KANDUNGAN NITROGEN (N) PADA Azolla pinnata YANG DITUMBUHKAN DALAM MEDIA AIR DENGAN KADAR P YANG BERBEDA
ADRIAN ARIZAL
SKRIPSI
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan skripsi yang berjudul : Kandungan Nitrogen (N) pada Azolla pinnata yang Ditumbuhkan dalam Media Air dengan Kadar P yang Berbeda adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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, Oktober 2010
Adrian Arizal C24053666
RINGKASAN Adrian Arizal. C24053666. Kandungan Nitrogen (N) pada Azolla pinnata yang Ditumbuhkan dalam Media Air dengan Kadar P yang Berbeda. Di bawah bimbingan Majariana Krisanti dan Niken T.M Pratiwi.
Azolla pinnnata merupakan salah satu jenis tumbuhan paku air yang mengapung. Pemanfaatan tumbuhan ini masih sangat sedikit dan keberadaannya masih terbatas oleh lingkungan yang sesuai sehingga perlu upaya untuk mengekplorasi potensi dari Azolla pinnata. Tujuan penelitian ini adalah mempelajari besarnya nilai Total Kandungan Nitrogen (TKN) pada Azolla pinnata sebelum dan sesudah ditumbuhkan dengan media air yang memiliki kadar pupuk organik berbeda. Penelitian pendahuluan dilakukan sejak bulan Mei hingga Oktober 2009. Penelitian utama dilakukan sejak bulan Februari hingga Maret 2010. Kegiatan penelitian utama untuk menumbuhkan Azolla pinnata pada medium dosis yang berbeda dilakukan selama 21 hari. Analisis data diolah dengan menggunakan rancangan acak lengkap sederhana dan uji beda nyata terkecil. Nilai biomassa yang paling tinggi dan persen penutupan yang paling luas dibandingkan perlakuan dengan dosis lain terdapat pada 5 ppm. Hasil uji Kjedahl menunjukkan bahwa nilai TKN pada dosis 5 ppm paling besar dibandingkan dosis lainnya. Hasil uji ANOVA dengan menggunakan rancangan acak lengkap sederhana menunjukkan bahwa pada selang kepercayaan 95% nilai Fhitung > Ftabel. Nilai uji Beda Nyata Terkecil (BNT) pada selang kepercayaan 95% menunjukkan bahwa nilai TKN pada dosis 5 ppm berbeda nyata dengan dosis 0 ppm dan 20 ppm. Hasil pengukuran parameter amonia, nitrit, dan total fosfat menunjukkan bahwa dosis 20 ppm memiliki nilai rata-rata yang paling tinggi. Pada dosis 0 ppm memiliki nilai konsentrasi amonia yang paling rendah. Pada parameter nitrat, dosis 5 ppm memiliki nilai rata-rata yang paling tinggi, sedangkan dosis 10 ppm memiliki nilai rata-rata nitrat yang paling rendah. Hasil pengukuran parameter kualitas air menunjukkan bahwa nilai pH, suhu, dan intensitas cahaya masih berada pada kondisi optimum untuk pertumbuhan Azolla pinnata. Kondisi ini juga masih sesuai untuk melakukan fiksasi sehingga dapat menghasilkan kandungan nitrogen pada Azolla pinnata. Pemberian dosis 5 ppm paling baik untuk pertumbuhan dan dapat menghasilkan kandungan nitrogen paling tinggi dibandingkan dengan perlakuan lain. Dengan demikian upaya untuk menumbuhkan Azolla pinnata sebaiknya dilakukan dengan menggunakan dosis kotoran ayam 5 ppm.
KANDUNGAN NITROGEN (N) PADA Azolla pinnata YANG DITUMBUHKAN DALAM MEDIA AIR DENGAN KADAR P YANG BERBEDA
ADRIAN ARIZAL C24053666
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
LEMBAR PENGESAHAN Judul
: Kandungan Nitrogen (N) pada Azolla pinnata yang Ditumbuhkan dalam Media Air dengan Kadar P yang Berbeda
Nama Mahasiswa
: Adrian Arizal
Nomor Pokok
: C24053666
Program Studi
: Manajemen Sumberdaya Perairan Menyetujui, Komisi Pembimbing
Pembimbing I
Pembimbing II
Majariana Krisanti, S.Pi. M.Si. NIP : 19691031 199512 2 001
Dr. Ir. Niken Tunjung Murti Pratiwi, M.Si. NIP : 19680111 199203 2 002
Mengetahui, Ketua Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan
Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc. NIP : 19660728 199103 1 002
Tanggal Ujian : 11 Oktober 2010
PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “KANDUNGAN NITROGEN (N) PADA Azolla pinnata YANG DITUMBUHKAN DALAM MEDIA AIR DENGAN KADAR P YANG BERBEDA”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini pula penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah banyak membantu dalam pemberian bimbingan, masukan, dan arahan sehingga sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna dan perlu banyak masukan dan saran. Namum demikian penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat untuk berbagai pihak.
Bogor,
Oktober 2010
Adrian Arizal
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ……………………………………………….…………...
v
DAFTAR GAMBAR …………………………………………………….………..vi DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………………..……………… vii 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ……………………………………………..………… 1 1.2 Rumusan Masalah …………………………………………...………….2 1.3 Tujuan Penelitian .………………………………………....………… 3 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Deskripsi Azolla pinnata R.Br ………………………………………… 4 2.2 Jenis-Jenis Azolla ……………………………………………….……….. 6 2.3 Syarat hidup Azolla pinnata R.Br …………………………….…….. 7 2.3.1 Suhu …………………………………………………………… 7 2.3.2 Intensitas cahaya ………………………………………………. 7 2.3.3 pH ……………………………………………………………… 8 2.3.4 Unsur hara …………………………………………………… 8 3. METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ………….………………………………… 10 3.2 Kegiatan Penelitian …………….…………………………………….. 10 3.2.1 Penyiapan ………….………………………………………… 10 1. Penyiapan biota uji ………………………………………. 10 2. Penyiapan media …………………………………………..10 3.2.2 Pelaksanaan Penelitian ………………………………………. 11 3.3 Metode Pengumpulan Data ……………………………………………12 3.3.1 Total Kjeldahl Nitrogen ………………………………………… 12 3.3.2 Biomassa ………………………………………………………12 3.3.3 Persen penutupan …………………………………………….. 12 3.3.4 Unsur hara (NH3, NO3, NO2, dan P2O5) …………………… 13 3.3.5 Kualitas air (intensitas cahaya, pH, dan suhu) ………………. 13 3.4 Analisis Data …………………………………………………………… 13 3.4.1 Rancangan penelitian ……………………………………….. 13 3.4.2 Uji Beda Nyata Terkecil …..……………………………………15 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil ……………………………………………………………………16 4.1.1 Pertumbuhan Azolla pinnata ………………………………………16 a. Biomassa …………………………………………………… 16 b. Persen penutupan ……………………………………….....16 4.1.2 Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) ..................................................17 4.1.3 Unsur hara …………………………………………………... 18 1. Amonia (NH3) …………………………………………….18
Halaman 2. Nitrat (NO3) ………………………………………………..18 3. Nitrit (NO2) …………………………………………………. 19 4. Total P2O5 ……………………………………………. 20 4.1.4 Kualitas air …………………………………………………….20 4.2 Pembahasan …………………………………………………………….21 5. KESIMPULAN ......................…………………………………………… 24 DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………………. 25 LAMPIRAN ……………………………………………………………………….27
DAFTAR TABEL Halaman 1. Tabel sidik ragam rancangan acak lengkap ……………..…………..
14
2. Nilai rata-rata TKN dan protein pada Azolla pinnata pada tiap dosis perlakuan ………………………………………………………………………17
v
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Skema pendekatan masalah kandungan nitrogen (N) pada Azolla pinnata yang ditumbuhkan dalam media air dengan kadar P yang berbeda ………………………………………………………………….
3
2. Inokulan Azolla pinnata (dokumentasi pribadi) ………………….………….
5
3. Hasil pengukuran parameter biomassa Azolla pinnata ..……………....…..
16
4. Hasil pengukuran parameter persen penutupan Azolla pinnata ...……...….
17
5. Hasil analisis parameter ammonia (NH3) ..……………………................…
18
6. Hasil analisis parameter nitrat (NO3) ..………..……......................………..
19
7. Hasil analisis parameter nitrit (NO2) ...………………….......................…….. 19 8. Hasil analisis parameter total P2O5 ...……………...................................….
vi
20
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Hasil identifikasi tumbuhan. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Pusat Penelitian Biologi …………..…… 28 2. Penyiapan media a. Urutan posisi wadah terhadap sinar matahari ………………………….. b. Foto posisi wadah ………………………………….…………………..
29 29
3. Hasil analisis contoh pupuk. Balai Penelitian Tanah ………………….…….. 30 4. Perhitungan dosis kotoran ayam ………………………………………………… 31 5. Kotoran ayam yang dibungkus dengan kain kasa ……………………….....
32
6. Hasil persen penutupan yang luas pada dosis 5 ppm …….…….….…….
33
7. Perhitungan rancangan acak lengkap sederhana. Tabel anova ………………… 34 8. Hasil uji lanjut beda nyata terkecil (BNT) nilai Total Kjeldahl Nitrogen Azolla pinnata pada masing-masing dosis perlakuan ………….…….35
vii
UCAPAN TERIMA KASIH
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Majariana Krisanti, S.Pi., M.Si. dan Dr. Ir. Niken T.M Pratiwi, M.Si., masing-masing selaku ketua dan anggota pembimbing skripsi dan akademik yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan, dan masukan dalam penyelesaian skripsi ini. 2. Ir. Sigid Haryadi, M.Sc. selaku dosen penguji dan Dr. Ir. Yunizar Ernawati, M.S. selaku perwakilan komisi pendidikan program S1 atas saran, nasehat, dan perbaikan yang diberikan. 3. Ibu Inggit selaku staf peneliti Kebun Raya Bogor yang telah membantu dalam memberikan informasi tentang pustaka serta arahan untuk klasifikasi Azolla pinnata. 4. Staf Balai Peneltian Tanah Bogor yang telah membantu saya dalam memahami proses Kjeldahl pada tanaman. 5. Ibu Siti Nursiyamah selaku staf Lab. Biologi Mikro I (BIMI I) serta Bapak Toni dan Kak Budi selaku staf Lab. Fisika dan Kimia Air, Bagian Produktivitas dan Lingkungan Perairan (PROLING) yang telah banyak membantu dan memberikan wawasan selama proses pengamatan dan pengukuran analisis kimia. Para staf Tata Usaha MSP terutama Mbak Widar atas arahan dan kesabarannya. 6. Keluarga tercinta atas segala doa, kasih sayang, dan motivasinya. 7. Teman-teman MSP 41, 42, 43 dan MSP 44, teman-teman kos, teman-teman asrama TPB, serta teman-teman seperjuangan yang saya kenal selama ikut dalam aktivitas kampus di IPB.
viii
RIWAYAT HIDUP Penuis dilahirkan di Magelang, pada tanggal 6 Juni 1986 dari pasangan Bapak Arizal dan Ibu Enny Nurhayati. Penulis merupakan putra pertama dari dua bersaudara. Pendidikan formal ditempuh di SDN Curug 2 Cimanggis (1999), SLTPN 7 Depok (2002) dan SMAN 7 Depok (2005). Pada tahun 2005 penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor melalui jalur SPMB. Setelah mengikuti Tingkat Persiapan Bersama IPB, pada tahun 2006 penulis melanjutkan tingkat berikutnya berdasarkan seleksi mayor minor di Pas Foto
Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu 3x4 Kelautan.
Selama mengikuti perkuliahan penulis berkesempatan menjadi Asisten Mata Kuliah Penerapan Komputer (2008/2009); aktif di kegiatan kemahasiswaan IPB sebagai staf Komisi Eksternal Dewan Perwakilan Mahasiswa FPIK (2007/2008), staf Divisi Hubungan Kelembagaan Majelis Perwakilan Mahasiswa IPB (2007/2008), staf Divisi Akademik Himpunan Mahasiswa Manajemen Sumberdaya Perairan (2007/2008 dan 2008/2009), Ketua Komisi Internal Dewan Perwakilan Mahasiswa
FPIK
(2008/2009);
partisipasi
dalam
kegiatan/lomba
PKM
Kewirausahaan IPB; aktif dalam kegiatan LSM yang bergerak di bidang pendidikan, lingkungan dan sosial yaitu Forum Indonesia Muda dan Forum Kreativitas Pemuda Untuk menyelesaikan studi di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, penulis melaksanakan penelitian berjudul “Kandungan Nitrogen (N) pada Azolla pinnata yang Ditumbuhkan dalam Media Air dengan Kadar P yang Berbeda”.
ix
1
1. PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Tumbuhan Azolla pinnata merupakan jenis tumbuhan paku air yang
mengapung dan sangat rentan terhadap kondisi lingkungan yang kering. Arifin (2003) menjelaskan bahwa penamaan Azolla berasal dari bahasa Yunani dan terdiri dari dua kata yaitu azo (mengering) dan ollyo (mati). Tumbuhan ini umumnya terdapat di perairan tergenang terutama di sawah, rawa, dan kolam.
Kondisi
lingkungan yang sesuai dapat mempengaruhi pertumbuhan serta kelangsungan hidup Azolla pinnata. Faktor-faktor yang menjadi syarat bagi kelangsungan hidup Azolla pada umumnya adalah kualitas air (pH, suhu, dan intensitas cahaya) dan ketersediaan unsur hara (N dan P). Keistimewaan dari Azolla pinnata adalah kemampuan tumbuhan ini dalam menghasilkan kandungan nitrogen serta pertumbuhan yang cepat pada kondisi perairan yang optimum. Khan (1988) menjelaskan bahwa pada umumnya Azolla memiliki kemampuan menambat nitrogen dengan bantuan mikrosimbion Anabaena azollae.
Kemampuan kedua simbiotan tersebut dalam melakukan fiksasi atau
menyerap nitrogen, baik yang berasal dari atmosfer maupun yang berasal dari dalam air, dapat meningkat saat kondisi perairan yang optimum terpenuhi. Kandungan nitrogen yang dihasilkan oleh manfaat dalam bidang pertanian.
Azolla pinnata memiliki nilai
Fasakin (1998) melakukan sebuah penelitian
tentang Azolla di Nigeria dan berhasil menemukan sumber protein yang potensial bagi kegiatan perikanan.
Selain sebagai pakan ikan dalam kegiatan perikanan,
tumbuhan Azolla juga dapat diaplikasikan untuk kegiatan pertanian sebagai pupuk organik alami dan peternakan sebagai pakan hewan ternak (Arifin 2003). Namun beberapa potensi dari tumbuhan Azolla ini masih belum dapat diberdayakan secara optimal. Pertumbuhan Azolla pinnata yang secara alami dapat melimpah belum mendapat perhatian yang baik. Oleh karena itu, diperlukan penelitian dalam upaya mengeksplorasi Azolla.
Penelitian ini dilakukan dengan memberikan perlakuan
dosis pupuk yang berbeda pada media pertumbuhan Azolla pinnata. Dosis yang diberikan pada masing-masing media tersebut diduga dapat menghasilkan
2
kandungan nitrogen yang berbeda. Nilai kandungan nitrogen yang dihasilkan oleh Azolla pinnata tersebut dipengaruhi oleh kondisi perairan (kualitas air dan unsur hara) yang baik sebagai syarat hidup bagi pertumbuhan Azolla pinnata.
1.2
Rumusan Masalah Tumbuhan Azolla pinnata memerlukan kondisi perairan yang sesuai agar
dapat bertahan hidup. Kondisi tersebut harus didukung dengan intensitas cahaya, suhu, dan pH yang sesuai. Faktor penting yang menjadi syarat dalam melakukan budi daya tumbuhan air adalah ketersedian nutrien berupa unsur hara (N dan P) yang cukup. Parameter yang dapat digunakan untuk mengetahui ketersediaan unsur N dalam air adalah ammonia, nitrat, dan nitrit. Unsur N yang tersedia sebaiknya memiliki jumlah yang sedikit karena Azolla pinnata memiliki kemampuan untuk melakukan fiksasi nitrogen dengan bantuan mikrosimbion Anabaena azollae. Pertumbuhan Azolla pinnata diduga dapat tumbuh dengan baik bila didukung dengan ketersediaan unsur P dalam bentuk bahan organik yang sesuai. Sumber utama bahan organik sebagai penyedia unsur hara bagi pertumbuhan Azolla pinnata dapat diperoleh dari kotoran hewan ternak. Kotoran ayam sebagai pupuk organik diharapkan dapat berfungsi sebagai penyedia unsur hara yang dapat digunakan untuk pertumbuhan Azolla pinnata. Bahan organik tersebut belum dapat dimanfaatkan oleh Azolla pinnata sehingga diperlukan proses dekomposisi dalam air. Proses dekomposisi oleh bakteri akan mengubah bahan organik menjadi bahan anorganik. Unsur hara berupa bahan anorganik yang tersedia dalam air tersebut merupakan nutrien yang dapat langsung dimanfaatkan oleh tumbuhan Azolla pinnata untuk proses pertumbuhan. Perbedaan konsentrasi P dari kotoran ayam diduga akan menghasilkan total nitrogen yang berbeda.
Selama proses pertumbuhan Azolla pinnata akan
memanfaatkan nutrien tersebut.
Namun apabila pemberian konsentrasi P yang
berbeda tidak dapat menghasilkan kandungan nitrogen yang berbeda maka perlu dianalisis kembali kisaran unsur hara yang sesuai. Dengan demikian konsentrasi P pada dosis kotoran ayam yang tepat dapat digunakan untuk meningkatkan nilai kandungan nitrogen jaringan tubuh Azolla pinnata. dilakukan dapat dijelaskan sesuai dengan Gambar 1.
Skema permasalahan yang
3
Kualitas Air Kandungan Nitrogen dalam Azolla pinnatta
+
Azolla pinnata
Konsentrasi Kotoran Ayam
Pupuk yang Berbeda Menghasilkan Kandungan Nitrogen yang Berbeda
-
Gambar 1. Skema pendekatan masalah kandungan nitrogen (N) pada Azolla pinnata yang ditumbuhkan dalam media air dengan kadar P yang berbeda
1.3
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari besarnya kandungan nitrogen pada
Azolla pinnata sebelum dan sesudah ditumbuhkan dengan media air yang memiliki kadar pupuk organik berbeda.
4
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Deskripsi Azolla pinnata R.Br. Spesies Azolla pinnata R.Br. adalah sejenis pakis air yang berukuran kecil
yang hidup bebas mengambang secara horizontal di permukaan air tawar. Khan (1988) menjelaskan bahwa satu rumpun Azolla pinnata memiliki ukuran sebesar 2,5 cm x 1 cm. Bentuk akar Azolla pinnata menggantung di permukaan air, berbulu, dan memiliki panjang 1-5 cm dengan membentuk kelompok 3-6 rambut akar. Azolla pinnata memiliki ukuran daun yang kecil serta membentuk 2 atau 3 barisan yang menyirip, bervariasi, dan saling tumpang tindih. Spesies Azolla pinnata dikenal mampu bersimbiosis dengan bakteri biru (Anabaena azollae) dan mengikat nitrogen langsung dari udara. Kemampuan Azolla pinnata tersebut memiliki nilai ekologis dan ekonomis yang baik saat diolah maupun dimanfaatkan sebagai pupuk hijau dan pakan hewan ternak. Khan (1988) menjelaskan bahwa
bentuk simbiosis pada Azolla-Anabena adalah melakukan
fiksasi nitrogen molekular dari biosfer dan mereduksinya menjadi senyawa nitrogen yang dimanfaatkan oleh kedua simbiotan tersebut. Metzgar et al. (2007) menjelaskan bahwa genus Azolla dibagi menjadi dua kelompok. Arifin (2003) menjelaskan bahwa genus Azolla untuk kelompok Euazolla umumnya terdapat di bagian Amerika Serikat, Alaska, Meksiko, Amerika Selatan, dan India Barat. Genus Azolla untuk kelompok Rhizosperma umumnya terdapat di Asia Tenggara, Jepang, Australia, dan Lembah Nil Afrika. Lumpkin & Plucknett (1978) in Khan (1988) membuat urutan klasifikasi untuk Azolla pinnata berdasarkan morfologinya dan karakteristik hidup tumbuhan tersebut.
Dunia
: Plantae
Divisi
: Pteridophyta
Kelas
: Leptosporangiopsida
Ordo
: Salviniales
Famili
: Azollaceae
Genus
: Azolla (Rhizosperma)
Spesies
: Azolla pinnata
5
Gambar 2. Inokulan Azolla pinnata (dokumentasi pribadi)
Dalam kegiatan pertanian di beberapa negara di Asia, Azolla pinnata dan beberapa spesies Azolla lainnya dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik yang ramah lingkungan.
Sahoo & Datta (1997) menjelaskan bahwa spesies Azolla
merupakan tanaman yang baik untuk digunakan sebagai pupuk hijau pada tanaman padi. Pada padat tebar awal sebesar 0,1-0,4 kg inokulan/m2 di suatu lahan dapat menghasilkan 8-15 ton Azolla/ha selama 7-20 hari, atau setara dengan 333 ton/ha per tahun. Penggunaan pupuk hijau Azolla lebih mudah dan murah karena tanaman Azolla pinnata memiliki kemampuan pertumbuhan yang cepat dan kandungan nitrogen yang cukup untuk meningkatkan kesuburan tanah.
Singh (1979)
menjelaskan bahwa kandungan nitrogen pada Azolla pinnata berkisar antara 4,05,0% dari bobot kering Azolla. Hasil penelitian tersebut juga mencantumkan nilai fosfor sebesar 0,5-0,9% dan klorofil sebesar 0,34-0,55% dari bobot kering Azolla pinnata. Produktivitas pertanian dapat meningkat saat menggunakan Azolla pinnata sebagai pupuk tanaman padi. Spesies Azolla pinnata memiliki kandungan protein yang baik sehingga dapat dimanfaatkan sebagai pakan hewan ternak, unggas, dan ikan. Basak et al. (2002) melakukan penelitian Azolla pinnata yang diekstrak untuk digunakan sebagai pakan burung. Penelitian tersebut menghasilkan ekstrak nitrogen bebas sebesar 30,08%, protein kasar sebesar 25,78%, dan berat kering sebesar 90,8%. Spesies Azolla pinnata dapat dikultur untuk dimanfaatkan sebagai pakan hewan ternak dan ikan.
Khan (1988) menjelaskan bahwa Azolla pinnata yang
6
dikultur dapat menghasilkan fiksasi nitrogen sebesar 400-500 kg N/ha/tahun. Azolla pinnata tersebut dapat menghasilkan 4-5% kandungan nitrogen dari berat kering tumbuhan ini dan memiliki komposisi kandungan protein 22-37%. Alalade & Iyayi (2006) menjelaskan bahwa nilai protein kasar Azolla pinnata yang berhasil diekstrak untuk pakan ayam adalah 21,4%.
Oleh sebab itu di beberapa negara banyak
digunakan sebagai pakan ikan, kerbau, unggas, babi, dan kuda. Spesies Azolla pinnata bersimbiosis dengan Anabaena azollae dan mampu menghasilkan kandungan nitrogen berdasarkan proses fiksasi.
Arifin (2003)
menjelaskan bahwa sumber nitrogen dalam Azolla pinnata diperoleh melalui proses fiksasi nitrogen dari udara dengan bantuan perantara simbiosis dari Anabaena azollae. Proses fiksasi nitrogen di udara yang terjadi pada daun Azolla pinnata selama kurun waktu 106 hari saat tebar dapat mencapai 120-140 kg N/ha atau ratarata 1,1-1,3 kg N/hari. Hasil fiksasi nitrogen dari udara akan bervariasi bila Azolla pinnata ditanam bersama dengan tanaman padi yaitu berkisar antara 0,4-2,9 kg N/ha/hari. Hasil fiksasi nitrogen ditransfer ke seluruh bagian tubuh Azolla pinnata secara merata dengan laju pertumbuhan sekitar 35%/hari.
2.2
Jenis-Jenis Azolla Jenis Azolla secara umum telah ditemukan sebanyak enam spesies dari seluruh
dunia. Khan (1983) menjelaskan bahwa berdasarkan status keberadaan Azolla di alam, jumlah Azolla yang berhasil didata oleh The International Rice Research Institute (IRRI) yaitu sebanyak 701 turunan.
Khan (1983) menyatakan bahwa
Azolla pinnata dikelompokkan ke dalam famili Azolloceae. Arifin (2003) membagi genus Azolla menjadi dua kelompok. Beberapa spesies yang termasuk dalam genus Azolla untuk kelompok Euazolla antara lain Azolla caroliniana, Azolla filiculoides, Azolla mexicana, dan Azolla microphylla. Spesies yang termasuk dalam genus Azolla untuk kelompok Rhizosperma adalah Azolla pinnata dan Azolla nilotica. Spesies Azolla pinnata dapat tumbuh dengan cepat dan menyebar seperti rumput liar. Namun spesies ini juga dapat menghilang secara cepat apabila berada pada kondisi iklim yang tidak sesuai.
Secara umum Azolla pinnata sangat sensitif
pada temperatur yang tinggi di daerah tropis. Azolla pinnata ditemukan di daerah tropis Asia (termasuk Asia Tenggara), Cina selatan dan timur, Jepang selatan,
7
Australia utara, dan di daerah tropis Afrika Selatan (termasuk Madagaskar). Azolla pinnata memiliki tingkat kepekaan (sensitifitas) yang tinggi pada setiap faktor lingkungan. Faktor tersebut memiliki pengaruh pada pertumbuhan Azolla pinnata dan sangat menentukkan nilai produksi biomassa dan aktivitas nitrogen (Khan 1983).
2.3
Syarat hidup Azolla pinnata R.Br.
2.3.1 Suhu Secara umum Azolla sangat peka terhadap perubahan suhu. Tumbuhan Azolla dapat berkembang dengan baik pada kisaran suhu 20-35 0C. Pertumbuhan Azolla kurang baik pada suhu lebih dari 35 0C atau kurang dari 0 0C. Namun beberapa spesies Azolla dapat bertahan hidup sampai suhu 40 0C (Lumpkin & Plucknett 1987 in Tamad 1994). Kondisi suhu yang optimum dapat mempengaruhi aktivitas nitrogen pada Azolla pinnata. Pada suhu 5 0C, Azolla pinnata dapat menghasilkan total nitrogen sebesar 1,75% (berat kering) dan H2O sebesar 84%, sedangkan pada suhu 40 0C pertumbuhan Azolla mampu menghasilkan total nitrogen 2,5% N dan 90% H2O (Zhejiang Acad. Ag. Sci.1975 in Lumpkin & Plucknett 1982). Khan (1988) menyatakan bahwa aktivitas nitrogen dapat mencapai nilai maksimum pada suhu sekitar 30 0C.
2.3.2 Intensitas cahaya Penyinaran matahari yang terus menerus pada Azolla secara umum dapat menyebabkan daun Azolla berwarna merah. Hal ini dapat menyebabkan gangguan fisiologis selama proses fotosintesis.
Watanabe (1978) in Tamad (1994)
menyatakan bahwa kebutuhan Azolla terhadap cahaya berkisar antara 25-50% dari penyinaran matahari penuh dengan intensitas cahaya 15 KLux selama 12 jam setiap hari. Pada area yang terbuka dengan rata-rata intensitas cahaya yang tinggi Azolla diduga hanya mampu bertahan ±4-6 jam. Namun apabila terdapat naungan seperti tanaman padi, Azolla akan dapat menyerap 25-50% dari rata-rata intensitas cahaya sesuai dengan kebutuhannya dan mampu bertahan selama 12 jam. Intensitas cahaya yang tinggi juga dapat mempengaruhi kandungan nitrogen pada Azolla pinnata. Lu et al (1963) in Khan (1988) menginformasikan bahwa
8
Azolla pinnata dapat bertahan pada kondisi intensitas
cahaya 3,5-120 Klux.
Abdulkadir & Brotonegoro (1976) in Khan (1988) menjelaskan bahwa lama penyinaran Azolla selama 5 jam pada intensitas cahaya matahari 16-57% tidak memberikan pengaruh yang banyak terhadap aktivitas nitrogen Azolla.
Namun
pada penyinaran selama 10 jam dengan intensitas cahaya sekitar 16% dapat mengurangi aktivitas nitrogen hingga 30% dari yang seharusnya dihasilkan oleh Azolla tersebut.
2.3.3 pH Perubahan pH yang terdapat di air dapat mempengaruhi pertumbuhan dan proses fiksasi nitrogen dari tumbuhan Azolla pinnata. Kisaran pH optimum yang dibutuhkan Azolla pinnata untuk tumbuh dengan baik adalah 4,5-7.
Namun
beberapa jenis Azolla dapat tumbuh dan bertahan hidup pada kisaran 3,5-10 (Watanabe et al. 1977 in Lumpkin & Plucknett 1982). Sebagian besar biota akuatik sensitif terhadap perubahan pH dan menyukai nilai pH sekitar 7-8,5. Reduksi nitrat dapat berlangsung secara optimal pada pH 4,5 dan suhu 30 0C. Fiksasi nitrogen pada Azolla pinnata dapat berjalan optimal pada kondisi pH 6,0 dan suhu 20 0C (Ashton 1974 in Khan 1988).
2.3.4 Unsur hara Kotoran ayam merupakan pupuk organik alami yang baik untuk pertumbuhan Azolla pinnata. Musnamar (2003) menjelaskan bahwa kandungan hara dalam kotoran ayam tiga kali lebih besar dari hewan ternak lainnya. Hal ini disebabkan lubang pembuangan pada ayam hanya satu sehingga kotoran cair dan padat tercampur. Hasil persentase kandungan hara pupuk kandang beberapa jenis ternak menunjukkan bahwa pada kotoran ayam nilai nitrogen (N) berkisar antara 1,003,13% dan nilai fosfor (P2O5) berkisar antara 2,80-6,00%.
Dengan demikian
kotoran ayam dapat dijadikan sumber nutrien dalam proses pertumbuhan Azolla pinnata. Pertumbuhan Azolla pinnata dipengaruhi oleh ketersedian unsur hara berupa fosfat. Azolla pinnata dapat mengakumulasi unsur P sampai 1,0-1,6%. Penyerapan fosfor selama pertumbuhan dapat menghasilkan kandungan nitrogen sebesar 3,0-
9
4,0% dari bobot kering Azolla (Lumpkin & Plucknett 1980). Konsentrasi fosfat pada unsur hara yang kurang dari 0,6 ppm dapat menghambat laju pertumbuhan, fiksasi nitrogen, dan kandungan klorofil pada Azolla pinnata (Watanabe 1979 in Lumpkin & Plucknett 1982). Kandungan fosfor yang optimum dapat meningkatkan pertumbuhan Azolla pinnata. Taro & Makai (1997) menjelaskan bahwa jumlah minimum fosfor yang dibutuhkan adalah sekitar 1,1 mg P/liter.
Ferentinos et al. (2002) juga
menginformasikan bahwa pada kondisi fosfor yang melimpah yaitu sekitar 20 ppm dapat mempercepat pertumbuhan Azolla. Mangaraj & Maurya (1997) melakukan penelitian dengan menggunakan tiga dosis fosor (KH2PO4) untuk melihat pengaruh terhadap pertumbuhan dan fiksasi nitrogen. Dosis tersebut masing-masing 0 mg P/kg, 7 mg P/kg, dan 14 mg P/kg. Kesimpulan yang dihasilkan pada penelitian Mangaraj adalah peningkatan biomassa Azolla sebesar 7-61% pada dosis 7 mg P/kg, sedangkan pada dosis 14 mg P/kg hanya dapat tumbuh sekitar 8-24%biomassa Azolla.
10
3. METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Lokasi penelitian dilakukan di Laboratorium Biologi Mikro dan Laboratorium Fisika dan Kimia Air, Bagian Produktivitas dan Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Institut Pertanian Bogor. Kegiatan penelitian pendahuluan dilakukan pada bulan Mei-Oktober 2009 dan penelitian utama dilakukan pada bulan Februari-Maret 2010. Pada penelitian pendahuluan dilakukan kegiatan untuk menumbuhkan Azolla pinnata sampai menjadi inokulan yang segar dan siap digunakan pada penelitian utama.
3.2 Kegiatan Penelitian 3.2.1 Penelitian 1. Penyiapan biota uji Tumbuhan Azolla pinnata diperoleh dari Desa Cibuntu yang terletak di kecamatan Cikampak (Bogor). Spesies Azolla yang diperoleh tersebut kemudian dibawa ke Pusat Penelitian Biologi (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia) untuk dilakukan uji taksonomi. Kegiatan ini dilakukan dengan melibatkan staf peneliti di Kebun Raya Bogor untuk informasi klasifikasi Azolla yang berkembang di kawasan Bogor (Lampiran 1). Sampel biota uji yang telah diketahui spesiesnya tersebut dikembangbiakkan atau dikultur agar dihasilkan inokulan yang baik untuk digunakan sebagai biota uji.
2. Penyiapan media Tahap penyiapan media meliputi penyiapan wadah, media cair (air), dan pupuk. Penyiapan wadah dilakukan mulai dari memposisikan wadah sesuai hasil pengundian secara acak dan kemudian mengisi wadah dengan air yang telah ditentukan (Lampiran 2a). Wadah yang digunakan adalah akuarium yang memiliki ukuran panjang wadah 30 cm, lebar wadah 30 cm, dan tinggi wadah 30 cm. Jumlah akuarium yang digunakan adalah 12 buah. ketinggian 25 cm (Lampiran 2b).
Akuarium diisi dengan air sampai
11
Unsur hara merupakan hal yang perlu diperhatikan selama pertumbuhan Azolla.
Unsur hara yang digunakan berasal dari kotoran ayam sebagai pupuk
organik.
Kotoran ayam yang digunakan tersebut dihitung berdasarkan nilai
kandungan P dalam bentuk P2O5 sebagai acuan (Lampiran 3). Pemanfaatan unsur hara berupa kotoran ayam tersebut dapat digunakan sebagai makanan untuk menghasilkan kandungan nitrogen pada Azolla pinnata. Kotoran ayam yang telah kering tersebut dihaluskan agar mudah larut dalam air dengan kadar tertentu. Kadar kotoran ayam yang digunakan selama penelitian ini antara lain 0 ppm, 5 ppm, 10 ppm, dan 20 ppm dengan perhitungan yang dapat dilihat pada Lampiran 4. Sebelum dimasukkan ke dalam wadah berisi air, kotoran ayam dibungkus dengan kain kasa dan diikat untuk kemudian digantung dengan tali kur (Lampiran 5).
Pembungkusan dilakukan agar serbuk kotoran ayam tidak
tersebar di air sehingga dapat mengganggu pada saat pengambilan contoh kualitas air. Selanjutnya dilakukan proses homogenisasi atau pencampuran air dan kotoran ayam dilakukan selama tujuh hari agar kotoran ayam terlarut dalam air dan mengalami perombakan.
3.2.2 Pelaksanaan Penelitian Wadah akuarium yang telah dipersiapkan diberi label untuk setiap perlakuan dan ulangan dari tiap kelompok perlakuan. Pelaksanaan penelitian dimulai dengan beberapa pengukuran
sebelum
dilakukan
penebaran
yang
meliputi
kegiatan
pengambilan
(penimbangan) biota uji dari inokulan agar memiliki biomassa sama pada tiap wadah, pengambilan contoh untuk unsur hara, dan ekstrak kandungan nitrogen Azolla pinnata yang berasal dari inokulan sebanyak 5 gram yang mewakil seluruh data awal sebelum diberi perlakuan. Setelah dilakukan penebaran maka pengukuran dilanjutkan untuk mendapatkan data persen penutupan dan kualitas air (pH, suhu, dan intensitas cahaya). Tumbuhan Azolla pinnata yang telah dipersiapkan sebagai inokulan ditiriskan dengan kain kasa untuk ditimbang sebanyak 5 gram. Sebelum penebaran dimulai, tumbuhan Azolla pinnata yang telah ditimbang kemudian dibilas dengan akuades secukupnya dan dimasukkan ke dalam larutan Kalium permanganat sebesar 20 ppm selama 60 menit. Tujuan perendaman tumbuhan ini dengan larutan tersebut adalah untuk mengurangi jumlah hama dan penyakit sehingga Azolla pinnata yang telah siap untuk ditebar dan memiliki kondisi awal yang seragam sebelum diberi perlakuan.
12
3.3 Metode Pengumpulan Data Proses pengumpulan data dilakukan dengan menggunakan parameter dan waktu yang telah ditentukan. Pengumpulan data diambil selama duapuluh satu hari proses kultur Azolla pinnata. Data utama yang dikumpulkan adalah Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) Azolla pinnata.
Data lain yang diamati antara lain biomassa,
persen penutupan, unsur hara (NH3, NO3, NO2, dan P2O5), kualitas air (intensitas cahaya, suhu, dan pH).
3.3.1 Total Kjeldahl Nitrogen Analisis Total Kjeldahl Nitrogen pada penelitian ini menggunakan metode Kjeldahl yang terdapat pada buku Standard Methods for the examination of water and wastewater (Greenberg et al. 1995).
Modifikasi yang dilakukan adalah
perubahan pada tahap titrasi menjadi spektrofotometri dengan metode Phenate. Perhitungan Total Kjeldahl Nitrogen dilakukan dengan mengambil contoh dari tiap wadah perlakuan untuk diekstrak. Hasil Kjedahl Nitrogen kemudian dikalikan dengan biomassa total dalam satu wadah perlakuan sehingga dapat disebut sebagai Total Kjedahl Nitrogen.
3.3.2 Biomassa Pengukuran parameter biomassa dilakukan setiap seminggu sekali dengan menghitung bobot basah pada tiap wadah. Sampel ditiriskan terlebih dahulu dengan kain kasa sebelum ditimbang dengan menggunakan timbangan digital. Data yang diperoleh pada tiap ulangan kemudian dirata-ratakan untuk dilihat pertumbuhan Azolla pinnata di setiap dosis perlakuan.
3.3.3 Persen penutupan Pengukuran parameter persen penutupan dilakukan setiap tiga hari sekali. Pertimbangan interval selang waktu yang digunakan adalah kemampuan dari Azolla pinnata untuk menggandakan diri dengan cepat.
Alat yang digunakan untuk
menghitung persen penutupan adalah dua buah penggaris 20 cm.
Data yang
13
diperoleh pada tiap ulangan kemudian dirata-ratakan untuk dilihat pertumbuhan Azolla pinnata di setiap dosis perlakuan.
3.3.4 Unsur hara (NH3, NO3, NO2, dan P2O5) Pengukuran parameter unsur hara dilakukan setiap seminggu sekali. Pengambilan contoh sampel air pada tiap wadah perlakuan dilakukan pada saat pagi hari. Pertimbangan waktu pengambilan contoh ini adalah waktu saat tumbuhan Azolla pinnata dan fitoplankton melakukan fotosintesis.
Metode analisis yang
digunakan adalah metode Phenate (Greenberg et al. 1995).
3.3.5 Kualitas air (intensitas cahaya, pH, dan suhu) Pengukuran kualitas air dilakukan pada waktu siang hari. Pertimbangan waktu pengukuran adalah kondisi waktu penyinaran matahari yang paling kuat, sedangkan untuk pagi dan sore diukur secara acak untuk pemilihan hari.
Hal tersebut
dipengaruhi oleh faktor cuaca pada saat penelitian berlangsung yang relatif sama pada saat pagi maupun sore hari sehingga penyinaran matahari yang diterima pada tiap wadah pun sama. Kondisi ini pun berlaku pada parameter pH dan suhu yang juga diukur bersamaan dengan waktu pengukuran intensitas cahaya. Alat-alat yang digunakan untuk mengukur parameter kualitas air antara lain Luxmeter, pH meter, dan thermometer. Interval waktu pengukuran dilakukan setiap tiga hari sekali. Pengukuran ini juga dilakukan bersama dengan parameter persen penutupan.
3.4 Analisis Data 3.4.1 Rancangan penelitian Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap sederhana. Rancangan ini pada dasarnya menjaga kondisi faktor-faktor lain dalam kondisi tetap.
Data
yang diolah pada rancangan ini adalah kandungan nitrogen pada Azolla pinnata di akhir pengamatan. Bentuk umum dari model linear aditif (Siregar 2004) adalah Yij = µ + τi + εij
14
Keterangan: i j Yij µ τi εij
: Ulangan pengambilan contoh Azolla pinnata pada tiap dosis yang diamati : Perlakuan yang diberikan pada media tumbuh Azolla pinnata dengan kadar pupuk yang berbeda : Kandungan Nitrogen Azolla pinnata yang dihasilkan pada tiap ulangan dan perlakuan yang diamati : Rataan umum : Pengaruh perlakuan kadar pupuk yang berbeda : Pengaruh acak pada perlakuan ke-i ulangan ke-j Data yang telah diperoleh pada penelitian ini diuji dengan menggunakan tabel
dan hipotesis. Data kandungan nitrogen pada Azolla pinnata tersebut diuji secara statistik dengan mencantumkan ke dalam tabel sidik ragam (TSR) yang dikenal dengan sebutan tabel anova (Tabel 1). Hipotesis yang diujikan adalah mengetahui ada atau tidaknya perbedaan dosis perlakuan
yang diberikan dengan besarnya
kandungan nitrogen yang dihasilkan oleh Azolla pinnata.
Tabel 1. Tabel sidik ragam rancangan acak lengkap Sumber
Derajat
Jumlah
Kuadrat
Keragaman
Bebas
Kuadrat (JK)
Tengah (KT)
Perlakuan
p-1
JKP
KTP
Sisa
p(q-1)
JKS
KTS
Total
pq-1
JKT
F Hitung KTP/KTS
Pengujian hipotesis dilakukan untuk mengetahui pengaruh dosis kotoran ayam yang berbeda terhadap hasil kandungan nitrogen (disebut juga TKN) pada Azolla pinnata. Berikut adalah hipotesis yang digunakan pada penelitian ini.
H0 : pemberian dosis pupuk yang berbeda pada medium pertumbuhan Azolla pinnata tidak memberikan nilai rata-rata TKN yang berbeda. µ1 = µ2 = µ3 = µ4 H1 : sedikitnya ada satu pemberian dosis pupuk pada medium pertumbuhan Azolla pinnata yang memberikan nilai rata-rata TKN yang berbeda. µ1 ≠ µ2 ≠ µ3 ≠ µ4
15
3.4.2 Uji Beda Nyata Terkecil Pengujian beda nyata terkecil (BNT) merupakan pengujian yang dilakukan untuk melihat perbedaan pengaruh yang nyata pada setiap perlakuan. Beberapa persyaratan yang diperlukan dalam menerapkan uji ini antara lain data rata-rata setiap perlakuan, derajat bebas galat, taraf nyata, dan tabel t-student (Matjik 2002). d = yi. - yj. Keterangan: yi. : rataan perlakuan ke-i yj. : rataan perlakuan ke-j. Kaidah pengambilan keputusan pada pengujian beda nyata terkecil dilakukan dengan melihat dua nilai.
Pertama, jika nilai d ≤ BNT maka gagal tolak H0.
Keputusan tersebut mengandung pengertian bahwa antar perlakuan tersebut tidak berbeda nyata pada taraf 0,05. Kedua, jika nilai d > BNT maka keputusan yang diambil adalah tolak H0. Keputusan tersebut mengandung pengertian bahwa antar perlakuan tersebut berbeda nyata pada taraf 0,05.
Keterangan:
α dbs KTS
: taraf nyata (α = 0,05) : derajat bebas sisa/galat : kuadrat tengah sisa/galat
16
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil 4.1.1 Pertumbuhan Azolla pinnata 1. Biomassa Bobot maksimum rata-rata terdapat pada dosis 5 ppm sebesar 34,6 gram dan bobot minimum rata-rata yang dihasilkan terdapat pada dosis 20 ppm sebesar 4,5 gram (Gambar 3).
Biomassa (gram)
50
40 30
20 10
0 0
7
14
21
Waktu Pengamatan (hari) Gambar 3. Hasil pengukuran parameter biomassa Azolla pinnata.
♦ Dosis 0 ppm
■ Dosis 5 ppm
▲ Dosis 10 ppm
×
Dosis 20 ppm
2. Persen Penutupan Hasil pengamatan menunjukan bahwa nilai rata-rata persen penutupan Azolla pinnata pada dosis 5 ppm dapat menutupi seluruh luas permukaan pada hari ke-18 (Lampiran 6). Pada dosis 0 ppm, 10 ppm dan 20 ppm mengalami persen penutupan yang sempit (Gambar 4).
Persen Penutupan (%)
17
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
3
6
9 12 15 Waktu Pengamatan
18
21
Gambar 4. Hasil pengukuran parameter persen penutupan Azolla pinnata.
■ Dosis 5 ppm
♦ Dosis 0 ppm
▲ Dosis 10 ppm
×
Dosis 20 ppm
4.1.2 Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) Nilai rata-rata TKN pada Azolla pinnata di awal pengamatan adalah 3,6 µg. Hasil pengekstrakan Azolla pinnata menunjukan nilai TKN yang meningkat pada akhir pengamatan (Tabel 2). Peningkatan nilai rata-rata TKN yang paling tinggi terdapat pada dosis 5 ppm yaitu sebesar 352,0 µg. Peningkatan nilai rata-rata TKN yang paling rendah terdapat pada dosis 0 ppm yaitu sebesar 20,1 µg. Nilai TKN tersebut apabila dikalikan dengan faktor perkalian “n” metode Kjeldahl (Sudamadji 1989) akan menghasilkan nilai protein yang dimiliki oleh Azolla pinnata. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa dosis 5 ppm paling tinggi yaitu 2200,3 µg.
Tabel 2. Nilai rata-rata TKN dan protein pada Azolla pinnata pada tiap dosis perlakuan Dosis 0 ppm
Awal Pengamatan TKN (µg) Protein (µg) 3,6 22,6
Akhir Pengamatan TKN (µg) Protein (µg) 20,1
125,6
5 ppm
3,6
22,6
352,0
2200,3
10 ppm
3,6
22,6
229,0
1431,3
20 ppm
3,6
22,6
38,7
241,6
18
4.1.4 Unsur hara
1. Ammonia (NH3) Hasil penghitungan ammonia
menunjukkan bahwa pada dosis 20
ppm
memiliki nilai rata-rata yang tinggi sebesar 2,69 mg/L pada pengambilan contoh hari ke-14. Pada dosis 0 ppm memiliki nilai konsentrasi ammonia yang rendah. Nilai rata-rata yang terdapat pada dosis 0 ppm adalah 0,11 mg/L pada pengambilan contoh hari ke-7.
Nilai konsentrasi ammonia yang muncul pada dosis 0 ppm diduga
berasal dari Azolla pinnata yang mati dan berubah menjadi bahan organik (Gambar 5).
Konsentrasi ammonia pada dosis 5 ppm cenderung mengalami penurunan
hingga akhir pengamatan.
Kondisi tersebut diduga karena terjadi pemanfaatan
nitrogen dalam bentuk ammonia oleh Azolla pinnata.
Ammonia (mg/L)
3,30 2,75 2,20 1,65 1,10 0,55 0,00 0
7 14 Waktu Pengamatan (hari)
21
Gambar 5. Hasil analisis parameter ammonia (NH3).
♦ Dosis 0 ppm
■ Dosis 5 ppm
▲ Dosis 10 ppm
×
Dosis 20 ppm
2. Nitrat (NO3) Hasil penghitungan nitrat menunjukkan bahwa dosis 5 ppm memiliki nilai rata-rata yang maksimum sebesar 0,50 mg/L. Dosis 10 ppm memiliki nilai rata-rata yang sangat rendah pada pengambilan contoh hari ke-7 yaitu 0,02 mg/L (Gambar 6).
19
Nitrat (mg/L)
0,60
0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0
7 14 Waktu Pengamatan (hari)
21
Gambar 6. Hasil analisis parameter nitrat (NO3).
♦ Dosis 0 ppm
■ Dosis 5 ppm
▲ Dosis 10 ppm
×
Dosis 20 ppm
3. Nitrit (NO2) Hasil penghitungan nitrit menunjukkan bahwa nilai rata-rata konsentrasi yang tinggi pada dosis 20 ppm sebesar 1,328 mg/L. Nilai rata-rata konsentrasi nitrit pada dosis 0 ppm sangat rendah dan tidak terdeteksi (Gambar 7). Konsentrasi nitrit dalam air umumnya rendah pada kondisi oksigen yang tinggi.
Nitrit (mg/L)
1,500 1,200 0,900 0,600 0,300 0,000
0
7
14
21
Waktu Pengamatan (hari)
Gambar 7. Hasil analisis parameter nitrit (NO2)
♦ Dosis 0 ppm
■ Dosis 5 ppm
▲ Dosis 10 ppm
×
Dosis 20 ppm
20
4. Total P2O5 Hasil penghitungan total P2O5 menunjukkan bahwa nilai rata-rata tertinggi terdapat pada dosis 20 ppm meningkat pada pengambilan contoh hari ke-14 yaitu sebesar 2,72 mg/L. Dosis 0 ppm memiliki konsentrasi total P2O5 terendah pada pengambilan contoh hari ke-14 sebesar 0,07 mg/L (Gambar 8). Perubahan nilai rata-rata konsentrasi total P2O5 dipengaruhi oleh perubahan nilai pH dan intensitas cahaya. Perubahan nilai tersebut juga dapat dipengaruhi oleh pemanfaatan oleh alga, bakteri maupun tanaman air (Wetzel & Likens 1995).
Total P2O5 (mg/L)
3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0
7 14 Waktu Pengamatan (hari)
21
Gambar 8. Hasil analisis parameter total P2O5
♦ Dosis 0 ppm
■ Dosis 5 ppm
▲ Dosis 10 ppm
×
Dosis 20 ppm
4.1.5 Kualitas air Kondisi lingkungan berupa parameter kualitas air yang diamati hampir sama untuk setiap perlakuan. Hal ini disebabkan karena lokasi penelitian serta tata letak wadah terhadap penyinaran matahari adalah sejajar dan sama. Perbedaan nilai yang diamati tersebut tidak terlalu besar dan tidak terlalu memberikan dampak yang sangat berbeda di tiap wadah sehingga kisaran nilai dapat dilihat secara keseluruhan. Parameter kualitas air berupa pH menunjukkan kisaran nilai sebesar 6,75-8,03. Parameter suhu selama penelitian berlangsung berkisar antara 26 0C sampai 28 0C. Pengukuran parameter intensitas cahaya berada pada kisaran 500-6500 lux/fc atau
21
setara dengan 5-65 mV. Pengukuran ini menggunakan batas pengukuran 20000 lux/fc pada alat Luxmeter (catatan: 1 lux/fc = 0,01 mV).
4.2 Pembahasan Pemberian dosis pupuk yang sesuai pada Azolla pinnata dapat menghasilkan bentuk daun dan akar yang segar. Warna daun yang tampak hijau muda serta jumlah akar yang banyak terdapat pada dosis 5 ppm. ketersediaan unsur hara (N dan P) yang cukup. dan saling tumpang tindih.
Kondisi ini diduga karena
Bentuk daun tampak menumpuk
Akar pada Azolla pinnata bersifat
mudah patah
meskipun memiliki jumlah yang cukup padat. Nilai biomassa Azolla pinnata pada
dosis 5 ppm menggambarkan
pertumbuhan yang baik. Peningkatan biomassa yang terjadi pada dosis 5 ppm dapat mencapai nilai maksimum setelah mengalami proses pertumbuhan yang berlangsung selama duapuluh satu hari. Aorora & Saxena (2005) menyatakan bahwa dosis 5 ppm (dosis P dalam bentuk potassium dihydrogen phosphate) merupakan dosis yang optimum untuk menghasilkan biomassa Azolla yang baik. Pertumbuhan Azolla pinnata juga dapat diukur dengan menggunakan parameter persen penutupan.
Nilai rata-rata persen penutupan pada dosis 5 ppm
dapat mencapai persen penutupan yang paling luas dibandingkan dengan dosis lainnya (Lampiran 6). Pertumbuhan Azolla pinnata tersebut berlangsung cepat dan menyebar hingga menutupi luas permukaan media. Pengukuran pada dosis 10 ppm dan 20 ppm menghasilkan nilai persen penutupan yang sempit, artinya tidak dapat menutupi seluruh luas permukaan wadah. Tumbuhan Azolla pinnata yang dibiakkan dengan dosis 0 ppm tidak dapat mencapai persen penutupan yang luas hingga akhir pengamatan. Spesies Azolla pinnata memiliki kemampuan untuk menghasilkan TKN selama proses pertumbuhan. Perbedaan dosis kotoran ayam yang digunakan selama penelitian dapat menghasilkan TKN yang berbeda. Dosis 0 ppm memiliki TKN Azolla pinnata yang paling rendah yaitu 20,1 µg. Dosis 5 ppm memiliki rata-rata TKN yang paling besar yaitu 352,0 µg. Jumlah bahan organik yang melimpah dapat menurunkan nilai TKN pada Azolla pinnata.
Hasil perhitungan nilai TKN pada dosis 10 ppm dan 20 ppm
22
menunjukkan bahwa semakin tinggi dosis P yang diberikan maka semakin kecil nilai TKN yang akan dihasilkan oleh Azolla pinnata. Nilai rata-rata TKN Azolla pinnata pada dosis 10 ppm adalah 229,0 µg. Nilai rata-rata TKN Azolla pinnata pada dosis 20 ppm adalah 38,7 µg.
Lumpkin & Plucknett (1982) dalam
penelitiannya menemukan bahwa dosis maksimum untuk pertumbuhan Azolla pinnata adalah 20 ppm. Berdasarkan hasil perhitungan rancangan acak sederhana (Lampiran 7), nilai F hitung > F tabel. Wilayah kritik untuk data tersebut adalah F hitung > 4,07. Dengan demikian keputusan untuk hipotesis tersebut adalah tolak H0 dan dapat disimpulkan bahwa sedikitnya ada satu pemberian dosis pupuk pada medium pertumbuhan Azolla pinnata yang memberikan nilai rata-rata TKN yang berbeda. Pengujian dilanjutkan dengan melakukan uji beda nyata terkecil (BNT) pada selang kepercayaan 95% (Lampiran 8). Nilai rata-rata TKN Azolla pinnata pada dosis 0 ppm tidak berbeda nyata dengan dosis 20 ppm, maka keputusan yang diambil adalah gagal tolak H0. Nilai rata-rata TKN pada dosis 5 ppm tidak berbeda nyata dengan dosis 10 ppm, maka keputusan yang diambil adalah gagal tolak H 0. Nilai rata-rata TKN pada dosis 5 ppm berbeda nyata dengan dosis 0 ppm, maka keputusan yang diambil adalah tolak H0. Nilai rata-rata TKN pada dosis 10 ppm tidak berbeda nyata dengan dosis 20 ppm, maka keputusan yang diambil adalah gagal tolak H0. Nilai rata-rata TKN pada dosis 10 ppm tidak berbeda nyata dengan dosis 0 ppm, maka keputusan yang diambil adalah gagal tolak H0. Nilai rata-rata TKN pada dosis 5 ppm berbeda nyata dengan dosis 20 ppm, maka keputusan yang diambil adalah tolak H0. Berdasarkan data yang diuji tersebut maka dapat dijelaskan bahwa pengaruh ketersediaan unsur hara berupa dosis kotoran ayam yang berbeda dapat menentukan nilai TKN yang dihasilkan oleh Azolla pinnata. Kemampuan Azolla pinnata yang sangat baik dalam melakukan fiksasi nitrogen terdapat pada dosis 5 ppm dan memiliki nilai rata-rata TKN yang berbeda nyata dengan dosis 0 ppm dan 20 ppm. Nilai konsentrasi ammonia pada dosis 5 ppm mengalami penurunan hingga akhir pengamatan. Konsentrasi ammonia di dalam air yang menurun diduga terjadi karena ada pemanfaatan langsung oleh Azolla pinnata.
23
Nitrat juga memiliki peran penting sebagai unsur hara dalam media air. McKee (1962) menyatakan bahwa sumber utama unsur hara yang dimanfaatkan oleh tumbuhan air adalah ammonia, nitrat, dan fosfat total.
Dosis 5 ppm memiliki
konsentrasi nitrat yang cukup tinggi sebanding dengan perubahan nilai konsentrasi ammonia yang terurai pada proses nitrifikasi.
Dosis 0 ppm memiliki nilai
konsentrasi nitrat yang cukup tinggi namun tidak terlalu mempengaruhi perubahan konsentrasi ammonia. Nitrit merupakan bentuk peralihan dan terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit di perairan. Goldman & Horne (1983) menyatakan bahwa jumlah nitrit yang tersedia dalam air hanya sedikit dan bergantung pada keberadaan oksigen. Nitrit dapat berubah menjadi ammonia pada kondisi air yang anoksik. Nilai konsentrasi yang tinggi terdapat pada dosis 10 ppm dan 20 ppm. Kondisi tersebut sebanding dengan keadaan pada konsentrasi ammonia dan nitrat masing-masing dosis. Dosis 0 ppm dan dosis 5 ppm memiliki konsentrasi nitrit yang mendekati angka nol pada seluruh pengukuran. Penyebab nilai konsentrasi yang mendekati angka nol tersebut dapat diduga karena proses nitrifikasi yang berjalan baik. Kandungan fosfat dalam air dapat dimanfaatkan oleh Azolla pinnata dalam bentuk bahan anorganik. Nilai P yang digunakan berasal dari bahan organik berupa kotoran ayam yang dihitung dalam bentuk total P2O5. Hasil akhir dari penelitian ini dapat diinformasikan bahwa nilai TKN yang paling baik terdapat pada dosis 5 ppm, yaitu sebesar 352,0 µg. Azolla pinnata pun dapat tumbuh dan berkembang dengan biomassa yang paling tinggi sebesar 34,6 gram dan persen penutupan yang paling luas dibandingkan dengan dosis lain. Salah satu hal penting yang harus diperhatikan apabila ingin melakukan usaha kultur Azolla pinnata adalah munculnya hama, seperti cacing dan jentik serangga, selama proses kultur. Hama tersebut harus selalu dicegah agar tidak memakan tumbuhan ini. Azolla pinnata dikenal sangat sensitif terhadap kondisi lingkungan yang kering. Oleh sebab itu permukaan daun harus tetap dalam kondisi yang lembab atau minimal terkena air setiap hari agar daun tidak mudah layu dan berubah menjadi cokelat. Dengan demikian salah satu upaya untuk mengeksplorasi potensi tumbuhan ini telah dilakukan dan dapat menjadi pengetahuan baik bagi para pelaku budidaya tumbuhan Azolla pinnata maupun penelitian selanjutnya.
24
5. KESIMPULAN
Perlakuan dosis kotoran ayam yang diberikan pada setiap media pertumbuhan Azolla pinnata menghasilkan nilai rata-rata kandungan nitrogen yang berbeda. Nilai rata-rata terbesar kandungan nitrogen tersebut dihasilkan oleh Azolla pinnata yang ditumbuhkan pada media air dengan perlakuan dosis kotoran ayam setara dengan 5 ppm P dalam bentuk P2O5.
25
DAFTAR PUSTAKA
Alalade OA & Iyayi EA. 2006. Chemical Composition and the Feeding Value of Azolla (Azolla pinnata) Meal for Egg-Type Chicks. Department of Animal Science, Faculty of Agriculture and Forestry. University of Ibadan, Nigeria. International Journal of Poultry Science 5 (2): 137-141. Arifin Z. 2003. Azolla. Pembudidayaan dan Pemanfaatan pada Tanaman Padi. Penebar Swadaya. Jakarta Aorora A & Saxena S. 2005. Phosphorus requirements of Azolla microphylla. Center for Conservation of Blue Green Algae. Indian Agricultural Research Institute (IARI). New Delhi 110012. India. IRRN 30.2, pp 25. Basak B, Pramanik AH, Rahman MS, Tarafdar SU, & Roy BC. 2002. Azolla pinnata as a Feed Ingredient in Broiler Ration. International Journal of Poultry Science. 1 (1): 29-34. Fasakin EA. 1998. Nutrient quality of leaf protein concentrates produced from water fern (Azolla Africana Desv) and duckweed (Spirodela polyrrhiza L.Schleiden). Federal University of Technology. Departement of Fisheries and Wildlife. PMB 704, Akure, Nigeria. 185-187. Ferentinos L, Smith J, & Valenzuela H. 2002. Suistainable Agriculture Green Manure Crops. College of Tropical Agriculture and Human Resources. University of Hawai at Manoa. SA-GM-2. Goldman CR. & Horne AJ. 1983. Limnology. McGraw-Hill Book Company. Greenberg A.E, Clesceri L.S, & Eaton A.D. 1995. Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association. Washington, DC 20005 (edisi 19). Khan MM. 1983. Azolla agronomy. Institute of Biological Sciences of the University of the Phillippines. Khan MM. 1988. A Primer on Azolla Production & Utilization in Agriculture. Institute of Biological Sciences of the University of the Phillippines. Lumpkin TA & Plucknett DL. 1980. Azolla: Botany, physiollogy and use as green manure. Economic Botany. 34 (2): 111-153. Lumpkin TA & Plucknett DL. 1982. Azolla as a Green Manure: Use and Management in Crop Production.Westview Press. Colorado.
26
Mangaraj BN & Maurya BR. 1997. Effect of Phosphorus and Zinc on Growth and Nitrogen Fixation of Azolla caroliniana (Wild). Journal of the Indian Society of Soil Science. Vol 45, No 3, pp 498-502. Mattjik A.A. 2002. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. IPB press (jilid 2). McKee HS. 1962. Nitrogen Metabolism in Plant. Clarendon Press.Oxford. Metzgar JS, Schneider H, & Pryer KM. 2007. Phylogeny and Divergence Time Estimates for The Fern Genus Azolla (Salviniaceae). Int. J. Plant Sci. 168(7):1045–1053. Musnamar ES. 2003. Pupuk Organik: Cair dan Padat, Pembuatan, dan Aplikasi. Penebar Swadaya. Jakarta. Sahoo S & Datta BK. 1997. Effect of Azolla caroliniana and Sesbania rostrata on rice yield. Vivekananda Institute of Biotechnology, P.O. Nimpith Ashram, South 24-Parganas, West Bengal 743338 India. IRRN 1997, pp 40. Singh PK. 1979. Use of Azolla in rice production in India. Nitrogen and Rice. IRRI Sudamadji. 1989. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian Yogyakarta: Liberti bekerjasama dengan PAU Pangan dan Gizi UGM. Siregar S. 2004. Statistik terapan untuk penelitian. P.T. Gramedia Widisarana Indonesia. Jakarta. Tamad. 1994. Peranan Azolla sp. dan Penggenangan dalam Menekan Penguapan NH3 pada Beberapa Takaran Urea dari Tanah Sawah [tesis]. Program Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor Taro M & Makai. 1997. A Taro Production and Business Guide for Hawai`i Growers. College of Tropical Agriculture and Human Resources, University of Hawai`i at Manoa. 108 pages Wetzel RG & Likens GE. 1995. Limnological Analyses. Springer-Verlag. New York Berlin Heidelberg (edisi 2).
27
LAMPIRAN
28
Lampiran 1 . Hasil Identifikasi Tumbuhan Azolla pinnata. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.
29
Lampiran 2. Penyiapan media a. Urutan posisi wadah terhadap sinar matahari Sinar Matahari
U3
U2
U2
Keterangan: Lokasi
U1, U2, dan U3
b. Foto posisi wadah
U2
U3
U3
U3
U1
U1
U1
: Laboratorium Biologi Mikro Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan : Ulangan pada masing-masing dosis : Dosis 0 ppm : Dosis 5 ppm : Dosis 10 ppm : Dosis 20 ppm
U2
U1
30
Lampiran 3. Hasil Analisis Contoh Pupuk. Balai Penelitian Tanah.
31
Lampiran 4. Perhitungan dosis kotoran ayam Ukuran wadah yang digunakan adalah = 30 x 30 x 30 = 27.000 cm3 Volume air yang digunakan sebagai media pertumbuhan Azolla pinnata adalah = 30 x 30 x 25 = 22.500 cm3 = 22,5 dm3 = 22,5 liter
Hasil uji laboratorium Balai Penelitian Tanah terhadap kandungan P pada kotoran ayam yang digunakan adalah 2,35%. Dengan demikian dapat diperoleh berat kotoran ayam yang akan digunakan dalam menentukan dosis perlakuan sebagai berikut:
Dosis 0 ppm = 0 mg/L x 22,5 L x (100/2,35) = 0 mg = 0,000 gram kotoran ayam Dosis 5 ppm = 5 mg/L x 22,5 L x (100/2,35) = 4787,21 mg = 4,787 gram kotoran ayam Dosis 10 ppm = 10 mg/L x 22,5 L x (100/2,35) = 9574,43 mg = 9,574 gram kotoran ayam Dosis 20 ppm = 20 mg/L x 22,5 L x (100/2,35) = 19148,85 mg = 19,149 gram kotoran ayam
32
Lampiran 5. Kotoran ayam yang dibungkus dengan kain kasa
33
Lampiran 6. Hasil persen penutupan yang luas pada dosis 5 ppm
Pengambilan contoh persen penutupan hari ke-18 untuk ulangan 1 dan 2
34
Lampiran 7. Perhitungan rancangan acak lengkap sederhana Tabel anova Anova: Single Factor SUMMARY Groups Column 1 Column 2 Column 3 Column 4 ANOVA Source of Variation Between Groups Within Groups Total
Count 3 3 3 3
SS 227822, 9 2620,8 230443, 7
Sum 60,3 1056,1 687,0 116,0
Averag e 20,1 352,0 229,0 38,7
Varianc e 3,5 817,7 487,1 2,1
df
MS
F
3 75941,0 8 327,6 11
231,8
P-value 4,09822E08
F crit 4,07
35
Lampiran 8. Hasil uji lanjut beda nyata terkecil (BNT) nilai Total Kjeldahl Nitrogen Azolla pinnata pada masing-masing dosis perlakuan
= 1,86 x 112,5 = 209,3 Dosis 0 ppm
Rataan 20,1
5 ppm
352,0
10 ppm 229,0
20 ppm 38,7
d = yi - yj Dosis 20 ppm - Dosis 0 ppm Dosis 5 ppm - Dosis 10 ppm Dosis 5 ppm - Dosis 0 ppm Dosis 10 ppm - Dosis 20 ppm Dosis 10 ppm - Dosis 0 ppm Dosis 5 ppm - Dosis 20 ppm
18,6
<
BNT 209,3
123,0
<
209,3
332,0
>
209,3
190,3
<
209,3
208,9
<
209,3
313,4
>
209,3
Beda Tak nyata Tak nyata Nyata Tak nyata Tak nyata Nyata
