Penggunaan dan Teknik Produksi Pakan Alami: Rotifera

Alih Jenjang D4 Bidang Studi Akuakultur 2009

AKUAKULTURMasalah : Teknik kultur (managemen induk, grow-out) Disease control Ketersediaan dan strategi pemberian pakan Larvikultur produksi larva ikan dengan kualitas dan kuantitas tinggi masalah : tingkat kematian larva ikan tinggi (sistem pencernaan primitif dan ketersediaan pakan buatan ) Penggunaan pakan alami / live food (Rotifera : Brachionus plicatilis) Kandungan nutrisi yang tinggi dan sesuai bagi larva ikan Toleransi hidup terhadap lingkungan yang tinggi Laju reproduksi tinggi (0,7 1,4 kali / rotifera/ hari) Dapat diproduksi masal (partenogenetik) Ukuran tubuh sesuai dengan ukuran mulut larva ikan Mobilitas rendah Autolisis (mudah diserap oleh pencernaan larva ikan) Tingkat pencemaran terhadap air kultur rendah

Klasifikasi Rotifera Strain -LKingdom Filum Kelas Ordo Famili Genus Spesies : : : : : : : Animalia Rotifera Eurotatoria Ploima Brachionidae Brachionus Brachionus plicatilis

Ukuran :

130 - 340 m(Fukusho, 1982)

Morfologis B. plicatilis

Corona MastaxLorica

Lambung Ovarium

Vesica urinariaTelur

Penis

Foot

Pedal gland

B. plicatilis betina dan jantan

Rotifera dengan resting egg

Reproduksi / Siklus Hidup B. plicatilis

Reproduksi B. plicatilis (Sorgeloos & Lavens, 1996)

GAMBARAN UMUM

Digunakan sebagai pakan alami untuk proses larvikultur beberapa spesies ikan (kerapu,kakap) dan crustacea

Rotifer excellent Keuntungan penggunaan rotifera : firstMass production

food for fish larvae

Reproduction Size

the su

Mobility Tolerance Bioencapsulation

Perilaku Makan

- Omnivora- Memakan semua partikel organik yang ukurannya sesuai dengan ukuran mulutnya. - Jenis makanan mikroalga, bakteri, ragi, protozoa, perifiton, tannoplankton, detritus.

Tipe Ukuran Tubuh Rotifera

Large (L-type) rotifers (Brachionus plicatilis) panjang lorika berkisar antara 200-360 m, dan berbentuk obtuse angled spines Small (S-type) rotifers (Brachionus rotundiformis), panjang lorika berkisar 150-220 m, dan berbentuk pointed spines. Super small (SS-type) rotifers - panjang lorika 70-160m, - dipilih untuk dijadikan pakan pertama bagi larva ikan bermulut kecil (kerapu). - spesiesnya tidak berbeda dengan spesies S-type rotifers (Brachionus rotundiformis), hanya ukurannya yang lebih kecil dari Stype rotifers

SS-type rotifer perbesaran 100x

Peningkatan produksi akuakultur dari sektor perikanan - Eropa - Asia Kerapu Kakap

Pakan alami (Life Feed)

Rotifera (Brachionus plicatilis)

-

Permasalahan kultur : kesulitan dalam produksi rotifera dalam jumlah banyak rendahnya kualitas rotifera yang dihasilkan tingginya biaya operasional dalam produksi masal rotifera.

Masalah :

Penggunaan (dari segi nutrisi, tingkat higienis kultur) Teknik Kultur : Produksi rotifera Brachionus plicatilis umumnya masih dilakukan dengan sistem kultur statis / konvensional (sistem Batch) - Produktivitas relatif rendah - Tidak ada perlakuan dalam menjaga kualitas air - Sistem kultur belum baku

Penggunaan sistem resirkulasi

Sistem ResirkulasiSistem kultur dimana secara kontinu terjadi pengambilan sejumlah air dari sistem untuk kemudian dimasukkan kembali ke dalam sistem setelah diberi suatu perlakuan tertentu (secara fisik, kimiawi atau biologis), umumnya untuk menghilangkan limbah dalam kultur sehingga kualitas air kultur dapat terjaga / tetap stabil bagi organisme kultur. (Midlen & Redding, 2000)

Biofilter :-

Filter hidup yang terdiri dari media tempat bakteri dapat hidup (Helfrich dan Libey, 2003). Tempat kolonisasi bakteri nitrifikasi dan tempat terjadinya detoksifikasi amonia (Tetzlaff dan Heidinger, 1990).

NITRIFIKASI : Proses oksidasi amonia menjadi nitrat 2 grup bakteri yang berbeda : 1. bakteri pengoksidasi amonium (Nitrosomonas) 2. bakteri pengoksidasi nitrit (Nitrobacter)NH4+NH4+

NO3-

NO2-

NO2-

Perubahan Nitrogen selama Proses Nitrifikasi (Sawyer dan McCarty, 1978 dalam Effendi, 2003).

1.

SISTEM STATIK (BATCH)

Tampak depan

Tampak atas

selang aerasi

2.

SISTEM RESIRKULASISkema sistem resirkulasiFlow rate = 0,12 mL/s (~ 100% per hari)

P

Tangki kultur rotifera (triplo) : Pompa

Settlement Tank

Protein Skimmer

Biofilter

P

: Aliran air sebelum treatment

: Aliran air setelah treatment

Sistem kultur resirkulasi (modifikasi dari Suantika et.al., 2000)

Sistem kultur resirkulasie d

c

a

bKeterangan : a = tangki kultur rotifera b = settlement tank c = biofilter bakteri nitrifikasi d = protein skimmer e = tangki pakan

d a c b a

Keterangan : a = filter screen (30m) b = selang pakan c = selang aerasi d = selang inlet

b c

Keterangan : a = filter screen (30m) b = batu aerasi c = pipa outleta

Keterangan : a = pompa b = selang outlet

b

Tampak Atas

a b c

Biofiltera = saluran inlet biofilter b = selang aerasi c = substrat bakteri nitrifikasi (35 kg CaCO3) (ukuran 3-18 mm; berat 0,01-2,5 g)

Protein Skimmer

Keterangan :

Protein SkimmerAlat filtrasi (tabung) yang berfungsi untuk memisahkan materi organik terlarut dalam air dengan cara pengapungan melalui jasa gelembung-gelembung udara yang ditiupkan kedalam suatu kolom air.

Prinsip kerja :Air kultur masuk ke dalam tabung protein skimmer lalu diberikan aerasi dengan kekuatan tinggi sampai ke dasar tabung, sehingga tercipta gelembung-gelembung udara. Pada gelembunggelembung udara yang dihasilkan inilah terjadi penempelan materi organik terlarut yang kemudian naik ke permukaan air dalam tabung, kemudian saling bersatu membentuk buih/busa dan dapat dipisahkan dari kolom air untuk kemudian dibuang keluar dari tabung.

Kondisi Kultur

B. plicatilis dikultur dalam air laut dengan volume total 10 L dan kepadatan awal 20 ind /mL Diberi aerasi (200 mL/ menit) Suhu : 25 1oC Salinitas : 30 1 ppt Diberi pakan (ragi) 0,45 g /106 ind/ hari

Parameter kualitas air : - Fisika : 1. Salinitas 2. Oksigen terlarut (DO) 3. Suhu 4. pH - Kimia : 1. Kadar amonium 2. Kadar nitrit 3. Kadar nitrat diukur setiap hari Biologi : Total Bacteria Count diukur pada awal, tengah dan akhir periode kultur

Dihitung kepadatan (ind/mL)Dihitung jumlah telur

Pengukuran faktor fisika - kimia airSalinitasDiukur dengan Refractometer merk ATAGO tipe S/Mill-EDiukur dengan menggunakan DO-meter Extech model 407510 Diukur dengan pH-meter merk Oakton Diukur dengan (HACHspektrofotometer) metode Nesslerspektrofotometri Diukur dengan metode Diazotasispektrofotometri

Oksigen Terlarut (DO) dan SuhupH Kadar Amonium

Kadar Nitrit Kadar Nitrat

Diukur dengan metode Brusinspektrofotometri

Penghitungan Total Bacteria Count (TBC) Serial Dilution 1mL sampel air + 9mL NaCl 85%

+9mL NaCl 85%

+9mL NaCl 85%

+9mL NaCl 85%

+9mL NaCl 85%

Pengenceran 101

Pengenceran 102

Pengenceran 103

Pengenceran 104

Pengenceran 105

Pour Plate

1 mL

Penghitungan Jumlah Bakteri(antara 30-300 koloni)

Back

2.

SISTEM RESIRKULASI Pengkondisian Biofilter Bakteri Nitrifikasi

Kultur Bakteri Nitrifikasi (105 CFU/mL)inokulasi

Biofilter (substrat : kerikil CaCO3) Penambahan NH4Cl

25 ppm

50 ppm

100 ppm

SISTEM KULTURTerdapat beberapa sistem yang digunakan dalam produksi kultur Rotifera, antara lain :

Sistem Statis Sistem semi kontinyu (Semi-continuous system) Sistem Kultur Berkepadatan Sangat Tinggi (Ultra-high density system) Sistem Resirkulasi Akuakultur

Pengembangan dalam Sistem Kultur

Kultur Statis (Batch Culture) - ragi + alga - pasta alga - penggunaan pakan buatan

Semi-continuous & Continuous culture - ultra high density - Yoshimura et al.Resirkulasi (ARC, UGent)

Sistem Statis (Batch)

Umumnya diinokulasikan pada kepadatan awal 50-200 ind/mL Kelebihan mudah untuk dilakukan Kekurangan - Bersifat ekstensif - Membutuhkan ruang yang luas - Kualitas air tidak terjaga -Kualitas dan kuantitas tidak stabil

Skema Kultur Statis (Batch culture)Peristaltic pump

Cold storage (4oC) Air line Food line Air line

Heater

Air-water-lift

Air stone

Rotifer tank

Kepadatan B. plicatilisHari keKepadatan Brachionus plicatilis (ind/mL) pada sistem Batch, Resirkulasi Tahap I dan Resirkulasi Tahap IISistem Batchhari 0-5 0 1 2 3 4 5 6 7 20 0a

Sistem Resirkulasi Pakan=0,45 g20 0a

300 250 200

hari 5-10

Pakan=0,60g20 0a

Batch Resirkulasi I Resirkulasi II

32 6 a 42 7 a 52 6 a 50 6 a 20 0 21 5 29 7

42 13 a 62 7 a 76 10 a 92 22 b 98 16 a 109 19 a

62 22 b 108 35 b 153 53 b 206 33 c 223 41 b 236 39 b

Kepadatan (ind/mL)

24 4 a

33 11 b

30 5 ab

150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 Hari ke6 7 8 9 10

89 10

42 755 8 51 6

118 19 a121 17 a 116 16a

241 39 b213 29 b

*

Huruf yang sama pada satu baris menunjukkan nilai rata-rata yang tidak berbeda secara signifikan (P>0,05)

Grafik Pertumbuhan Kultur B. plicatilis pada sistem Batch, Resirkulasi Tahap I dan Resirkulasi Tahap II

12 10

8,5

DO (mg/L)

8

8

pHBatch Resirkulasi I Resirkulasi II0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

6 4

7,5

7 6,5 0 1 2 3 4 5 6 7

2 0

Batch Resirkulasi I Resirkulasi II8 9 10

Hari ke4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Hari ke-

[ NH4+ ] (ppm)

[ NO2- ] (ppm)

Batch Resirkulasi I Resirkulasi II

0,3

Batch Resirkulasi I Resirkulasi II

0,2

0,1

0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Hari ke7 6

Hari ke-

[ NO3- ] (ppm)

5 4 3 2 1 0 0

Batch Resirkulasi I Resirkulasi II

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Hari ke-

Hasil pengukuran a) DO b) pH c) NH4+ d) NO2- e) NO3- pada sistem Batch, sistem resirkulasi tahap I dan sistem resirkulasi tahap II

Pakan optimum Nannochloropsis sp. dengan konsentrasi 107 sel/mL

450

Kepadatan (ind.mL -1)

400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8

407 ind/ml

105 106 107 108

Hari ke

Kepadatan B. plicatilis dengan pemberian pakan Nannochloropsis sp. dengan konsentrasi yang berbeda

Rendahnya produktivitas sistem Batch Akumulasi Amonium ~ Cekaman yang tinggi pada kultur

Untuk mengatasi dengan memanipulasi nitrifikasi menambahkan bakteri nitrifikasi dalam kultur rotifera ditambahkan 24 jam setelah stocking rotifers

Pengatur aerasi Selang aerasi

Plastik hitam

Rangkaian sistem Batch tanpa penambahan bakteri nitrifikasi

Rangkaian sitem Batch dengan penambahan bakteri nitrifikasi (menggunakan bola polipropilen dan tekstil sebagai substrat)

HASIL

600 500

515 ind/mLkontrol bola kain

jumlah (ind/ml)

400 300 200 100 0 0 1 2 3 4 hari ke 5 6 7 8

Kepadatan B. plicatilis dengan inokulasi bakteri nitrifikasi dan penambahan substrat yang berbeda

Parameter Fisika-KimiaParameter Fisika-Kimia7 6 5

9 8,5 8 7,5

DO (mg/L)

4

pH

3 2 1 0 0 1 2 3 hari ke 4 5 6 7 8 kontrol polipropilen kain

7 6,5 6 5,5 5 0

kontrol polipropilen kain

1

2

3

hari ke 4

5

6

7

8

7 kontrol 6[NH4+] (ppm)

0,5

polipropilen

0,4

kontrol polipropilen kain

[NO2-] (ppm)

5 4 3 2

kain

0,3 0,2 0,1

1 0 0 1 2 3 hari ke 4 5 6 7 80

0

1

2

3 hari ke 4

5

6

7

8

300 250[NO3-] (ppm)kontrol polipropilen

200 150 100 50 0 0

kain

1

2

3

hari ke

4

5

6

7

8

Hasil pengukuran a) DO b) pH c) NH4+ d) NO2- e) NO3- pada kultur B. plicatilis dengan inokulasi bakteri nitrifikasi dan penambahan substrat yang berbeda

Sistem Kultur Berkepadatan Sangat Tinggi (Ultra-high density system)

Rotifera dikultur dengan metode statis kepadatan awal 10.000 ind/mL dalam tangki berukuran 1 m3 diberi pakan Chlorella air tawar berkepadatan tinggi (concentrated freshwater Chlorella).Kepadatan akhir kultur B. plicatilis 20.000 - 40.000 ind/mL setelah 2 hari periode kultur. Kelebihan : - jumlah tenaga kerja sedikit - area kultur yang lebih kecil - produktivitas tinggi dan konsisten sepanjang tahun Kekurangan : - sistem yang sangat rumit - membutuhkan biaya investasi yang tinggi (Yoshimura et.al.,1995).

Sistem semi kontinyu (Semi-continuous system)

Kepadatan B. plicatilis dijaga konstan dengan pemanenan secara periodik. Metode yang digunakan metode perampingan (thinning method) 25% volume kultur dipanen setiap hari, kemudian kultur ditambah medium yang baru dengan volume yang sama (Girin & Devauchele (1974)

Jumlah Bakteri pada Air Kultur Rotifera (CFU.mL-l)Control Marine agar TCBSRotifer culture Protein skimmer 9.0 104 1.0 105 1.8 103 5.4 102

Ozone Marine agar TCBS2.7 104