ANALISIS SINAR MERAH, HIJAU, DAN BIRU (RGB) UNTUK MENGUKUR KELIMPAHAN FITOPLANKON (Chlorella sp.)
Oleh: Merizawati C64104004
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
ANALISIS SINAR MERAH, HIJAU, DAN BIRU (RGB) UNTUK MENGUKUR KELIMPAHAN FITOPLANKON (Chlorella sp.)
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor
Oleh: Merizawati C64104004
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
SKRIPSI
Judul Skripsi
:
Nama Mahasiswa Nomor Pokok
: :
ANALISIS SINAR MERAH, HIJAU, DAN BIRU (RGB) UNTUK MENGUKUR KELIMPAHAN FITOPLANKTON (Chlorella sp.) Merizawati C64104004
Disetujui, Dosen pembimbing Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Ir. Totok Hestirianoto,M.Sc NIP. 131 631 207
Dr. Ir. Richardus F. Kaswadji, M.Sc NIP. 130 367 095
Mengetahui, Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc NIP. 131 578 799
Tanggal lulus
:
23 Juni 2008
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi yang berjudul:
ANALISIS SINAR MERAH, HIJAU, DAN BIRU (RGB) UNTUK MENGUKUR KELIMPAHAN FITOPLANKTON (Chlorella sp.) adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum pernah dilakukan sebelumnya oleh pihak lain baik di perguruan tinggi IPB maupun perguruan tinggi yang lain. Data yang digunakan dalam penyusunan skripsi ini merupakan data yang diperoleh dari hasil penelitian dan pengamatan yang telah dilakukan. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Juni 2008
Merizawati C64104004
iv
iv
RINGKASAN
MERIZAWATI. Analisis Sinar Merah, Hijau, dan Biru (RGB) untuk Mengukur Kelimpahan Fitoplankton (Chlorella sp.). Dibimbing oleh TOTOK HESTIRIANOTO dan RICHARDUS F. KASWADJI Penelitian ini bertujuan untuk mengukur kelimpahan fitoplankton (Chlorella sp.) berdasarkan analisis sinar merah, hijau, dan biru (RGB) berdasarkan nilai reflektansinya. Penelitian ini dilakukan bulan Februari hingga Maret 2008. Penelitian dilakukan di Laboratorium Akustik dan Instrumentasi Kelautan, FPIK IPB, Laboratorium Biologi Mikro, FPIK IPB, dan Laboratorium Fisika Lanjut, FMIPA IPB. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah akuarium, aerator, aquades, mikroskop, pipet, cover glass, object glass, hemacytometer, gelas ukur, pupuk NPK dan TSP, lampu TL, video kamera CCTV, piringan putih, USB 2000 spektrofotometer, dan komputer. Bahan yang digunakan adalah Chlorella sp. Lampu TL diukur intensitasnya menggunakan spektrofotometer. Image atau gambar diperoleh dengan cara memotret permukaan air dalam akuarium menggunakan kamera CCTV. Kelimpahan Chlorella sp. dihitung setiap hari. Citra yang didapatkan diolah menggunakan Adobe Photoshop 7.0 untuk mengetahui nilai level intensitas sinar merah, hijau, dan biru. Citra terlebih dahulu harus dicropping, hasil cropping dipindahkan ke halaman baru dan dilihat intensitas warnanya melalui histogram pada masing-masing kanal. Histogram dari tiap-tiap kanal disajikan secara berurutan untuk melihat pergeseran warna yang terjadi. Pergeseran kekanan menandakan terjadinya peningkatan nilai intensitas dan sebaliknya. Lampu TL memiliki cahaya visible, sehingga perlu filter untuk mengetahui panjang gelombang sinar merah, hijau, dan biru. Lampu TL memantulkan sinar merah pada panjang gelombang 550 sampai 800 nanometer, sinar hijau pada panjang gelombang 450 sampai 650 nanometer dan sinar biru pada panjang gelombang 400 sampai 600 nanometer. Sinar merah dan biru lebih efektif diserap pada saat kelimpahan Chlorella sp. tinggi, dan sinar hijau akan dipantulkan.
v
v
KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah atas kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan karunia-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Analisis Sinar Merah, Hijau, dan Biru (RGB) untuk Mengukur Kelimpahan Fitoplankton (Chlorella sp.). Dalam kesempatan ini penulis ucapkan terima hasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada: 1. Dr. Ir. Totok Hestirianoto, M.Sc dan Dr. Ir. Richardus F. Kaswadji, M.Sc selaku Dosen Pembimbing yang banyak memberikan bimbingan, tuntunan, dan pengetahuan 2. Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor yang telah mendanai kegiatan penelitian 3. Wiliandi S. S.Pi dan M. Ikbal S.Pi yang banyak memberikan bantuan dan saran dalam kegiatan penelitian 4. Orang tua tercinta dan keluarga besar di Jakarta yang banyak memberikan dukungan, semangat, dan limpahan kasih sayang 5. Teman-teman ITK 41 yang telah memberikan semangat dan bantuan 6. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya penelitian ini Semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak.
Bogor, Juni 2008
Merizawati
vi vi
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI
.............................................................................................. vii
DAFTAR TABEL
..................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN
................................................................................. x ............................................................................. xii
1. PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang .............................................................................. 1 1.2. Tujuan .......................................................................................... 3 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Fitoplankton dan faktor-faktor yang mempengaruhinya ............. 4 2.2. Struktur morfologi Chlorella sp. ................................................. 7 2.3. Pigmen-pigmen pada Chlorella sp. ............................................. 10 2.4. Warna, RGB, dan panjang gelombang ........................................ 12 3. BAHAN DAN METODE 3.1. Waktu dan lokasi penelitian ......................................................... 16 3.2. Alat ............................................................................................... 16 3.3. Bahan ........................................................................................... 17 3.4. Prosedur kerja ............................................................................... 19 3.4.1. Perakitan alat ..................................................................... 19 3.4.2. Persiapan media penumbuh fitoplankton (Chlorella sp.) . 19 3.4.3. Isolasi fitoplankton (Chlorella sp.) ................................... 20 3.4.4. Penentuan kelimpahan fitoplankton (Chlorella sp.) ......... 20 3.4.5. Teknik pengambilan gambar ............................................. 22 3.4.6. Teknik pengolahan citra .................................................... 23 3.4.7. Pengukuran panjang gelombang lampu TL ...................... 25 3.4.8. Analisis data ...................................................................... 26 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Perubahan warna pada obyek pengamatan (Chlorella sp.) dan kelimpahannya selama 24 hari pengamatan ................................. 28 4.2. Karakteristik lampu TL dan sinar merah, hijau, dan biru (RGB) setelah menggunakan filter ............................................... 30 4.3. Hubungan frekuensi kejadian warna merah, hijau, dan biru (RGB) dengan kelimpahan Chlorella sp. ..................................... 33 4.4. Sebaran nilai konsentrasi Chlorella sp. berdasarkan nilai tengah pada sinar merah, hijau,dan biru (RGB) ...................................... 37 4.5. Hasil analisis ragam dan uji hipotesis hubungan kelimpahan Chlorella sp. terhadap intensitas sinar merah, hijau, dan biru (RGB) ........................................................................................... 40 vii
vii
4.5.1. Hubungan antara kelimpahan Chlorella sp. terhadap sinar merah, hijau, dan biru (RGB) ................................... 40 4.5.2. Hubungan antara kelimpahan Chlorella sp. terhadap sinar merah, hijau, dan biru (RGB) menggunakan analisis ragam satu arah ................................................................. 42 4.6. Jarak antar partikel (konsentrasi Chlorella sp.) dengan kemampuan pemantulan sinar merah, hijau, dan biru (RGB) ...... 45 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan .................................................................................. 48 5.2. Saran ............................................................................................. 48 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
................................................................................ 49
............................................................................................... 51
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
................................................................. 87
viii viii
DAFTAR TABEL Halaman 1. Warna dan kisaran panjang gelombangnya
............................................ 14
2. Hasil perhitungan nilai korelasi kelimpahan Chlorella sp. dengan intensitas sinar merah, hijau, dan biru (RGB) ....................................... 43 3. Hasil uji F perlakuan kelimpahan Chlorella sp. terhadap intensitas sinar merah, hijau, dan biru (RGB) ........................................................ 43 4. Hasil uji t perlakuan kelimpahan Chlorella sp. terhadap intensitas sinar merah, hijau, dan biru (RGB) ....................................................... 44
ix
ix
DAFTAR GAMBAR Halaman 1.
Struktur morfologi dan koloni Chlorella sp.
........................................ 7
2. Kurva absorbansi sinar terhadap jumlah sel/volume Chlorella sp. pada panjang gelombang 687 nanometer ............................................. 9 3.
Korelasi antara biakan klorofil-a dengan konsentrasi klorofil DF Kinetik fotometer ........................................................................... 9
4.
Spektrum absorbansi Chlorella sp. pada panjang gelombang 400 sampai 800 nanometer ................................................................... 11
5. Bagan alir langkah kerja perolehan dan pengolahan data Chlorella sp. ......................................................................................... 18 6.
Pola kotakan pada hemacytometer dan contoh arah perhitungannya ..................................................................................... 21
7. Teknik pengambilan gambar (citra) media pengamatan (Chlorella sp.) ...................................................................................... 23 8.
Cropping obyek pengamatan (konsentrasi Chlorella sp.) pada Adobe Photoshop ................................................................................. 24
9.
Analisis sinar merah, hijau, dan biru (RGB) serta spesifikasi lembar baru pada Adobe Photoshop ................................................................. 24
10. Analisis sinar merah, hijau, dan biru (RGB) pada histogram Adobe Photoshop ................................................................................. 25 11. Pergeseran intensitas warna yang dipantulkan oleh konsentrasi Chlorella sp. pada histogram Adobe Photoshop .................................. 26 12. Warna air pada obyek pengamatan (Chlorella sp.) yang diamati pada tanggal 5,12,19, dan 26 Maret 2008 ........................................... 28 13. Sebaran nilai kelimpahan Chlorella sp. berdasarkan hari pengamatan pada bulan Maret 2008 ......................................................................... 29 14. Karakteristik sinar lampu TL dengan menggunakan filter merah, hijau, dan biru (RGB) ........................................................................... 32 15. Kurva sebaran kelimpahan Chlorella sp. terhadap frekuensi kejadian sinar merah, hijau, dan biru (RGB) ...................................................... 35 x
x
