT PAKAN 100%

(22.5 kg)

SISA (PERAIRAN)(WASTE)

20%(4,5 kg)


20%(4,5 kg)

DIMAKAN IKAN(INGESTED)

80%(18 kg)


80%(18 kg)

ENERGI HILANG(EGESTED)

28%(6.2 kg)


28%(6.2 kg)

Di ASSIMILASI(ASSIMILATED)

52%(11.8)


52%(11.8)

EKSKRESI(EXCRETED)

31%(7Kg)

EKSKRESI(EXCRETED)

31%(7Kg)

DIMANFAATKAN(UTILIZED)

21%4.8 kg)


21%4.8 kg)

Penczak et al 1982

14

INPUT PAKAN 100%

(30.0 kg)

INPUT PAKAN 100%

(30.0 kg)


40%(12 kg)


40%(12 kg)


60%(18 kg)


60%(18 kg)


21%(6.2 kg)


21%(6.2 kg)


39%(11.8)


39%(11.8)

EKSKRESI(EXCRETED)

23 %(7Kg)

EKSKRESI(EXCRETED)

23 %(7Kg)


16%4.8 kg)


16%4.8 kg)

Penczak et al 1982

15

ρ = koefisien flushing rate air danau (kali/tahun)

R fish = proporsi dari P yang hilang secara permanent ke sedimen (x) dan

R fish = [x + (1-x)R

L fish = P loading dari jaring apung

P = Selisih kandungan P sebelum exploitasi jaring apung (Pi) dan P yang dapat diterima setelah ada jaring apung (P)f

P = Pf – Pi = mg/m3

Pi ditentukan berdasakan pengamatan steady state dari P sepanjang tahun, musim kemrau dan hujan.

Pf ditentukan berdasarkan aceptable P loading (lihat tabel pada slide berikut.)

TERMINOLOGI (1)

P = L fish (1 – R fish)/ z.ρ L fish = (P).z. ρ /(1-R fish)

16

Tabel. 3 Tentative Values for maximum accephable (P)i lenthic island water bodies used for enclosure of fish

Water body Catagory

Species Culture

Tentative maximumAcceptable P mg/m3

Temperate

Tropical

Salmonid

CarpCarp and Tilapia

60

150250

Konsentrasi P dalam kaitannya dengan tingkat chloropyl yang diperbolehkan adalah sebagai berikut :

17

Ρ = Flushing rate dari air danau yang keluarZ = rata-rata kedalaman = V/A ----- V = volume, A = area

Z = V/A ρ = Qo/V

Qo = rata-rata volume (m3) yang mengalir keluar dari danau/th

R = Proporsi P terlarut yang hilang ke sedimen, dapat dihitung dengan rumus yang sudah ditemukan dari hasil penelitian (tabel 5.5) untuk tambak dan reservoir = 0,76 R = 1/(1 + P 0,5)

P loading untuk jaring apung Tilapia dan Carp sekitar 45 – 55% dari total P loading dalam bentuk P terlarut, sisanya hilang dan mengendap di sedimen.

18

TERMINOLOGI 3

Calculation of Total O loses in the environment during intensive cage culture 1. Rainbow Trout

Kandungan P untuk pellet 1 ton pakan mengandung P Kandungan P dalam ikan trout 0,48%

1,5 %15 kg4,8 kg/ 1 ton ikan

2. Tilapia

Kandungan P pellet1 ton pakan mengandung PKandungan P dalam daging ikan 0,34%

1,3 %13 kg3,4 kg/1 ton ikan

3. Carp

Kandungan P pellet1 ton pellet mengandung PKandungan P dalam ikan 0,61%

3,09 %30 Kg6,1 kg/1 ton ikan

19

Didasarkan dari tabel 2.

P yang hilang untuk setiap ton ikan (kg/ton ikan)

1. Rainbow Trout

FCR FCR 1,5 : 1 2 : 1 17,7 25,2(22,5 – 4,8) (30,0 – 4,8)

2. Tilapia

16,1 22,6(19,5 – 8,4) (26,0 – 3,4)

3. Carp

40,25 55,7(46,3 – 6,1) (61,8 – 6,1)

L

Konsentrasi P dalam air P = I ----------- - s P - r P V (gr/l)

20

P = loadingLuas area (danau/reservoir)Debit air (jumlah/volume air yang keluar dari danau)Flusing rate (Fraksi P yang hilang dalam sedimen secara permanen)

P = L (1 – R) steady state z.ρ P = Total P g/m3L = Total P loading (gr/m2/y)z = Rata-rata kedalamanR = Fraksi P yang hilang ke sedimenρ = rate of (dari flusing (volume/tahun) debit yang keluar)

Secara umum

21

Chl = 0,416 P 0,675 ,r = 0.84 (Walmsley and Thorton ,1984)

TAHAPAN PENENTUAN CARRYING CAPACITY

Step 1) Ukur steady state P konsentrasiDi daerah Tropis merupakan hasil pengukuran rata-rata tahunan konsentrasi P di permukaan (air permukaan) dan harus diukur dengan sejumlah sample.

Step 2) Penentuan konsentrasi P yang di tolerir, hal ini berkaitan dengan jumlah Chlophyl, biomas. Hubungan konsentrasi P dengan kandungan chlorophyl.

TABEL 5.2

22

Water body Catagory

Species Culture

Tentative maximumAcceptable P

mg/m3

Temperate

Tropical

Salmonid

CarpCarp and Tilapia

60

150250

Tentative Values for maximum accephable (P)i lenthic island water bodies used for enclosure of fish

Konsentrasi P dalam kaitannya dengan tingkat chlorophyl yang diperbolehkan adalah sebagai berikut :

23

P = Pf - Pi

Step 3) Perhitungan P yang merupakan selisih dari P sebelum exploitasi dan P setelah exploitasi.

P = L fish ( 1 – R fish)/z .ρ

L fish = P. z .ρ/(1 – R fish)

Hitung L fish,P loading from the fish cage. P is related to P loading for the fish cage (L fish), the size of lake A and fraction of L fish retained by the sedimen.

Step 4)

24

R fish is the most difficult parameter to estimate. Using the argument proposed by Phillips et al 1985C) AT LEAST 45 -55% of the total P wastes from cage rainbow trout are likely to be permanently lost to the sediments asa result of solids (faeces and food) deposition , and thus only 45 – 55% of the total P loadings are in the form ofdissolved P. In the absence of any other data, these values will also be used for tilapia and carp calcu;ations. A fraction of the dissolved total P component will also be lost to the sediments, and it is suggested that the most appropriate formula in Table 5.5 used to calculate this.

R fish values are therefore much greater than R for conventional P loading. And can be summarised as :

R fish = x + [ (1 – x ) R ]

Whwere, x = the net proportion of total P lost permanently to the sediment as a result of solid deposition of (ie 0.45 – 0.55, ) and R = proportion of dissolved total P lost to the sediment calculated from tabel n5.5

25

R fish = x + (1 – x) R

X = The net proportion of total P lost permanenly to the

sedimet R = Proportion of disolved total P lost to sedimen calculated losed, table 5,5

Utk. Natural lakesP = flushing rate (volume/year)

R = 1/(1 + 0.747 p 0.507 ) ……lihat tabel 5.5

26

Step 5) Once the acceptable total P loading, L fish, has been calculated, then the intensive fish production (tones/year) can be

estimated by dividing L fish by the average total P wastes per ton of fish production.(table 5.2)

Carrying Capacity :

= Total Allowable Loading /17.7

Catatan :

Untuk setiap 1 ton ikan (trout) yang diproduksi, dihasilkan 17,7 kg P dalam perairan (Beverage 1987)- tabel 2. (ikan trout FCR 1.5 : 1)

27

Contoh : Luas danau A = 100 ha (dihitung dari map)Rata-rata kedalaman z = 10 mFlushing rate coefisient , ρ = 1/yearSteady state (P) dari hasil monitoring = 15 mg/m3Total loading P per ton fish = 17,7 kg/ton (tabel 2. –Trout FCR

1.5 :1) Tahapan penghitungan aya dukung : 1. Tentukan/ukur steady state P prior to development P 15

mg/m3.

2. Set maximum acceptable P, Pf, setelah nanti ada keramba apung 60 mg/m2 sebagai target (P) lihat tabel untuk daerah temperate

28

L fish = P.z .ρ /(1 – R fish)

R fish = X + (1 – X) R

R = 1/(1 + p 0,5) = ½ = 0,5

R fish = 0,5 + (1,0 – 0,5) 0,5)= 0,5 + (0,5 – 0,25) = 0,75

L fish = (45 x 10 x 1)/1 – 0,75 = 450/0,25

= 1800 mg/m2/y= 1,8 g/m2/y

3. Determine P

P = 60 – 15 mg/l = 45 mg/l

4. Loading P yang berasal dari kegiatan jaring apung

29

5. Penentuan Total acceptable loading (Luas Danau =106m2)

Total acceptable loading = 1,8 x 106 = 1.800.000 g/y

6. Carrying Capacity

P loading untuk setiap 1 ton ikan = 17,7 kg (17,7 kg/ton ikan)

Total acceptable production : 1.800.000 g/17.700 g = 102 ton/y

30

MARINE SITE

• Keramba apung di laut dapat digunakan model yang sama, kecuali N yang biasanya sebagai pembatas di laut.

• Dan dilaut lebih banyak flushing rate pengaruh disolved N untuk plankton lebih kecil.

• Sehingga pengaruh intensive culture untuk

benthos mungkin lebih penting

kuliah psdp s2. kuliah 3 daya dukung terbuka(danau unsur p)

Sports