EFEKTIFITAS INTENSITAS CAHAYA TERHADAP GRADASI WARNA DAN KAROTENOID KARANG Lobophyllia hemprichii
(Skripsi)
Oleh AHMAD MUSTAWA
JURUSAN PERIKANAN DAN KELAUTAN PROGRAM STUDI BUDIDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG 2017
ABSTRAK
EFEKTIFITAS INTENSITAS CAHAYA TERHADAP GRADASI WARNA DAN KAROTENOID KARANG Lobophyllia hemprichii
Oleh Ahmad Mustawa
L. hemprichii merupakan jenis karang keras bersimbiosis mutualisme dengan alga simbion, yang hidup di perairan laut pada kedalaman 5-9 meter. L. hemprichii memiliki warna menarik sehingga menjadikan nilai ekonomis tinggi. Warna tersebut dihasilkan dari alga simbion yang memiliki pigmen seperti karotenoid. Pigmen karotenoid berperan aktif menyerap cahaya dalam proses fotosintetik alga simbion. Penelitian ini bertujuan memperoleh pengaruh perbedaan intensitas cahaya terhadap gradasi warna merah dan kandungan karotenoid L. hemprichii. Penelitian dilakukan dengan menempatkan L. hemprichii ke dalam akuarium perlakuan ICR (Intensitas Cahaya Rendah=1514 Lux), Perlakuan ICS (Intensitas Cahaya Sedang = 3028 Lux), perlakuan ICR (Intensitas Cahaya Tinggi = 4547 Lux). Hasil penelitian menunjukkan bahwa intensitas cahaya berpengaruh terhadap gradasi warna karang L. hemprichii dan intensitas cahaya berpengaruh terhadap konsentrasi pigmen total karotenoid L. hempirchii. Intensitas cahaya paling baik untuk warna L. hempirchii dan produksi pigmen karotenoid yaitu intensitas cahaya tinggi (4547 Lux). Kata kunci :
alga simbion, cahaya, fotosintetik, karotenoid.
ABSTRACT
EFFECTIVITY OF LIGHT INTENSITY ON COLOR GRADATION AND CAROTENOIDS CONTENT OF Lobophyllia hemprichii
By
Ahmad Mustawa
L. hemprichii is a hard coral species, has symbiotic mutualism with algae symbionts, which lives in sea waters at the depth of 5-9 meters. L. hemprichii has attractive colors that make it has high economic value. The color is produced from algae symbionts that have pigments such as carotenoids. Carotenoid pigments play an active role in absorbing light in the process of photosynthetic algae symbionts. The aims of this study were to gain different effects of light intensity to color gradation of red and carotenoids content of L. hemprichii. The study was conducted by placing L. hemprichii into aquriums with ICR treatment (Low Light Intensity = 1514 Lux), ICS treatment (Medium Light Intensity = 3028 Lux), treatment ICR (High Light Intensity = 4547 Lux). The results showed that the light intensity affect the color gradation of coral L. hemprichii and light intensity affect the concentration of total carotenoid pigment L. hempirchii. The best light intensity for L. hempirchii color and carotenoid pigment production was high light intensity (4547 Lux). Keywords : algae symbionts, carotenoid, light, photosynthetic.
EFEKTIFITAS INTENSITAS CAHAYA TERHADAP GRADASI WARNA DAN KAROTENOID KARANG Lobophyllia hemprichii
Oleh AHMAD MUSTAWA
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA PERTANIAN Pada Jurusan Perikanan dan Kelautan Fakultas Pertanian Universitas Lampung
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2017
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tanjung Karang pada tanggal 28 Juli 1993 sebagai anak ketiga dari tiga bersaudara, pasangan Bapak Riyanto Cahyo Bawono dan Ibu Esti Handayani. Penulis memulai pendidikan dari Taman Kanak-Kanak (TK) Al-Hidayah Sawah Brebes, Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 1999, dilanjutkan pendidikan sekolah dasar di SD Negeri 1 Sawah Brebes yang diselesaikan pada tahun 2005, Sekolah Menengah Pertama di SMP Kartika II-2 Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2008, kemudian pendidikan Sekolah Mnengah Atas di SMA YP UNILA Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2011. Penulis melanjutkan pendidikan kejenjang S1 di jurusan Budidaya Perairan Fakultas Pertanian Universitas Lampung pada tahun 2011 melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Selama menjadi mahasiswa penulis pernah menjadi asisten dosen mata kuliah Parasit dan Penyakit Organisme Air, Mikrobiologi, Ekologi Perairan, dan Menejemen Kesehatan Ikan. Organisasi yang pernah diikuti penulis yaitu Himpunan Mahasiswa Budidaya Perairan
Unila
(HIDRILA),
menjadi
anggota
bidang
Penelitian
dan
Pengambangan pada periode 2012/2013 dan menjadi Ketua Bidang Pengabdian Masyarakat Periode 2013/2014. Penulis pernah melakukan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di desa Gedung Aji Talang Buah Kecamatan Gedung Aji Tulang Bawang pada tahun 2015. Penulis pernah melakukan Praktek Umum di Balai Layanan Usaha Produksi Perikanan Budidaya (BLUPPB) Karawang pada tahun 2014, dengan Judul “Pembenihan Ikan Nila Nirwana (Oreochromis niloticus) di Balai Layanan Usaha Produksi Perikanan Budidaya (BLUPPB) Karawang, Jawa Barat”. Penulis pernah mengikuti lomba program Kreatifitas Mahasiswa (PKM) dengan programnya
yaitu “Konservasi Terumbu Karang dengan Mengoptimalkan Peran Masyarakat Sekitar Wilayah Ekowisata Lumba-lumba (Tursiops truncatus) Teluk Kiluan Lampung” pada tahun 2013 dan “Pendederan Ikan Gurami (Ospronemus gouramy) di Lahan Sempit Perkotaan Dengan Menerapkan sistem FIMTA (Freshwater Integrated Multi-Tropic Aquakultere) Sebagai Solusi Usaha Yang Menguntungkan” pada tahun 2014. Penulis menyelesaikan tugas akhir perkuliahan dengan menulis skripsi yang menjadi syarat kelulusan untuk mendapatkan gelar sarjana perikanan dengan judul “Efektifitas Intensitas Cahaya terhadap Gradasi Warna dan Kandungan Karotenoid Karang Lobophyllia hemprichii”.
Atas ridho Allah SWT dan segala kerendahan hati kupersembahkan skripsiku ini kepada orang tua yaitu Ayah dan Ibu dalam hidupku yang selalu mendoakan, mendidik dan memberi semangat yang tiada henti untuk Mamas dan Mbak tercinta yang senantiasa memberikan semangat dan dukungan yang tiada henti-hentinya
MOTO
“Janganlah terlalu lama di zona nyaman yang akan membuatmu tidak berkembang” “Jadilah orang yang selalu mencari solusi dari pada menjadi orang yang selalu mencari alasan” “Percaya dan bertanggung jawab terhadap diri sendiri dari pada menyalahkan orang “ “Janganlah engkau merasa rendah hati dengan adanya olokan-olokan yang dilontarkan kepadamu maka jadikanlah olokan-olokan tersebut sebagai cambuk untukmu agar dapat melangkah jauh lebih baik ke depan dari yang lainya”
SANWACANA
Alhamdulillah atas kehadirat ALLAH SWT yang melimpahkan rahmat dan hidayah Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Efektifitas Intensitas Cahaya terhadap Gradasi Warna dan Kandungan Karotenoid Karang Lobophyllia hemprichii”, yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Perikanan di Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1.
Ibu, Ayah, Mamas dan Mbak yang tak pernah lelah mendukung dan mendoakan serta senantiasa memberikan semangat dalam menyelesaikan pembuatan skripsi.
2.
Bapak Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa, M.Si. sebagai dekan Fakultas Pertanian Universitas Lampung.
3.
Ibu Ir. Siti Hudaidah, M.Sc. sebagai ketua Jurusan Perikanan dan Kelautan Universitas Lampung
4.
Bapak Limin Santoso, S.Pi., M.Si sebagai ketua Program Studi Budidaya Perairan Universitas Lampung
5.
Bapak Moh. Muhaemin, S.Pi., M.Si dan Ibu Esti Harpeni S.T., MappSc selaku Pembimbing atas ilmu, bimbingan, nasehat serta saran yang menjadikan saya lebih baik lagi
6.
Ibu Henni Wijayanti.M., S.Pi., M.Si. selaku pembahas atas bimbingan, motivasi, nasehat, saran dan evaluasi dalam penyelesaian skripsi.
7.
Bapak Deny Sapto Chondro Utomo, S.Pi, M.Si selaku pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis selama menjalankan studi di Program Studi Budidaya Perairan.
8.
Tim Coral Reef (Akbar) yang saling melengkapi satu sama lain sehingga penelitian kita dapat terselesaikan dengan baik.
9.
Tim Zooxanthellae (Weni, Sulis, Encun) yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian.
10. Teman-teman Restu, Utami, Maryani, Poe, Shara, Ajeng, Agasi, Puraka, Dimas, Balan, Auliyan, Agi, Edo, Tomas, Khanif dan teman-teman Kantin Chindo Bunda & Lounge yang tidak disebutkan satu persatu terimakasih atas kebersamaan, bantuan, dukungan selama ini.
Penyusun menyadari dalam pembuatan dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk kesempurnaan skripsi ini.
Bandar Lampung, 25 Mei 2017 Penulis
Ahmad Mustawa NPM. 1114111005
DAFTAR ISI
Halaman LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. i DAFTAR ISI......................................................................................................
ii
DAFTAR GAMBAR......................................................................................... iv DAFTAR TABEL .............................................................................................
v
I. PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang ........................................................................................ 1.2.Tujuan Penelitian .................................................................................... 1.3.Manfaat Penelitian .................................................................................. 1.4.Kerangka Pemikiran................................................................................ 1.5.Hipotesis..................................................................................................
1 2 2 2 5
II. METODE PENELITIAN 2.1. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................. 2.2. Alat dan Bahan Penelitian ...................................................................... 2.3. Rancangan Penelitian .............................................................................. 2.4. Prosedur Penelitian.................................................................................. 2.4.1 Tahap Persiapan .................................................................................... 2.4.1.1 Sirkulasi air ................................................................................. 2.4.1.2 Pengambilan sampel.................................................................... 2.4.1.3 Aklimatisasi karang..................................................................... 2.4.2 Tahap Pengamatan ................................................................................ 2.4.2.1 Pengukuran M-TCF (Modified Toca Colour Finder) pada L. hemprichii.................................................................................... 2.4.2.2 Pengambilan M-TCF (Modified Toca Colour Finder) pada L. hemprichii dengan metode AHP ................................................. 2.4.2.3 Uji karotenoid.............................................................................. 2.5 Parameter Kualitas Air ............................................................................. 2.6 Analisis Data ............................................................................................
7 7 8 9 9 9 9 9 10 10 11 14 15 15
III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Intensitas Warna Karang L. hemprichii.................................................... 3.1.1 Modified Toca Color Finder (M-TCF) ................................................. 3.1.2 Pengambilan M-TCF (Modified Toca Colour Finder) pada L. hemprichii dengan metode AHP........................................................... 3.2 Pengaruh Intensitas Cahaya Terhadap Pigmen Karotenoid ..................... 3.3 Hubungan Antara Gradasi Warna Karang dengan Konsentrasi Pigmen Karotenoid pada Karang L. hemprichii................................................... 3.4 Kualitas Air ..............................................................................................
16 16 20 22 25 25
i
IV. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan............................................................................................... 28 4.2 Saran ......................................................................................................... 28 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
ii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1. Diagram kerangka pikir penelitian..................................................................
5
2. Karang L. hemprichii ......................................................................................
8
3. Tata letak rancangan penelitian penelitian tiap perlakuan ..............................
8
4. Sketsa penelitian.............................................................................................. 10 5. Skala nilai M-TCF (Modified Toca Colour Finder) ....................................... 11 6. Hubungan intensitas warna karang L. hemprichii terhadap Waktu ................ 18 7. Rata-rata intensitas warna karang L. hemprichii............................................. 19 8. Konsentasi total karotenoid karang L. hemprichii .......................................... 24
iii
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1. Spesifikasi alat ............................................................................................... 7 2. Skala penilaian AHP (Analytical Hierarchy Process) ................................... 12 3. Matriks perbandingan..................................................................................... 13 4. Matriks perbandingan ternormalisasi ............................................................. 13 5. Nilai RI (Random Index)................................................................................ 14 6. Koefisien persamaan regresi antara intensitas cahaya dengan intensitas warna karang L hemprichii............................................................................. 20 7. Pengukuran Consistency Ratio (CR) menggunakan metode Analytical Hierarchy Process (AHP) .............................................................................. 21 8. Koefisien persamaan regresi polinomial konsentrasi karotenoid................... 25 9. Kualitas air selama pemeliharaan L. hemprichii ............................................ 26
iv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Nilai rata-rata M-TCF pada warna L. hemprichii ........................................... 33 2. Nilai Consistency Indeks (CI) dan Consistency Ratio (CR) dalam pengambilan keputusan warna menggunakan metode Analytical Hierarchy Process (AHP)................................................................................................ 34 3. Nilai rata-rata konsentrasi karotenoid pada L. Hemprichii ............................ 35 4. Pengukuran rasio konsistensi menggunakan metode AHP pada pengamatan hari ke-3 ..................................................................................... 36 5. Pengukuran rasio konsistensi menggunakan metode AHP pada pengamatan hari ke-6.......................................................................................................... 38 6. Pengukuran rasio konsistensi menggunakan metode AHP pada pengamatan hari ke-9.......................................................................................................... 40 7.
Pengukuran rasio konsistensi menggunakan metode AHP pada pengamatan hari ke-12 ................................................................................... 42
8. Pengukuran rasio konsistensi menggunakan metode AHP pada pengamatan hari ke-15........................................................................................................ 44 9. Hasil uji ANOVA dan uji BNT / LSD gradasi warna karang menggunakan Modified Toca Color Finder (M-TCF) .......................................................... 46 10.Hasil uji ANOVA dan uji BNT / LSD konsentrasi total karotenoid L. hemprichii....................................................................................................... 47 11.Hasil uji korelasi pearson antara konsentrasi total karotenoid dengan gradasi warna karang pada L. hemprichii....................................................... 48 12. Bahan dan alat yang digunakan selama penelitian........................................ 49
v
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Terumbu karang merupakan salah satu ekosistem perairan yang paling produktif. Namun tingkat produktifitas yang tinggi, juga diikuti dengan kerusakan yang terjadi akibat aktifitas manusia maupun pengaruh alam. Kerusakan oleh aktivitas manusia menjadi ancaman utama bagi kelangsungan hidup terumbu karang (Dahuri, 1999). Aktivitas manusia yang mengancam terumbu karang meliputi sedimentasi, pencemaran, penangkapan dan pengeboman ikan. Beberapa faktor lain yang menimbulkan kerusakan antara lain tingginya peningkatan suhu permukaan laut (Jones et al., 1998), pencemaran senyawa kimia (Jones et al., 1999), radiasi sinar matahari (Brown et al., 1999), penurunan suhu permukaan laut (Saxby et al., 2003), infeksi bakteri (Shenkar et al., 2006), dan penurunan salinitas (Downs et al., 2009). Kerusakan terumbu karang di perairan dapat terlihat dari koloni karang yang terangkat dari substratnya, bentuk karang yang hancur dan mengalami perubahan warna dari yang sebelumnya cerah menjadi pudar hingga berwarna putih (bleaching). Pemutihan adalah suatu proses yang mengalami penurunan bahkan hilangnya kemampuan fotosintetik symbiodinium sebagai simbion (Bhagooli dan Hidaka, 2003). Terumbu karang dapat memenuhi kebutuhan nutrisi hewan karang secara heterotrofik dengan mencerna bakteri hingga meso atau makrozooplankton (Ferrier-Pages et al., 2011) dan memanfaatkan hasil fotosintesis alga simbion yaitu
zooxanthellae.
Zooxanthellae
merupakan
nama
kelompok
yang
beranggotakan jenis mikroalga dari genus Symbiodinium (Tomascik et al., 1997). Zooxanthellae berada di dalam sel gastrodermis karang dan tersebar di seluruh koloni, serta berwarna kekuningan hingga cokelat (Reid dan Reid, 2011).
Berdasarkan penelitian Jompa (2004) zooxanthellae membutuhkan cahaya yang cukup untuk melakukan fotosintesis. Intensitas cahaya yang rendah akan menghambat proses fotosintesis zooxanthellae sehingga kemampuan karang menghasilkan kalsium karbonat, pembentukan terumbu, dan warna karang juga berkurang. Hal tersebut akan mempengaruhi laju pertumbuhan terumbu
karang.
Tingginya
intensitas cahaya juga dapat
menyebabkan pigmen fotosintesis rusak yang berakibat pada pemudaran warna hingga karang terlihat berwarna putih. Tingginya intensitas cahaya yang masuk ke perairan disebabkan perubahan iklim dan pemanasan global. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Bhagooli dan Hidaka (2004), gelombang cahaya yang dibutuhkan pada pigmen fotosintesis zooxanthellae berkisar antara 400-700 nm. Terumbu karang umumnya memiliki pigmen fotosintesis yaitu pigmen karotenoid yang bertugas sebagai photoprotective untuk cahaya maupun suhu yang diterima dalam batas tertentu (Warner et al., 1996). Pigmen karotenoid akan menyerap cahaya panjang gelombang 435-495 nm (Payri et al., 2001). Oleh karena itu, kondisi karang perlu diamati secara terus-menerus untuk memastikan bahwa karang masih dalam kondisi baik, ditandai dengan kestabilan warna karang dan kandungan pigmen karotenoid ketika diberi intensitas cahaya yang berbeda. 1.2. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis respon warna dan kandungan karotenoid karang Lobophyllia hemprichii dengan intensitas cahaya yang berbeda. 1.3. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada masyarakat tentang efektifitas intensitasi cahaya terhadap respon adaptasi karang L. hemprichii. 1.4. Kerangka Pemikiran L. hemprichii merupakan jenis karang keras yang tersebar di Indonesia termasuk di perairan Lampung. Karang tersebut umum ditemukan di lereng terumbu bagian
2
atas tempat koloni yang berbeda dapat membentuk monospecific dan L. hemprichii tumbuh di kedalaman 9-15 meter dengan intensitas cahaya medium (IUCNredlist, 2016). Terumbu karang memiliki kerentanan hidup terhadap kondisi yang tidak stabil seperti terjadinya perubahan iklim. Pengaruh dari perubahan iklim yang ditimbulkan seperti perubahan intensitas cahaya matahari. Ancaman tersebut dapat mengakibatkan terganggunya kelangsungan hidup khususnya yang bersimbiosis dengan terumbu karang yaitu alga simbiotik. Jompa (2004) alga simbiotik membutuhkan cahaya yang cukup untuk melakukan fotosintesis, kurangnya intensitas cahaya laju fotosintesis akan berkurang sehingga kemampuan karang untuk menghasilkan kalsium karbonat dan membentuk terumbu akan berkurang pula. Karang jenis L. hemprichii merupakan karang hermatipik memiliki alga simbiotik dimana kehidupannya menguntungkan satu sama lain. Nybakken (1992), karang di daerah tropis merupakan karang hermatipik yang bersimbiosis mutualisme dengan alga simbiotik yang bergantung pada cahaya. Alga simbiotik pada karang hermatipik yaitu zooxanthellae sangat diperlukan demi kelangsungan hidup karang dengan memenuhi kebutuhan nutrisi untuk pertumbuhan terumbu karang melalui hasil dari fotosintesis dan keuntungan bagi zooxanthellae diberikannya tempat hidup pada jaringan gastrodermis hewan karang. Zooxanthellae memberikan warna pada karang dengan pigmen alami yang dihasilkannya (Santoso, 2011). Pigmen alami yang dihasilkan salah satunya yaitu karotenoid. Karotenoid merupakan pigmen yang mampu memberikan warna merah hingga kuning pada karang, sehingga cahaya yang di pantulkan karang akan terlihat menarik dengan warna yang di hasilkan. Warna berasal dari pantulan panjang gelombang benda yang berasal dari cahaya tampak. Sel mikroalga terdapat pigmen karotenoid yang memiliki peran untuk membantu pigmen fotosintesis seperti klorofil dalam menyerap cahaya yang di butuhkan untuk proses fotosintesis. Membantu melindungi jaringan dari serangan
3
lingkungan sekitar serta melindungi dari serangan yang di hasilkan dari proses metabolisme yang merupakan peran lain dari pigmen karotenoid. Sampai saat ini, sebanyak 700 jenis pigmen karotenoid yang telah di temukan, berdasarkan perbedaan struktur molekulnya (Britton, 1995). Kerusakan karang terjadi akibat hilangnya alga simbiotik yaitu zooxanthellae dan terdegradasi
pigmen
alga
simtiobik
karang.
Karang
yang
kehilangan
zooxanthellae pada jaringan karang akan kehilangan sekitar 75-79% sumber makanannya (Tackett dan Tackett, 2002). Degradasi pigmen alga simbiotik karang menimbulkan pemudaran warna karang sampai berwarna putih. Selama peristiwa pemutihan, karang kehilangan 60–90% dari jumlah zooxanthellae-nya dan zooxanthellae yang masih tersisa dapat kehilangan 50–80% dari pigmen fotosintesis (Glynn, 1996). Warna yang dihasilkan alga simbiotik karang ditentukan pada cahaya yang diserap oleh pigmen karotenoid. Penyerapan cahaya ditentukan pada lama penyinaran cahaya dan intensitas cahaya. Semakin tinggi intensitas cahaya yang dipancarkan, maka semakin tinggi jumlah pigmen karotenoid yang dihasilkan, hal tersebut diakibatkan oleh intensitas cahaya tinggi cenderung menyebabkan fotoinhibisi sehingga karotenoid berperan sebagai pigmen fotoprotektif. Young (1991), pigmen karotenoid akan teraktivasi untuk menyerap cahaya yang berlebihan ketika pigmen klorofil tidak mampu menyerap cahaya tersebut sehingga memperluas jangkauan penyerapan cahaya yang efektif untuk fotosintesis. Gabungan dari intensitas cahaya yang tinggi dan lama penyinaran dapat mempengaruhi warna karang dan kandungan pigmen karotenoid.
4
Kerusakan Karang L. hemprichii
Intensitas cahaya
Perubahan warna dan kandungan karotenoid pada karang
Analisis gradasi warna karang menggunakan TCF
Analisis kandungan karotenoid
Intensitas cahaya tinggi akan merespon dengan baik pada warna merah dan meningkatnya konentrasi total karotenoid pada L. hemprichii Gambar 1. Diagram kerangka pikir penelitian 1.5. Hipotesis Hipotesis yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: a.
Hipotesis perlakuan pengaruh intensitas cahaya yang berbeda terhadap respon perubahan warna L. hemprichii H0 = Intensitas cahaya yang berbeda tidak berpengaruh terhadap perubahan warna merah pada L. hemprichii. H1 =
Intensitas cahaya yang berbeda berpengaruh terhadap respon perubahan warna merah pada L. hemprichii.
b.
Hipotesis perlakuan pengaruh intensitas cahaya yang berbeda terhadap konsentrasi karotenoid L. hemprichii. H0 =
Intensitas cahaya yang berbeda tidak berpengaruh terhadap
konsentrasi total karotenoid pada L. hemprichii.
5
H1 = Intensitas cahaya yang berbeda berpengaruh terhadap konsentrasi total karotenoid pada L. hemprichii.
6
II. METODE PENELITIAN
2.1
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan selama 44 hari yaitu pada bulan Agustus-September 2016, bertempat di Laboratorium Budidaya Perikanan, Jurusan Perikanan dan Kelautan, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.
2.2
Alat dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian antara lain lux meter, akuarium tandon berukuran 50x30x40cm3, akuarium pemeliharaan karang 50x30x40cm3, pipa paralon, pH meter, DO meter, termometer batang, lampu 20 watt, lampu 40 watt, lampu 60 watt, akuarium filter 40x30x30cm3 (1 pompa, protein skimmer, dan pipa paralon), Modified Toca Colour Finder (M-TCF) atau coral health chart (Siebeck et al, 2008), spektrofotometer, cuvet, pipet tetes, dan beaker glass (Tabel 1). Tabel 1. Spesifikasi alat No Alat Lux meter 1 Protein skimmer 2
4 5 6 7 8 9 10
Spektrofotometer Timbangan digital Refraktometer Autoklaf Sentrifuge Cawan Petri Mortar porcelaine
Spesifikasi Rentang pengukuran cahaya 0-50.000 LUX Protein skimmer jenis BM CURVE 5 dengan pompa jenis SP1000 memiliki kemampuan menghisap air sebanyak 500L/jam. Memiliki kemampuan menghisap 1500L/jam dan dapat di gunakan pada ketinggian maksimal 1,5 meter. Genesys 20 Boeco Germany BBL41 Atago 5/Mill-E Wiseclave Wacs1060 aRotina35 Steriplan Diameter 8 cm
11
Tabung reaksi
Pyrex
Pompa 3
7
Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah karang L. hemprichii berwarna merah (Gambar 2), 300 liter air laut , pasir laut kasar maupun halus, pecahan karang, fitoplankton, kapas filter, dan larutan aseton 90%.
Gambar 2. Karang L. hemprichii 2.3 Rancangan Penelitian Rancangan penelitian yang dibagi ke dalam 4 perlakuan dan masing-masing terdiri dari 4 kali ulangan. Adapun perlakuan yang digunakan adalah sebagai berikut (Gambar 3): 1. Perlakuan K : Cahaya matahari (3001 Lux) 2. Perlakuan ICT : Lampu 20 watt (1514 Lux) Intensitas Cahaya Rendah (ICR) 3. Perlakuan ICS : Lampu 40 watt (3028 Lux) Intensitas Cahaya Sedang (ICS) 4. Perlakuan ICR : Lampu 60 watt (4547 Lux) Intensitas Cahaya Tinggi (ICT)
Gambar 3. Tata letak rancangan penelitian penelitian tiap perlakuan 8
2.4
Prosedur Penelitian
2.4.1 Tahap persiapan 2.4.1.1 Sirkulasi Air Sirkulasi air atau biasa disebut cycling merupakan proses perputaran air dalam akuarium dilakukan selama 14 hari bertujuan membersihkan air laut dari kotoran, senyawa kimia, plankton (Gambar 4). Langkah untuk melakukan proses sirkulasi air, alat dan bahan yang dibutuhkan akuarium sump atau akuarium filter yang berukuran 40x30x30cm3 dibagi menjadi 3 bagian. Pada bagian pertama berisi pipa inlet dari tandon, bagian kedua berisi pasir dan pecahan karang, bagian ketiga berisi protein skimmer. Air laut pada akuarium filter dihubungkan menggunakan pipa menuju tiga akuarium utama berukuran 50x30x40 cm3, dan lampu 20 watt, lampu 40 watt, lampu 60 watt. Air yang keluar dari akuarium utama dihubungkan menggunakan pipa menuju tandon yang berisi 1 buah pompa air. 2.4.1.2 Pengambilan Karang L. hemprichii Karang
yang telah
didapatkan segera
dibawa ke
laboratorium
untuk
meminimalkan terjadinya kematian karang. Adapun cara pengemasan dalam transportasi karang yaitu membalut seluruh bagian karang menggunakan plastik dan disusun kedalam box sterofoam untuk meminimalisir terjadinya kerusakan pada karang selama transportasi. 2.4.1.3 Aklimatisasi Karang L. hemprichii Karang dimasukkan ke dalam akuarium utama berisi air laut yang sebelumnya mengalami proses cycling
selama 14 hari dan menempatkan sampel 2 baris
dengan pemberian nama sampel secara acak diisi 4 buah karang sebagai ulangan setiap akuarium perlakuan (Gambar 4). Proses aklimatisasi dilakukan hingga warna merah pada karang tersebut menyerupai ketika karang berada di alam.
9
a
b c
d
e
f
g h
Gambar 4. Sketsa penelitian. (a) protein skimmer, (b) pecahan karang, (c) pasir, (d) akuarium perlakuan ICT, (e) akuarium perlakuan ICS, (f) akuarium perlakuan ICR, (g) tandon, dan (h) pompa air. 2.4.2 Tahap Pengamatan Pada tahap pengamatan, dilakukan perlakuan berupa 4 intensitas cahaya yang berbeda serta dengan empat kali ulangan setiap perlakuan yakni intensitas cahaya rendah dengan lampu 20 watt, intensitas cahaya sedang dengan lampu 40 watt, dan intensitas cahaya tinggi dengan lampu 60 watt secara terpisah selama 15 hari dan dilakukan pengamatan setiap 3 hari. Adapun pengamatan yang dilakukan sebagai berikut : 2.4.2.1 Pengukuran M-TCF (Modified Toca Colour Finder) pada L. hemprichii Pengukuran sampel warna pada koloni karang dengan menggunakan tolak ukur warna yaitu M-TCF (Modified Toca Colour Finder) atau coral health chart
10
(Siebeck et al, 2008) yang terlebih dahulu ditetapkan standar warnanya (Gambar 5). Parameter warna yang ditetapkan melalui M-TCF, kemudian dikuantifikasi visual dengan sistem ranking yang terdiri atas warna pada karang. Pengukuran warna sampel karang dibutuhkan lima orang pengamat independen yang tidak memiliki buta warna bertujuan agar hasil yang didapat akurat.
Gambar 5. Skala nilai M-TCF (Modified Toca Colour Finder) 2.4.2.2 Pengambilan
M-TCF
(Modified
Toca
Colour
Finder)
pada
L. hemprichii dengan metode AHP Berbagai metode dapat dipilih sebagai dasar ilmiah proses pengambilan keputusan untuk masalah semi terstruktur. Penetapan metode tentu harus sesuai dengan permasalahan agar solusi yang dihasilkan merupakan solusi optimal. Pengukuran rasio konsisten menggunakan metode AHP (Analytical Hierarchy Process) bertujuan untuk mengetahui hasil dari keputusan lima orang pengamat independen dalam pengukuran warna sampel melalui M-TCF. Metode AHP akan meminta pengguna untuk membandingkan setiap dua kriteria (pairwise comparison) sehingga untuk empat kriteria (Saaty, 2008) diperoleh : C(4,2) =
(
)
= 6 hasil perbandingan. (Keterangan : n = jumlah kriteria) 11
Untuk kegiatan pembandingan antar sepasang objek, metode AHP memberikan sebuah standar nilai pembandingan antar dua objek (Tabel 2). Data nilai pada Tabel 2 merupakan bentuk kuantitatif dari sintaks pembanding mulai dari nilai tertinggi (9 : Sangat diutamakan) sd nilai terendah (1: Setara) Tabel 2. Skala penilaian AHP (Analytical Hierarchy Process) Sintaks Pembanding Warna sangat merah Lebih merah menuju sangat merah Lebih merah Merah menuju lebih merah Merah Cukup merah menuju merah Cukup merah Setara menuju cukup merah Setara
Nilai 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Adapun langkah-langkah dalam metode AHP yaitu: 1. Langkah pertama untuk mencari rasio konsistensi hasil dari setiap pengamatan menggunakan metode AHP dengan menyatukan pendapat setiap kriteria dari 5 pengamat independen yang tidak memiliki buta warna menggunakan rata-rata geometrik. √ G = rata-rata geometrik x1 = pengamat independen ke-1 x2 = pengamat independen ke-2 xn = pengamat independen ke-n 2. Hasil dari rata-rata geometrik tersebut dimasukkan kedalam pairwise comparison yaitu menentukan perbandingan antara sepasang kriteria dari empat kriteria yang ada. Kriteria yang akan diperbandingkan menggunakan metode AHP adalah sampel kontrol, sampel intensitas cahaya tinggi (ICT), sampel intensitas cahaya sedang (ICS), dan sampel intensitas cahaya rendah (ICR). Pembandingan dilakukan berdasarkan tingkat warna merah. Hasil
12
dari
pairwise
comparison
diurutkan
setiap
kriteria
berdasarkan
keutamaannya. 3. Menyusun matriks perbandingan (Tabel 3) dari hasil perbandingan antar pasangan kriteria pairwise comparison yaitu kriteria sampel kontrol, sampel intensitas cahaya tinggi (ICT), sampel intensitas cahaya sedang (ICS), dan sampel intensitas cahaya rendah (ICR). Tabel 3. Matriks perbandingan kriteria kontrol kontrol 1 ICT ICT/kontrol ICS ICS/kontrol ICR ICR/kontrol jumlah kolom kolom kontrol
ICT kontrol/ICT 1 ICS/ICT ICR/ICT kolom ICT
ICS ICR kontrol/ICS kontrol/ICR ICT/ICS ICT/ICR 1 ICS/ICR ICR/ICS 1 kolom ICS kolom ICR
4.
Menjumlahkan setiap kolom matriks perbandingan (Tabel 3).
5.
Menghitung nilai elemen kolom kriteria dengan masing-masing elemen kolom dibagi dengan jumlah matriks kolom.
6. Menghitung nilai eigen vector atau nilai prioritas kriteria (Tabel 4) kriteria dengan menjumlahkan baris matriks hasil dari langkah ke-5 dan hasilnya dibagi dengan jumlah kriteria. Tabel 4. Matriks perbandingan ternormalisasi kriteria K K
(1) / (kolom K)
ICT
(ICT/K) / (kolom K)
ICS
(ICS/K) / (kolom K)
ICR
(ICR/K) / (kolom K)
Eigen vektor jumlah (K/ICT) / (K/ICS) / (K/ICR) / baris / (kolom ICT) (kolom ICS) (kolom ICR) 4 jumlah (1) / (kolom (ICT/ICS) / (ICT/ICR) / baris / ICT) (kolom ICS) (kolom ICR) 4 jumlah (ICS/ICT) / (1) / (kolom (ICS/ICR) / baris / (kolom ICT) ICS) (kolom ICS) 4 jumlah (ICR/ICT) / (ICR/ICS) / (1) /(kolom baris / (kolom ICT) (kolom ICS) ICR) 4 ICT
ICS
ICR
7. Menghitung lamda max dengan rumus
13
λ maksimum = (jumlah kolom sampel kontrol x eigen vektor sampel K)+....+(jumlah kolom sampel ICR x eigen vektor sampel ICR) 8. Menghitung consistency index (CI) dengan rumus
Keterangan : n = Jumlah perlakuan 9. Menghitung consistency ratio (CR) dengan rumus, nilai random index (RI) ditentukan berdasarkan jumlah kriteria (Tabel 5).
Tabel 5. Nilai RI (Random Index) n RI
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.4 1.49 1.51
Sumber: Saaty, 2008
5
Jika CR < 0,1 maka nilai matriks perbandingan berpasangan pada matriks kriteria konsisten, jika CR ≥ 0,1 maka nilai perbandingan berpasangan pada matriks kriteria tidak konsisten (Saaty, 2008). Sehingga jika tidak konsisten, maka pengisian nilai-nilai pada matriks berpasangan pada unsur kriteria maupun alternatif harus diulang. 2.4.2.3 Uji karotenoid Pengujian karotenoid dilakukan dengan mengambil bagian karang yaitu sebanyak 5 ml koloni hewan karang menggunakan alat bedah, apabila terdapat sisa koloni hewan karang maka dilanjutkan dengan menghaluskan menggunakan blender. Bagian karang yang diambil kemudian disaring dengan kertas whatman GF/F. Hasil saringan ditambahkan menggunakan air laut steril untuk menjadikan larutan sebanyak 10 ml per-sampel. Hasil saringan lalu disuspensikan kedalam 10 ml larutan aseton 90% dan diaduk selama 1 menit dengan kecepatan rendah menggunakan vortex. Ekstraksi pigmen disimpan dalam ruang gelap pada suhu -20°C selama minimal 24 jam. Sampel yang sudah disimpan selama 24 jam lalu disentrifugasi pada kecepatan 1000 rpm selama 5 menit untuk menghilangkan
14
serat filter dan kotoran alga. Hasil sentrifugasi berupa supernatan dan pellet. Setelah itu, supernatan diambil dan dimasukkan ke dalam cuvet. Supernatan yang telah di masukkan kedalam cuvet lalu diukur konsentrasinya menggunakan spektrofotometer dengan panjang gelombang 480 nm, 510 nm, dan 750 nm. Hasil yang diperoleh kemudian dihitung menggunakan rumus konsentrasi karotenoid (C-car) (Strychar dan Sammarco, 2012). C-car =7.6 ×[(Abs 480 nm – Abs 750 nm) – (1.49 ×{Abs 510 nm – Abs 750 nm})] 2.5
Parameter Kualitas Air
Kualitas air merupakan faktor penting yang harus diperhatikan. Pengelolaan kualitas air bertujuan untuk meningkatkan dan menjaga kualitas air yang digunakan sehingga menekan angka kerusakan dalam pemeliharaan. Upaya untuk menjaga kualitas air adalah pengukuran parameter kualitas air meliputi pH, suhu, dan salinitas. Pengukuran suhu dilakukan setiap 1 hari sekali, pengukuran pH, dan salinitas dilakukan setiap 3 hari sekali. 2.6
Analisis Data
Analisis data konsentrasi total karotenoid yang diperoleh diuji normalitas dan uji homogenisitas (Steel dan Torrie, 1993) untuk memastikan data menyebar secara homogen. Selanjutnya dianalisis sidik ragam (ANOVA) menggunakan software IBM SPSS statistics versi 24 untuk mengetahui pengaruh antar perlakuan. Setelah diketahui terdapat pengaruh nyata, dilanjutkan dengan uji BNT untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan. Sedangkan data kualitas air dianalisis secara deskriptif.
15
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1. Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan mengenai intensitas cahaya terhadap karang L. hemprichii didapatkan beberapa kesimpulan yaitu : 1.
Paparan intensitas cahaya tinggi akan direspon dengan baik pada warna merah karang L. hemprichii.
2.
Semakin tinggi intensitas cahaya maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk mencapai konsentrasi total karotenoid tertinggi.
4.2. Saran Penggunaan cahaya sebagai variabel perlakuan tidak hanya memperhatikan tentang intensitas cahaya tetapi juga juga denga lama penyinaran, dan spektrum serta perlu dilakukan penelitian menggunakan L. hemprichii dengan pigmen klorofil a, korofil b, dan klorofil c.
28
DAFTAR PUSTAKA
Animal-world (2016). Lobophyllia hemprichii. diakses pada tanggal 09Desember-2016 pukul 05.31 WIB. http://animal-world.com/AquariumCoral-Reefs/Lobed-Brain-Coral Bhagooli, R., & M. Hidaka. (2003). Comparison of stress susceptibility of in hospite & isolated zooxanthellae among five coral species. Journal of Experimental Marine Biology & Ecology, 291(2), 181-197. Bhagooli, R., & M. Hidaka. (2004). Photoinhibition, bleaching susceptibility & mortality in two scleractinian corals, Platygyra ryukyuensis & Stylophora pistillata, in response to thermal & light stresses.Comparative Biochemistry & Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, 137(3), 547-555. Britton, G. (1995). Structure & properties of carotenoids in relation to function. The FASEB Journal, 9(15), 1551-1558. Brown, B.E., I. Ambarsari, M.E. Warner, W.K.Fitt, R.P. Dunne, S.W. Gibb, & D.G. Cummings (1999). Diurnal changes in photochemical efficiency & xanthophyll concentrations in shallow water reef corals: evidence for photoinhibition & photoprotection. Coral Reefs, 18(2), 99-105. Dahuri, R. (1999). Kebijakan dan strategi pengelolaan terumbu karang Indonesia. Makalah disampaikan pada Lokakarya Pengelolaan & Iptek Terumbu Karang Indonesia. Jakarta, 22-23. Delanov, A.A. (2012). Laju Pertumbuhan & Kesehatan Soft Coral Sinularia dura Hasil Transplantasi pada Sistem Resirkulasi. Skripsi. Fakultas Perikanan & Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor. Bogor. Downs, C.A., E. Kramarsky-Winter, C.M. Woodley, A. Downs, G. Winters, Y. Loya, & G.K. Ostrander (2009). Cellular pathology & histopathology of hypo-salinity exposure on the coral Stylophora pistillata. Science of the Total Environment, 407(17), 4838-4851. Fachrurrozie, A., M.P. Patria, & R. Widiarti. (2012). Pengaruh perbedaan intensitas cahaya terhadap kelimpahan Zooxanthella pada karang bercabang (Marga: Acropora) di Perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu.Jurnal Akuatika, 3(2).
29
Ferrier-Pages C., M. Hoogenboom, & F. Houlbreque. (2011). The Role of Plankton in Coral Tropodynamics. In: Dubinsky Z, Stambler N (eds). Corals Reefs: An ecosystem in trasition. Springer, Dordrecht, heidelberg, London, New York, pp 215-230 Glynn, P.W. (1996). Coral reef bleaching: facts, hypothesis & implications. Global Change Biology 2(6): 495–509. Hoegh-Guldberg,O.; G.J. Smith. (1989). Light, Salinity & Temperature & the Population density, metabolism & export of zooxanthellae from Stylophora pistillata & Seriatophora Hystrix. J. Exp Mar Biol Ecol 129 ; 279-303 IUCNredlist. (2016). Lobophyllia hemprichii. Di akses pada tanggal 1-juni-2016 pukul 22.06 WIB. http://www.iucnredlist.org/details/133419/0 Jompa, J. (2004). Pertumbuhan tahunan karang keras Porites lutea di Kepulauan Spermonde: hubungannya dengan suhu dan curah hujan. Torani 14(4): 195-203. Jones, R.J., & O. Hoegh-Guldberg. (1999). Effects of cyanide on coral photosynthesis: implications for identifying the cause of coral bleaching & for assessing the environmental effects of cyanide fishing. Marine Ecology Progress Series, 177, 83-91. Jones, R.J., O. Hoegh‐Guldberg, A.W. Larkum, & U. Schreiber. (1998). Temperature‐induced bleaching of corals begins with impairment of the CO2 fixation mechanism in zooxanthellae. Plant, Cell & Environment,21(12), 1219-1230. Jones, R.J. & D. Yellowlees. (1997). Regulation and control of intracellular algae (zooxanthellae) in hard corals. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B. 352:457--468. Nybakken, J.W. (1992). Biologi Laut: Suatu Pendekatan Ekologis. Diterjemahkan oleh HM Eidman, Koesoebiono, DG Bengen, M. Hutomo dan S. Subarjo. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Padmowati, R.D.L.E. (2015). Pengukuran Indeks Konsistensi dalam Proses Pengambilan Keputusan Menggunakan Metode AHP. In Seminar Nasional Informatika (SEMNASIF) (Vol. 1, No. 5). Payri, C.E., S. Maritorena, C. Bizeau, & M. Rodière. (2001). Photoacclimation in the tropical coralline alga Hydrolithon onkodes (Rhodophyta, Corallinaceae) from a French Polynesian reef. Journal of Phycology, 37(2), 223-234. 30
Reid, C., & C. Reid. (2011). Terumbu karang dan perubahan iklim: Panduan pendidikan & pembangunan kesadartahuan. CoralWatch, The University of Queensland. Saaty,
T.L. (2008). Decision making with the analytic hierarchy process.International journal of services sciences, 1(1), 83-98.
Saxby, T., Dennison, W.C., & Hoegh-Guldberg, O. (2003). Photosynthetic responses of the coral Montipora digitata to cold temperature stress. Marine Ecology Progress Series, 248, 85-97. Santoso, A.D. (2011). Pemutihan Terumbu Karang. Jurnal Hidrosfir Indonesia, 1(2): 61-66. Shenkar, N., M. Fine, E. Kramarsky-Winter, & Y. Loya. (2006). Population dynamics of zooxanthellae during a bacterial bleaching event. Coral Reefs,25(2), 223-227. Shick, J., M.P. Lesser, & P.L. Jokiel. (1996). Effects of ultraviolet radiation on corals & other coral reef organisms. Global Change Biology, 2(6), 527545. Siebeck, U.E., D. Logan, & N.J. Marshall. (2008). CoralWatch: a flexible coral bleaching monitoring tool for you & your group. In Proceedings of the 11th International Coral Reef Symposium (Vol. 1, pp. 549-553). Steel, R.G.D., & J.H. Torrie. (1993). Prinsip dan Prosedur Statistika: Suatu Pendekatan Biometrik. Jakarta: PT.Gramedia Pustaka Utama. Strychar, K.B., & P.W. Sammarco. (2012). Effects of heat stress on phytopigments of zooxanthellae (Symbiodinium spp.) symbiotic with the corals Acropora hyacinthus, Porites solida, & Favites complanata.International Journal of Biology, 4(1), 3. Sudjana, N. (2001). Teknik Analisis Regresi dan Korelasi Bagi Para Peneliti. Suharsono, (1984). Pertumbuhan Karang. Oseana. Pusat Penelitian Biologi Laut. LON-LIPI. 9(2): 41-48. Supriharyono, (2009). Konservasi Ekosistem Sumberdaya Hayati di Wilayah Pesisir & Laut Tropis. Pustaka Pelajar, Yogyakarta. Tackett, D.N. & L. Tackett. (2002). Reef Life: Natural History & Behaviors of Marine Fishes & Invertebrates. T.F.H. Publications, Inc., New Jersey: 224 hlm.
31
Tomascik, T., A.J. Mah, A. Nontji, & M.K. Moosa. (1997). The ecology of Indonesian seas, Part I, Periplus Editions Ltd. Singapore. 642p. Tyas, K.N. (2006). Adaptasi kedelai terhadap intensitas cahaya rendah melalui efisiensi penangkapan cahaya. Disertasi. Sekolah Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Wahyuni, D.T., & S.B. Widjanarko. (2015). Pengaruh jenis pelarut dan lama ekstraksi terhadap ekstrak karotenoid labu kuning dengan metode gelombang ultrasonik. Jurnal Pangan dan Agroindustri , 3 (2), 390-401. Warner, M.E., W.K. Fitt, & G.W. Schmidt. (1996). The effects of elevated temperature on the photosynthetic efficiency ofzooxanthellae in hospite from four different species of reef coral-a novel approach. Plant Cell Environ 19(3):291-299 Young, A.J. (1991). The photoprotective role of carotenoids in higher plants.Physiologia Plantarum, 83(4), 702-708.
32
