KEMAMPUAN Spirogyra sp. DALAM MEMANFAATKAN NUTRIEN PADA MEDIA YANG DIPERKAYA KALSIUM (Ca) DENGAN LAMA PENYINARAN YANG BERBEDA
ANES FEBRIAWATI
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kemampuan Spirogyra sp. dalam Memanfaatkan Nutrien pada Media yang Diperkaya Kalsium (Ca) dengan Lama Penyinaran yang Berbeda adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber 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, September 2015 Anes Febriawati NIM C24110002
ABSTRAK ANES FEBRIAWATI. Kemampuan Spirogyra sp. dalam Memanfaatkan Nutrien pada Media yang Diperkaya Kalsium (Ca) dengan Lama Penyinaran yang Berbeda. Dibimbing oleh NIKEN TUNJUNG MURTI PRATIWI dan INNA PUSPA AYU. Pertumbuhan Spirogyra sp. dipengaruhi oleh ketersediaan nutrien dan cahaya. N dan P merupakan nutrien esensial yang dibutuhkan oleh Spirogyra sp. untuk pertumbuhan, sedangkan kalsium dimanfaatkan untuk pembentukan dinding sel. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien N dan P pada media yang diperkaya kalsium pada periode penyinaran yang berbeda. Kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien ditentukan melalui perubahan konsentrasi nutrien pada media dan biomassa Spirogyra sp. Nutrien yang dianalisis berupa nitrat, nitrit, amonia (amonium), ortofosfat, dan kalsium. Perlakuan yang diberikan adalah perbedaan lama penyinaran (12 dan 24 jam) selama tujuh hari pengamatan. Pada penyinaran 12 jam tingkat penyerapan nutrien oleh Spirogyra sp. lebih tinggi dibandingkan pada penyinaran 24 jam, namun peningkatan biomassa tertinggi terjadi pada penyinaran 24 jam sebesar 73%. Berdasarkan uji regresi berganda diketahui bahwa pertumbuhan Spirogyra sp. lebih dipengaruhi oleh keberadaan N, baik untuk penyinaran 12 maupun 24 jam. Kata kunci: cahaya, kalsium, nutrien, Spirogyra sp.
ABSTRACT ANES FEBRIAWATI. The Nutrients Utilization of Spirogyra sp in Calcium Enriched Culture Media under Different Photoperiods. Supervised by NIKEN TUNJUNG MURTI PRATIWI and INNA PUSPA AYU The growth Spirogyra sp. was influenced by the availability of nutrients and light. N and P are essential nutrients required for the growth of Spirogyra sp., while calcium is used for the formation of cell walls. The purpose of this study was to analyze the ability of Spirogyra sp. in utilizing nutrients N and P in calcium enriched culture media under different photoperiods. The ability of Spirogyra sp. to utilize the nutrients can be determined by the changes of nutrient concentrations in the media and the biomass Spirogyra sp. The nutrients were nitrate, nitrite, ammonia (ammonium), orthophosphate, and calcium. The treatments were different photoperiods of culture (12 and 24 hours) seven days of observation. The 12-hour than the 24-hour irradiation has higher rate of nutrients absorption, but the increase in biomass was highest on 24 hours exposure by 73%. Based on the multiple regression analysis, the growth of Spirogyra sp. was more influenced by the presence of N, both for 12 and 24 hours of irradiation. Keywords: calcium, light, nutrient, Spirogyra sp.
KEMAMPUAN Spirogyra sp. DALAM MEMANFAATKAN NUTRIEN PADA MEDIA YANG DIPERKAYA KALSIUM (Ca) DENGAN LAMA PENYINARAN YANG BERBEDA
ANES FEBRIAWATI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
Judul Skripsi : Kemampuan Spirogyra sp. dalam Memanfaatkan Nutrien pada Media yang Diperkaya Kalsium (Ca) dengan Lama Penyinaran yang Berbeda Nama : Anes Febriawati NIM : C24110002
Disetujui oleh
Dr Ir Niken TM Pratiwi, MSi Pembimbing I
Inna Puspa Ayu, SPi, MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Mohammad Mukhlis Kamal, MSc Ketua Departemen
Tanggal Lulus
:
PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya yang telah diberikan kepada Penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Kemampuan Spirogyra sp. dalam Memanfaatkan Nutrien pada Media yang Diperkaya Kalsium (Ca) dengan Lama Peyinaran yang Berbeda. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Penulis menyampaikan terimakasih kepada: 1. Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan kesempatan untuk studi di Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan. 2. Beasiswa POM dan PPA BBM IPB yang telah memberikan bantuan biaya perkuliahan. 3. Bantuan Operasional Perguruan Tinggi Negeri (BOPTN) Nomor 128/ IT3.11/ LT/ 2014 dengan judul Eksplorasi Potensi Filamentus Mikroalgae sebagai Alternatif Sumberdaya Terbarukan yang telah memberikan bantuan dana penelitian. 4. Prof Dr Ir Ridwan Affandi selaku dosen pembimbing akademik atas arahan dan masukan selama penulis melaksanakan studi. 5. Dr Ir Niken TM Pratiwi, MSi selaku dosen pembimbing I dan Inna Puspa Ayu, SPi, MSi selaku pembimbing II yang telah memberikan arahan, maupun kritik dan saran dalam penyelesaian skripsi ini. 6. Dr Ir Hefni Effendi, M.Phil selaku penguji tamu Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan. 7. Ayah Satori, ibu Suparmiasih, adik Dio Bagus Setiawan dan Alisha Khanza Az-zahra, mbah Misnah, beserta keluarga yang selalu memberikan dukungan, semangat, dan doa. 8. Seluruh staf Laboratorium Riset Plankton (Kak Apri dan Tias), Biologi Mikro (Bu Siti, Mbak Aay, Mbak Dede, Kak Zulmi), Produktivitas Lingkungan (Proling), dan Oseanografi Umum, FPIK IPB. 9. Chronicle, GG, Cita, Irma, Mbak Oky, Bayu, Goran, Desi, Fitri, Ema, Daus, Mbak Novita, dan teman-teman MSP 48, 47, 46, 45, serta semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Demikian skripsi ini disusun, semoga bermanfaat.
Bogor, September 2015 Anes Febriawati
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Pelaksanaan Penelitian Pengumpulan Data Analisis Data Persentase perubahan nilai parameter kualitas air Waktu penggandaan (doubling time) Spirogyra sp. Rasio N dan P Rancangan Acak Lengkap (RAL) in time Uji wilayah berganda (Duncan) Regresi berganda HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Suhu media kultur Spirogyra sp. Cahaya pH media kultur Spirogyra sp. Kalsium (Ca2+) Nitrat (NO3-) Nitrit (NO2-) Amonium (NH4+) Ortofosfat Pertumbuhan Spirogyra sp. Hubungan antara nutrien dengan biomassa Spirogyra sp. Pembahasan KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
vi vi vi 1 1 2 3 3 3 3 4 5 5 5 6 6 8 8 8 8 8 9 10 10 11 12 12 13 14 14 15 17 17 20
DAFTAR TABEL 1 2 3 4
Parameter fisika, kimia, dan biologi Tabel ANOVA Tingkat laju pertumbuhan relatif (RGR) dan waktu penggandaan (DT) Persamaan regresi berganda nutrien dengan biomassa Spirogyra sp.
4 7 14 15
DAFTAR GAMBAR 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Skema perumusan masalah kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien pada media yang diperkaya kalsium (Ca) dengan lama penyinaran yang berbeda Rancangan penelitian Suhu pada media kultur Spirogyra sp. selama penelitian Nilai cahaya selama penelitian Nilai pH pada media kultur Spirogyra sp. selama penelitian Perubahan konsentrasi kalsium (Ca) awal dan akhir pada Spirogyra sp. Perubahan konsentrasi kalsium (Ca) total pada Spirogyra sp. Perubahan konsentrasi nitrat pada media Perubahan konsentrasi nitrit pada media Perubahan konsentrasi amonium pada media Perubahan konsentrasi ortofosfat pada media Perubahan bobot biomassa Spirogyra sp.
2 4 9 9 10 10 11 11 12 13 13 14
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7 8
Rak penelitian Perbandingan performa sel Spirogyra sp. Perubahan warna media Kandungan pupuk gandasil Rumus perhitungan amonium Rumus rasio molar N:P RAL in time Regresi berganda
20 21 21 22 23 23 24 26
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kelas Chlorophyceae merupakan salah satu kelompok alga dari filum Chlorophyta yang sangat mudah ditemukan di perairan. Ciri umum dari kelas ini adalah berwarna hijau, uniseluler, berkoloni, atau membentuk filamen. Spirogyra sp. adalah salah satu jenis alga berfilamen dari kelas Chlorophyceae yang dapat ditemukan secara bebas di perairan tawar seperti, kolam, danau, parit atau selokan, serta aliran sungai kecil (Eshaq et al. 2010). Secara kasat mata, Spirogyra sp. berbentuk seperti helaian rambut halus berwarna hijau yang mengapung di perairan. Jika diamati secara detail menggunakan mikroskop, Spirogyra sp. memiliki kloroplas spiral. Ada perbedaan performa antara Spirogyra sp. yang muda dan tua. Spirogyra sp. muda warna tampak hijau terang, inti sel masih rapat, dan teratur, sedangkan Spirogyra sp. tua warna tampak hijau kehitaman, inti sel sudah merenggang, dan putus-putus. Pertumbuhan Spirogyra sp. dipengaruhi oleh nutrien dan cahaya. McKernan dan Juliano (2001) menyatakan adanya korelasi antara penambahan nutrien dengan tingkat pertumbuhan mikroalga. Nutrien (khususnya nitrogen dan fosfor) mempengaruhi pertumbuhan alga. Nutrien menjadi faktor pembatas atas pertumbuhan mikroalga, khususnya nitrogen dan fosfat, jika hanya terdapat satu nutrien (nitrogen atau fosfor) yang tersedia, maka hal ini akan menghambat pertumbuhan mikroalga (Fried et al. 2003). Hasil penelitian Gallego et al. (2013) menyatakan bahwa Spirogyra africana dapat tumbuh dengan baik pada media dengan rasio N:P 8,5:1. Seperti halnya nutrien, cahaya juga diperlukan untuk proses fotosintesis. Ryther (1956) menyatakan bahwa interval intensitas cahaya yang dapat dimanfaatkan secara optimum oleh Chlorophyta adalah 500-750 footcandles. Teori nutrisi tanaman menyatakan bahwa alga, kecuali Spirogyra sp. dan Vaucheria, pada dasarnya tidak memerlukan kalsium (Dvorakova dan Hladka 1976). Kalsium dapat dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. dalam pembentukan dinding sel. Dinding sel Spirogyra sp. terdiri dari selulosa dan pektin. Pektin dapat membebaskan kelompok-kelompok carboxyl yang kemudian akan mengikat kalsium. Jika kandungan kalsium terlalu rendah, dinding sel akan menjadi lebih fleksibel dan mudah sobek. Sebaliknya, jika kandungan kalsium terlalu tinggi maka dinding sel akan kekurangan plastisitas (Hepler 2005). Oleh karena itu, diduga bahwa keberadaan kalsium dalam sel Spirogyra sp. berpengaruh terhadap kemampuan penyerapan nutrien. Berkaitan dengan hal tersebut dilakukan penelitian mengenai kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien pada media yang diperkaya kalsium (Ca) dengan lama penyinaran yang berbeda.
2 Perumusan Masalah
Cahaya dan nutrien merupakan faktor penting bagi pertumbuhan mikroalga, termasuk Spirogyra sp. Nutrien yang dibutuhkan oleh Spirogyra sp. salah satunya adalah kalsium. Kalsium memiliki dua peran penting dalam sel, yakni pada dinding sel dan membran sel. Pada dinding sel, kalsium berfungsi sebagai peran kunci dalam silang residu asam pektin, sedangkan pada sistem membran sel, kalsium yang rendah dapat meningkatkan permeabilitas membran plasma (Hepler 2005). Sama halnya dengan kalsium, nitrat, amonium, dan ortofosfat merupakan nutrien yang dapat dimanfaatkan langsung oleh mikroalga untuk proses pertumbuhan. Tingkat penyerapan alga terhadap nutrien, dapat dipengaruhi oleh intensitas cahaya ataupun lama penyinaran. Jika terjadi penurunan konsentrasi nutrien (N, P, Ca) pada media, maka diasumsikan nutrien tersebut diserap oleh Spirogyra sp. sehingga konsentrasi nutrien yang ada di dalam Spirogyra sp. meningkat. Pemberian nutrien dan intensitas cahaya yang sesuai dapat membantu pertumbuhan mikroalga secara optimum, sehingga hal ini diharapkan menjadi pemicu perubahan konsentrasi nutrien pada media, pertambahan bobot Spirogyra sp. dan peningkatan kandungan kalsium pada Spirogyra sp. Berikut merupakan skema perumusan masalah kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien pada media yang diperkaya kalsium (Ca) dengan lama penyinaran yang berbeda (Gambar 1).
Gambar 1 Skema perumusan masalah kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien pada media yang diperkaya kalsium (Ca) dengan lama penyinaran yang berbeda
3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah menganalisis kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien N dan P pada media yang diperkaya kalsium (Ca) pada periode penyinaran yang berbeda.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien pada media yang diperkaya kalsium dengan lama penyinaran yang berbeda dilaksanakan pada bulan Februari hingga Maret 2015 di Laboratorium Riset Plankton, Produktivitas Lingkungan (Proling) dan Biologi Mikro Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, serta Laboratorium Nutrisi Ikan 1, Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Pelaksanaan Penelitian
Komponen utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah Spirogyra sp. Inokulan Spirogyra sp. didapatkan dari perairan umum sekitar Gunung Bunder. Pada tahap persiapan penelitian, inokulan tersebut dibersihkan dan kemudian dilakukan penumbuhan biomassa Spirogyra sp. dalam skala laboratorium. Penumbuhan biomassa dilakukan dengan memasukkan 3-5 g inokulan Spirogyra sp. pada beberapa unit toples yang masing-masing berisi 2 L air ditambah 0,2 mL pupuk gandasil D®. Penumbuhan biomassa Spirogyra sp. dilakukan selama tujuh hari dengan asumsi jumlah biomassa yang dibutuhkan untuk penelitian telah tercapai. Setelah jumlah biomassa tercapai, kemudian diterapkan perlakuan penyinaran yang berbeda terhadap biomassa tersebut. Pada tahap ini, disediakan 45 unit toples berukuran 2,5 L yang masing-masing diisi dengan Spirogyra sp. sebesar 1,5 g kedalam media (1 L air dan 0,1 mL pupuk gandasil D®). Masingmasing toples ditambahkan kalsium 0,5 mL (dari 37,76 g CaCl2.2H2O dalam 1 L aquades). Spirogyra sp. pada 45 unit toples tersebut diberi penyinaran cahaya yang berasal dari lampu LED 65 watt dengan intensitas 500-750 ft-cd selama 12 dan 24 jam, yang diamati selama 7 hari (Gambar 2).
4
Gambar 2 Rancangan penelitian Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) in time. RAL in time digunakan untuk mengetahui pengaruh antara perlakuan yang diberikan terhadap unit uji. Rancangan ini melibatkan waktu pengamatan terhadap satu objek dengan harapan mampu melihat perkembangan respon selama penelitian. Pada penelitian ini, rancangan tersebut digunakan untuk mengetahui pengaruh lama penyinaran yang diberikan terhadap biomassa Spirogyra sp. dan konsentrasi nitrat, nitrit, amonia, serta ortofosfat selama tujuh hari pengamatan.
Pengumpulan Data
Pengumpulan data pada penelitian ini dilakukan dengan mengukur parameter fisika, kimia, dan biologi. Parameter fisika terdiri dari suhu dan cahaya. Parameter kimia terdiri dari pH dan analisis nutrien. Parameter biologi terdiri dari perhitungan bobot dari Spirogyra sp. Pengukuran parameter dalam penelitian ini mengacu pada Eaton et al. (2005), disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Parameter fisika, kimia, dan biologi Parameter A. FISIKA Suhu Cahaya B. KIMIA pH Amonia (NH3-N) Nitrit (NO2-N) Nitrat (NO3-N) Orthofosfat (PO43-) Kalsium (Ca) C. BIOLOGI Spirogyra sp.
Satuan o
Metode/alat ukur
C ft-cd
Termometer Lux meter
mg/L mg/L mg/L mg/L
pH meter Phenate/Spektofotometer Colorimetric/Spektofotometer Brucine/Spektofotometer Ascorbic acid/Spektrofotometer Atomic absorbtion spectroscopy/ AOAC
mg/g
g
Timbangan digital
Parameter yang diamati setiap hari selama 7 hari yakni suhu, pH, intensitas cahaya, dan penimbangan bobot Spirogyra sp. pada masing-masing penyinaran yang berbeda. Pengukuran suhu dan pH dilakukan pada saat lampu dinyalakan
5 (20.30 WIB) dan dimatikan (08.30 WIB). Penimbangan bobot biomassa dilakukan setiap hari. Sebelum dilakukan penimbangan, Spirogyra sp. disaring menggunakan kain, kemudian dikeringkan dengan tissue selama ± 3 menit. Parameter lainnya, yakni kalsium (Ca) dan nutrien (nitrat, nitrit, amonia, dan ortofosfat) dianalisis pada waktu tertentu. Analisis kandungan kalsium (Ca) pada Spirogyra sp. dilakukan pada awal (H0) dan akhir pengamatan (H7). Analisis kalsium dilakukan pada Spirogyra sp. untuk memastikan bahwa kalsium dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. Analisis nutrien pada media dilakukan pada H0, H3, dan H7 pengamatan untuk masing-masing penyinaran yang berbeda. Yoon et al. (2009) menyatakan bahwa hampir semua tumbuhan mulai mengalami konjugasi pada hari kedua setelah dibawa ke laboratorium. Analisis nutrien dilakukan pada H3 dengan asumsi Spirogyra sp. telah mengalami konjugasi lebih banyak daripada hari sebelumnya pada media. Analisis nutrien dilakukan terhadap media air, karena proses analisis yang lebih mudah dilakukan di air dibandingkan pada Spirogyra sp. Analisis nutrien tersebut bertujuan menentukan kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien N dan P pada media yang diperkaya kalsium (Ca) dengan periode penyinaran yang berbeda.
Analisis Data
Persentase perubahan nilai parameter kualitas air Persentase perubahan nilai parameter kualitas air dihitung untuk mengetahui besarnya perubahan yang terjadi dari beberapa parameter kualitas air pada saat awal hingga akhir pegamatan. Persentase perubahan nilai parameter kualitas air dapat dihitung dengan rumus yang mengacu pada Arifin (2000) sebagai berikut. %Penurunan =
× 100% dan %Peningkatan =
× 100%
Keterangan: a : nilai awal parameter b : nilai akhir parameter
Waktu penggandaan (doubling time) Spirogyra sp. Doubling time dapat menjadi indikator kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan nutrien pada media yang diperkaya kalsium pada penyinaran yang berbeda. Doubling time adalah waktu yang dibutuhkan oleh Spirogyra sp. untuk menggandakan biomassa dari jumlah biomassa awal. Pendekatan yang dapat digunakan untuk menentukan doubling time adalah pendekatan laju pertumbuhan relatif (Relative Growth Rate/RGR) yakni membandingkan bobot awal dengan bobot akhir biomassa selama pengamatan. Rumus yang dapat digunakan untuk menentukan nilai RGR dan doubling time Spirogyra sp. (Mitchell 1974) adalah sebagai berikut.
6
Keterangan : Relative Growth Rate (RGR) : pertumbuhan spesifik harian (g/hari) W0 : bobot basah awal (g) Wt : bobot basah akhir (g) tx-t0 : waktu (hari) Doubling Time (DT) : waktu penggandaan biomassa (hari)
Rasio N dan P Alga memanfaatkan nutrien N dan P dalam rasio tertentu. Rasio N dan P merupakan perbandingan kondisi nutrien N dan P yang ada dalam media yang dapat menjadi indikator kecukupan nutrien bagi pertumbuhan alga. Rasio optimum adalah kondisi dimana dalam suatu media atau perairan terdapat kedua nutrien sehingga tidak membatasi pertumbuhan alga (Rhee dan Gotham 1980). Dalam penelitian ini rasio N dan P dinyatakan dalam bentuk molar.
Rancangan Acak Lengkap (RAL) in time Uji ANOVA Rancangan Acak Lengkap (RAL) in time digunakan untuk mengetahui pengaruh antara perlakuan yang diberikan terhadap unit uji dengan melibatkan waktu pengamatan terhadap satu objek. Pada penelitian ini dilakukan dua uji ANOVA RAL in time, yakni uji ANOVA terhadap nilai nutrien yang dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. dan peningkatan biomassa. RAL in time disajikan dalam bentuk model dan tabel ANOVA (Tabel 2) seperti berikut. Yijk = μ + αi + ij + ωk + γjk+ αωik + ik
Keterangan Yijk : nilai parameter berupa biomassa atau nutrien μ : nilai rata-rata biomassa atau nutrien αi : pengaruh perlakuan penyinaran ke-i δij : komponen acak perlakuan penyinaran ωk : pengaruh waktu pengamatan ke-k, k= 0,1,2,3,…,7 γjk : komponen acak waktu pengamatan αωik : pengaruh interaksi perlakuan penyinaran ke-i waktu ke-k ik : komponen acak interaksi waktu dan perlakuan
7 Tabel 2 Tabel ANOVA Sumber Keragaman
Derajat Bebas
Perlakuan (a) Waktu (b) Perlakuan*Waktu Galat Perlakuan (a) Galat Waktu (b) Total
a-1 b-1 (a-1)(b-1) a(r-1) (ab-b)(r-1) abr-1
Jumlah kuadrat (JK) JKA JKB JKAB JKG (a) JKG (b) JKT
Kuadrat Tengah (KT) KTA KTB KTI KGI (a) KTG (b)
Fhitung
Ftabel
KTA/KTG
F(V1, V2)
KTAI/KTG (a)
Sumber : modifikasi Mattjik dan Sumertajaya (2002). Hipotesis 1 (ANOVA untuk kandungan nutrien) : H0 : µ1 = µ2 = µ3; penambahan kalsium (Ca) dengan konsentrasi yang sama pada media terhadap Spirogyra sp. pada lama penyinaran yang berbeda tidak memberikan perbedaan nilai nutrien yang dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. H1 : setidaknya ada satu yang berbeda dari hasil nilai nutrien yang dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. pada lama penyinaran yang berbeda. Kesimpulan Berdasarkan hipotesis di atas dapat disimpulkan bahwa, jika Fhitung
Ftabel maka dapat disimpulkan lama penyinaran yang berbeda memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap nilai nutrien yang dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. Hipotesis 2 (ANOVA untuk peningkatan biomassa) H0 : µ1 = µ2 = µ3; penambahan kalsium (Ca) dengan konsentrasi yang sama pada media terhadap Spirogyra sp. pada lama penyinaran yang berbeda tidak memberikan peningkatan biomassa yang berbeda setidaknya ada satu nilai peningkatan biomassa yang H1 : berbeda pada penambahan kalsium (Ca) dengan konsentrasi yang sama pada media terhadap Spirogyra sp. pada lama penyinaran yang berbeda Kesimpulan Berdasarkan hipotesis di atas dapat disimpulkan bahwa, jika FhitungFtabel maka dapat disimpulkan lama penyinaran yang berbeda memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap peningkatan biomassa Spirogyra sp. Kemudian jika keduanya atau salah satu hipotesis di atas mendapatkan hasil Fhitung>Ftabel, maka harus dilakukan uji lanjut melalui uji duncan.
8 Uji wilayah berganda (Duncan) Uji Duncan dapat dilakukan dengan selang kepercayaan 95%. Jika minimal ada satu perlakuan dan/atau waktu pengamatan, yang berpengaruh nyata, maka dapat dilakukan uji lanjut untuk menentukan perlakuan dan/atau waktu pengamatan mana yang berpengaruh terhadap unit uji (Mattjik dan Sumertajaya 2002). Kolom yang sama menunjukkan pengelompokan kesamaan karakteristik yang disebabkan oleh faktor-faktor yang berpengaruh. Dengan demikian dapat diketahui lama penyinaran mana yang memiliki pengaruh berbeda nyata terhadap perubahan konsentrasi nutrien dan bobot biomassa Spirogyra sp.
Regresi berganda Uji regresi berganda dilakukan untuk menduga perubahan biomassa Spirogyra sp. yang dipengaruhi oleh kandungan nutrien (nitrat, nitrit, amonia, dan ortofosfat). Regresi berganda merupakan pendugaan atau peramalan nilai peubah tak bebas Y berdasarkan hasil pengukuran pada beberapa peubah bebas x1, x2, …, xn. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut (Mattjik dan Sumertajaya 2006). ln Y = b0 + ln b1x1 + ln b2x2 Keterangan : ln Y : perubahan biomassa alga filamen Spirogyra sp. b1 : koefisien regresi nitrogen b2 : koefisien regresi fosfat x1 : konsentrasi nitrogen x2 : konsentrasi fosfat
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Suhu media kultur Spirogyra sp. Suhu merupakan faktor yang dapat mempengaruhi metabolisme biota, metabolisme meningkat seiring dengan kenaikan suhu pada batas tertentu (Fitriana 2014). Pengukuran suhu media dilakukan setiap hari pada masingmasing perlakuan (Gambar 3). Pada perlakuan penyinaran 24 jam suhu media yang terukur rata-rata 22,0-25,9°C. Kemudian pada perlakuan penyinaran 12 jam suhu media yang terukur rata-rata 20,7-25,9°C, sedangkan pada saat 12 jam tanpa penyinaran suhu media yang terukur rata-rata 18,3-19,0°C. Secara keseluruhan,
9 hasil pengukuran suhu media pada penelitian ini masih termasuk kedalam kisaran suhu yang sesuai untuk pertumbuhan Spirogyra sp. yakni 20,0-25,0°C (Berry dan Lembi 2000).
Gambar 3 Suhu pada media kultur Spirogyra sp. selama penelitian
Cahaya Pertumbuhan mikroalga dipengaruhi oleh tiga faktor penting yakni suhu, cahaya, dan tingkat nutrien seperti nitrogen dan fosfor, namun dari ketiga faktor tersebut keberadaan cahaya jauh lebih penting karena secara langsung mempengaruhi proses fotosintesis (Falkowski et al. 1985). Cahaya memiliki dua fungsi utama di perairan yakni memanasi air sehingga terjadi perubahan suhu dan berat jenis (densitas), dan kedua merupakan sumber energi bagi proses fotosintesis alga dan tumbuhan air (Wells et al. 1999). Cahaya pada penelitian ini berkisar 559,36-669,02 ft-cd untuk perlakuan penyinaran 12 jam, dan 656,33-717,92 ft-cd untuk penyinaran 24 jam (Gambar 4). Hasil ini masih sesuai dengan interval intensitas cahaya yang dapat dimanfaatkan secara optimum oleh Chlorophyta 500750 ft-cd (Ryther 1956).
Gambar 4 Nilai cahaya selama penelitian
10 pH media kultur Spirogyra sp. Variasi pH disebabkan adanya aktifitas biologis pada lingkungan perairan, dimana pH berpengaruh terhadap kinerja enzim dalam metabolisme sel (Isnadina dan Hermana 2013). Pada perlakuan penyinaran 24 jam, nilai pH berkisar 7,13-8,03. Pada perlakuan penyinaran 12 jam pH berkisar 7,00-8,17, sedangkan pada saat 12 jam tanpa penyinaran pH menjadi 7,07-7,67 (Gambar 5). Nilai pH tersebut masih termasuk kedalam pH optimum untuk pertumbuhan Spirogyra sp. pada perairan alami yakni 7,2-8,2 (Schult et al. 2007) dan pertumbuhan mikroalga 7,0-10,0 (Oktavia et al. 2014).
Gambar 5 Nilai pH pada media kultur Spirogyra sp. selama penelitian Kalsium (Ca2+) Kalsium merupakan unsur penting, namun perannya sangat sulit untuk dipahami. Lingkungan hidup sangat mempengaruhi konsentrasi kalsium yang terserap oleh mikroalga. Berdasarkan Gambar 6, dapat diketahui bahwa konsentrasi kalsium pada Spirogyra sp. mengalami peningkatan. Persentase peningkatan konsentrasi kalsium pada Spirogyra sp. sebesar 23% untuk penyinaran 12 jam, dan 22% untuk penyinaran 24 jam. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa hasil penyerapan kalsium oleh Spirogyra sp. antar perlakuan tidak berbeda nyata (P>0,05).
Gambar 6 Perubahan konsentrasi kalsium (Ca) awal dan akhir pada Spirogyra sp.
11
Gambar 7 Perubahan konsentrasi kalsium (Ca) total pada Spirogyra sp. Penyerapan konsentrasi kalsium pada Spirogyra sp. per satuan g secara statistik tidak menunjukkan perbedaan yang nyata, sehingga diperlukan nilai konsentrasi kalsium total pada Spiroyra sp. (Gambar 7). Nilai tersebut didapatkan dari konversi perhitungan antara konsentrasi kalsium dengan jumlah biomassa total Spirogyra sp. Nilai konsentrasi kalsium total pada Spirogyra sp. mengalami peningkatan sebesar 142% untuk penyinaran 12 jam, dan 456% untuk penyinaran 24 jam. Setelah itu dilakukan uji analisis statistik dan diketahui bahwa pengaruh lama penyinaran berbeda nyata terhadap peningkatan konsentrasi kalsium total pada Spirogyra sp. (P<0,05). Nitrat (NO3-) Nitrat merupakan salah satu jenis dari nitrogen dalam bentuk anorganik yang dapat dimanfaatkan langsung oleh alga untuk pertumbuhan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi nitrat dalam media tumbuh mengalami penurunan baik pada perlakuan penyinaran 24 jam (75%) maupun penyinaran 12 jam (84%). Penurunan konsentrasi nitrat disajikan pada Gambar 8. Berdasarkan hasil diatas, dilakukan analisis statistik yang menunjukkan bahwa perubahan konsentrasi nitrat pada media antar perlakuan tidak berbeda nyata (P>0,05).
Gambar 8 Perubahan konsentrasi nitrat pada media
12
Nitrit (NO2-) Nitrit merupakan salah satu bentuk nitrogen anorganik yang besifat tidak stabil. Nitrit terbentuk karena adanya proses laju nitrifikasi oleh bakteri nitrifikasi yang mengubah amonia menjadi nitrit (Campbell dan Reece 2008). Konsentrasi nitrit dalam media pada penelitian mengalami penurunan, baik penyinaran 12 jam (13%) maupun 24 jam (17%). Penurunan konsentrasi nitrit disajikan pada Gambar 9. Hasil analisis statistik menyatakan bahwa perubahan konsentrasi nitrit pada media antar perlakuan tidak berbeda nyata (P>0,05). Nilai nitrit biasanya lebih kecil daripada nilai nitrat, dan akan bersifat toksik jika melebihi nilai ambang batas, yakni 0,06 mg/L (PP RI 2001). Berdasarkan ambang batas tersebut, maka nilai konsentrasi nitrit pada penelitian ini masih tergolong aman karena tidak melebihi nilai ambang batas.
Gambar 9 Perubahan konsentrasi nitrit pada media Amonium (NH4+) Selain nitrat, alga dan tumbuhan air juga memanfaatkan nitrogen anorganik dalam bentuk amonium (Goldman dan Horne 1983). Pada perairan, amonia yang terukur adalah amonia total (NH3 dan NH4+). Sehingga untuk menghitung nilai amonium pada penelitian ini melibatkan parameter suhu, pH, dan amonia. Hal ini disebabkan kesetimbangan reaksi antara amonium yang dapat terionisasi (NH4+) dan amonia bebas yang tidak dapat terionisasi (NH3) tergantung pada kondisi pH dan suhu (Lloyd 1992). Nilai konsentrasi amonium pada media berfluktuatif untuk kedua perlakuan (Gambar 10).
13
Gambar 10 Perubahan konsentrasi amonium pada media Konsentrasi amonium dari H0 hingga H3 mengalami peningkatan sebesar 70% untuk penyinaran 12 jam, dan 68% untuk penyinaran 24 jam. Kemudian pada H3 hingga H7 konsentrasi amonium mengalami penurunan sebesar 66% untuk penyinaran 12 jam, dan 67% untuk penyinaran 24 jam. Hasil uji statistik menujukkan bahwa pengaruh perlakuan perbedaan penyinaran tidak berbeda nyata terhadap perubahan konsentrasi amonium pada media (P>0,05).
Ortofosfat Ortofosfat merupakan salah satu bentuk fosfor anorganik di perairan yang dapat dimanfaatkan secara langsung oleh alga (Dugan 1972). Pada penelitian ini konsentrasi ortofosfat pada media terus meningkat dari H0 hingga H7 (Gambar 11). Pada penyinaran 12 jam, ortofosfat mengalami peningkatan sebesar 86%, sedangkan pada penyinaran 24 jam sebesar 92%. Setelah dilakukan uji statistik, pengaruh perlakuan perbedaan penyinaran tidak berbeda nyata terhadap perubahan konsentrasi ortofosfat pada media (P>0,05).
Gambar 11 Perubahan konsentrasi ortofosfat pada media
14 Pertumbuhan Spirogyra sp. Perbedaan bobot akhir Spirogyra sp. sangat signifikan antar perlakuan (Gambar 12). Pada penyinaran 24 jam rata-rata bobot akhir Spirogyra sp. adalah 5,5353 g, sedangakan pada penyinaran 12 jam rata-rata bobot akhir Spirogyra sp. adalah 2,7994 g. Persentase peningkatan biomassa Spirogyra sp. sebesar 73% untuk penyinaran 24 jam dan 46% untuk penyinaran 12 jam. Berdasarkan hasil tersebut, maka dapat dilakukan perhitungan untuk mengetahui tingkat laju pertumbuhan relatif Spirogyra sp. (RGR) dan juga waktu penggandaan biomassa (DT) yang disajikan pada Tabel 3. Tingkat laju pertumbuhan relatif Spirogyra sp. pada penyinaran 24 jam lebih tinggi (0,19 g/hari) dibandingkan dengan tingkat laju pertumbuhan relatif pada penyinaran 12 jam (0,09 g/hari), sehingga dapat diketahui bahwa waktu penggandaan biomassa pada penyinaran 24 jam pun lebih cepat dibandingkan pada penyinaran 12 jam. Berdasarkan hasil tersebut, dilakukan analisis statistik yang menunjukkan bahwa pengaruh perlakuan perbedaan lama penyinaran terhadap pertumbuhan Spirogyra sp. berbeda nyata (P<0,05).
Gambar 12 Perubahan bobot biomassa Spirogyra sp. Tabel 3 Tingkat laju pertumbuhan relatif (RGR) dan waktu penggandaan (DT) Perlakuan
W0 (g)
Wt (g)
RGR (g/hari)
DT (hari)
12 Jam
1,50
2,80
0,09
8
24 Jam
1,50
5,54
0,19
4
Hubungan antara nutrien dengan biomassa Spirogyra sp. Nutrien merupakan faktor penting yang dapat menunjang pertumbuhan alga. Pada penelitian ini, peningkatan biomassa Spirogyra sp. diikuti oleh penurunan konsentrasi N (NO3- +NO2- +NH3-N). Penurunan ini dapat diasumsikan karena adanya pemanfaatan nutrien oleh Spirogyra sp. Berbeda dengan konsentrasi N, konsentrasi ortofosfat meningkat dengan semakin bertambahnya biomassa Spirogyra sp.
15 Tabel 4 Persamaan regresi berganda nutrien dengan biomassa Spirogyra sp. Perlakuan
Persamaan Regresi Berganda
R
R2
12 Jama
ln y = 2,54-1,52 ln x1 + 0,92 ln x2
0,82
0,67
24 Jama
ln y = 3,87-3,81 ln x1 + 5,34 ln x2
0,84
0,71
a
N lebih berpengaruh terhadap pertumbuhan biomassa Spirogyra sp. ln y = Biomassa; ln x1 = N (NO3- +NO2- +NH3-N); ln x2 = Ortofosfat
Berdasarkan persamaan regresi berganda (Tabel 4), dapat diketahui bahwa pertumbuhan Spirogyra sp., baik perlakuan penyinaran 12 jam maupun 24 jam lebih dipengaruhi oleh parameter N (NO3- +NO2- +NH3-N) dengan r=0,82 untuk penyinaran 12 jam, dan r=0,84 untuk penyinaran 24 jam (P<0,05).
Pembahasan
Lama penyinaran yang berbeda mempengaruhi suhu pada media. Semakin lama penyinaran cahaya dilakukan, suhu media juga akan semakin tinggi. Hal ini disebabkan cahaya di perairan berfungsi untuk memanasi air sehingga terjadi perubahan suhu dan berat jenis air (Wells et al. 1999). Cahaya adalah faktor utama yang menentukan laju fotosintesis dan juga merupakan sumberdaya penting yang sering membatasi laju pertumbuhan alga (Bouterfas et al. 2006). Pernyataan tersebut dibuktikan dengan tingkat laju pertumbuhan (RGR) alga pada penyinaran 24 jam lebih tinggi dibandingkan dengan penyinaran 12 jam, dan sebaliknya untuk nilai doubling time (Tabel 3). Semakin tinggi nilai laju pertumbuhan maka waktu yang dibutuhkan untuk menggandakan sel biomassa tersebut semakin singkat atau rendah (Santosa 2010). Hasil ini juga diikuti dengan perbedaan persentase kenaikan biomassa pada penyinaran 24 jam (73%) dan 12 jam (46%). Menurut Bouterfas et al. (2006), semakin lama durasi pencahayaan, pembelahan sel akan terjadi semakin cepat sehingga memaksimalkan peningkatan biomassa. Selain cahaya, pertumbuhan Spirogyra sp. juga dipengaruhi oleh keberadaan nutrien. Kalsium (Ca2+) merupakan salah satu makro nutrien yang dapat dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. Berbeda dengan alga lainnya, Spirogyra sp. membutuhkan kalsium untuk pembentukan dinding sel (Dvarokova dan Hladka 1956). Peningkatan konsentrasi kalsium pada Spirogyra sp. di akhir pengamatan terjadi karena adanya pemanfaatan nutrien pada media oleh Spirogyra sp. untuk pembentukan dinding sel. Sama halnya dengan kalsium, nitrat dan amonium termasuk kedalam makro nutrien. Kemampuan Spirogyra sp. dalam memanfaatkan N (nitrogen) diketahui melalui keberadaan nitrat dan amonium pada media. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa konsentrasi nitrat pada media mengalami penurunan baik pada penyinaran 12 maupun 24 jam. Hal ini dapat diasumsikan, bahwa penurunan konsentrasi nitrat pada media disebabkan adanya penyerapan nitrat oleh Spirogyra sp. Penurunan konsentrasi nitrat di akhir pengamatan lebih besar pada penyinaran 12 jam dibandingkan pada 24 jam. Kondisi ini diduga karena adanya perbedaan performa sel Spirogyra sp. pada penyinaran 12 dan 24 jam.
16 Performa sel yang berbeda dapat mempengaruhi penyerapan nutrien yang berbeda. Pada penyinaran 12 jam, sel Spirogyra sp. tampak lebih pendek dengan jarak antar kloroplas lebih rapat jika dibandingkan penyinaran 24 jam (Lampiran 2). Hasil ini dapat didukung oleh pernyataan Bouterfas et al. (2006) bahwa kondisi sel yang lebih kecil mampu menyerap nutrien lebih cepat dibandingkan dengan sel yang lebih besar. Pada H3 pengamatan, konsentrasi amonium kedua perlakuan mengalami kenaikan yang cukup drastis. Hal ini diduga karena pada H3 pengamatan Spirogyra sp. mulai memasuki proses reproduksi (konjugasi). Pada saat konjugasi akan terjadi proses penyatuan gamet jantan dan betina antar sel maupun dalam sel itu sendiri. Sehingga dimungkinkan adanya dinding sel yang pecah ataupun sobek selama proses konjugasi yang menyebabkan isi sel tersebut berbaur dengan media tumbuh. Hal ini dapat dibuktikan dengan berubahnya warna media tumbuh menjadi hijau muda (Lampiran 3). Isi sel yang membaur dengan media dapat meyumbang masukan bahan organik ke media, sehingga memicu kenaikan konsentrasi amonia ataupun amonium. Selain itu, adanya sel Spirogyra yang mati juga dapat menjadi masukan bahan organik. Hal tersebut dapat didukung oleh peryataan Roman et al. (2003) bahwa kematian alga, cahaya yang cukup, dan tingginya nutrien dapat mempengaruhi cepat terjadinya proses dekomposisi sehingga terjadi peningkatan nutrien lebih cepat di perairan. Penurunan konsentrasi amonium selama penelitian, diduga karena tingkat pemanfaatan Spirogyra sp. terhadap amonium. Berbeda dengan amonium, kenaikan konsentrasi ortofosfat pada media terjadi secara terus menerus dari H0 hingga H7 untuk kedua perlakuan. Diduga pada H0 pengamatan, P2O5 belum larut dan tercampur sepenuhnya dengan media untuk membentuk ion-ion fosfat yang esensial, namun pada H3 hingga H7, P2O5 telah bereaksi dan membentuk ion-ion fosfat yang esensial. Kondisi tersebut menyebabkan jumlah konsentrasi ortofosfat mengalami peningkatan dari awal hingga akhir penelitian. P2O5 yang terdapat pada pupuk biasanya menggambarkan fosfat total, yang membutuhkan beberapa waktu untuk kelarutannya dengan air (Sianturi 2008). Selain itu, pecahnya sel Spiogyra sp. saat konjugasi bisa menjadi indikasi adanya penambahan bahan organik pada media, sehingga dapat memicu kenaikan konsentrasi ortofosfat pada media tersebut. Kondisi ini dapat didukung oleh pernyataan Jensen dan Goad (1976) bahwa peningkatan jumlah sel yang pecah mengakibatkan adanya penambahan fosfat pada media, bahkan fosfat tersebut dapat dimanfaatkan langsung oleh sel yang sehat untuk pertumbuhan, meskipun dengan tingkat yang rendah. Fosfat yang dapat dimanfaatkan langsung oleh alga adalah ortofosfat (Dugan 1972). Berdasarkan kedua pernyataan tersebut dapat diasumsikan bahwa sel mikroalga yang pecah dapat menambah konsentrasi fosfat berupa ortofosfat ke media. Kenaikan ortofosfat tersebut bukan berarti Spirogyra sp. tidak memanfaatkan ortofosfat dalam proses pertumbuhannya, karena nitrat dan fosfat keduanya memiliki dampak positif terhadap pertumbuhan alga (Fried et al. 2003). Hal ini dapat dilihat dari kenaikan nilai biomassa Spirogyra sp. dari awal hingga akhir pengamatan yang juga diikuti dengan kenaikan konsentrasi ortofosfat. Kondisi tersebut terjadi diduga karena tingkat proses perubahan P2O5 menjadi ortofosfat lebih cepat dibandingkan dengan tingkat penyerapan Spirogyra sp.
17 terhadap ortofosfat. Hal ini menyebabkan kenaikan konsentrasi ortofosfat masih terlihat cukup tinggi meskipun sebagian telah dimanfaatkan oleh Spirogyra sp. untuk peningkatan biomassa, terutama pada penyinaran 24 jam. Keberadaan nitrat dan fosfat bisa menjadi faktor pembatas untuk pertumbuhan alga. Jika suatu perairan terdapat nitrogen dengan konsentrasi sangat tinggi dan fosfat rendah, maka alga akan tumbuh hingga pasokan fosfat tersebut habis dan tetap memanfaatkan nitrogen. Kondisi tersebut dapat diartikan bahwa yang menjadi faktor pembatas dalam pertumbuhan alga adalah fosfat (Fried et al. 2003). Townsend et al. (2008) menyatakan bahwa pertumbuhan optimum Spirogyra fluviatilis Hilse dilapangan (setelah pemupukan) memiliki rasio molar N:P = 10:1, sedangkan pada hasil penelitian Gallego et al. (2013) rasio molar N:P yang dapat menunjang pertumbuhan Spirogyra africana dengan baik adalah 8,5:1. Pada penelitian ini, rasio molar N:P sebesar 67:1 (H0); 15:1 (H3); 5:1 dan 3:1 (H7). Menurut Mason (1993), jika rasio N:P lebih besar dari 16:1, maka fosfor menjadi faktor pembatas, sebaliknya jika rasio N:P lebih kecil 16:1, maka nitrogen yang menjadi faktor pembatas. Setelah dilakukan uji regresi berganda antara N (nitrat, nitrit, dan amonia) dan P (ortofosfat) pada media kultur dengan biomassa Spirogyra sp. dapat diketahui bahwa peningkatan biomassa Spirogyra sp. lebih dipengaruhi oleh keberadaan N baik untuk penyinaran 12 maupun 24 jam. Sesuai hasil penelitian yang menunjukkan adanya peningkatan konsentrasi kalsium dan biomassa pada masing-masing penyinaran, Spirogyra sp. dapat diaplikasikan sebagai pakan alami (Ali et al. 2005), terutama untuk pakan dengan kandungan kalsium yang tinggi. Pemberian pakan berupa Spirogyra sp. yang kaya akan kandungan kalsium terhadap biota perikanan, seperti krustase, dapat membantu pembentukan cangkang dan kulit. Semakin cepat terjadi pergantian cangkang, semakin cepat juga tingkat petumbuhan krustase tersebut (Sari 2010).
KESIMPULAN
Spirogyra sp yang ditumbuhkan dengan periode penyinaran berbeda, dalam media yang diperkaya kalsium, tidak menunjukkan perbedaan nyata dalam penyerapan nutrien N dan P. Peningkatan biomassa dan penyerapan kalsium pada penyinaran 24 jam lebih besar daripada penyinaran 12 jam.
DAFTAR PUSTAKA
Ali A, Memon MS, Sahato GA, Arbani SN. 2005. Use of fresh water alga Spirogyra ellipsospora transeau as feed supplement to broiler chicks. Hamdard Medicus. 48(3).
18 Arifin M. 2000. Pengelolaan limbah hotel berbintang (studi kasus di Jakarta Selatan) [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Berry HA, Lembi CA. 2000. Effects of temperature and irradiance on the seasonal variation of Spirogyra (Chlorophyta) population in a Midwestern lake (USA). J Phycol. 36:841-851. Bouterfas R, Belkoura M, Dauta A. 2006. The effects of irradiance and photoperiod on the growth rate of three freshwater green algae isolated from a eutrophic lake. Limnetica. 25 (3):647-656. Campbell NA, Reece JB. 2008. Biologi edisi 8, jilid 2. Wulandari TD, penerjemah; Hardani W, Adhika P, editor. Jakarta (ID): Penerbit Erlangga. Terjemahan dari: Biology. Ed ke-8. Dugan PR. 1972. Biochemical Ecology of Water Pollution. New York (US): Plenumm Pr. Dvorakova J, Hladka. 1976. The effect of calcium on the growth of chlorella and scenedesmus. Biol Plantarum. 18(3):214-220. Eaton DA, Clebceri SL, Greenberg EA. 2005. Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. 21st Edition. American Public Health Association. Washington (US). Eshaq FS, Ali MN, Mohd MK. 2010. Spirogyra biomass a renewable source for biofuel (bioetanol) production. Int J Environ Sci Technol. 2(12):7045-7054. Falkowski PG, Dubinsky Z, Wyman K. 1985. Growth-irradiance relationships in phytoplankton. Limnol Oceanogr. 30(2):311-321. Fitriana Y. 2014. Potensi tanaman air mencuat Cyperius haspan L. dalam memperbaiki kualitas air limbah rumah potong hewan dengan sistem Artificial Wetland [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Fried S, Mackie B, Nothwehr E. 2003. Nitrat and phosphate levels positively affect the growth of algae species found in Perry Pound. Tillers. 4:21-24. Gallego I, Casas JJ, Rodriguez FF, Juan M, Castilo PS, Martinez CP. 2013. Culture of Spirogyra africana from farm ponds for longterm experiments and stock maintenance. Biotechnol Agron Soc Environ. 17(3):423-430. Goldman CR, Horne AJ. 1983. Limnology. McGraw-Hill Book Company. New York, USA.xvi, 464 p. Hepler PK. 2005. Calcium: A central regulator of plant growth and development. The Plant Cell. 17:2142-2155. Isnadina DRM, Hermana J. 2013. Pengaruh konsentrasi bahan organik, salinitas, dan pH terhadap laju pertumbuhan alga. Seminar Nasional Pacasarjana XIII. Surabaya (ID): Institut Teknologi Sepuluh November. Jensen TE, Goad LS. 1976. Aspects of Phosphate Utilization by Blue-Green Algae. Corvallis Environmental Research Laboratory (US). Lloyd R. 1992. Pollution and Freshwater Fish. Fishing News Book. USA. xvi + 176 p. Mason CF. 1993. Biology of Freshwater Pollution. Second edition. Longman Scientific and Technical. New York. 351 p. Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2002. Perancangan percobaan dengan aplikasi SAS dan Minitab. Bogor (ID): IPB Pr. Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2006. Perancangan percobaan dengan aplikasi SAS dan Minitab. Bogor (ID): IPB Pr.
19 McKernan P, Juliano S. 2001. Effect of nutrient enrichment on the growth of the green alga Spirogyra in Conesus Lake, N.Y. J Sci and Math. 2(1):19-25. Mitchell DS. 1974. Aquatic Vegetation and Its Use and Control. Paris (FR): UNESCO. Oktavia I, Junaidi, Samudro G. 2014. Pengaruh pH dan nutrisi kalium terhadap penyisihan parameter total N dan total P pada remediasi air rawa pening menggunakan mikroalga. J Teknik Lingk. 3(2). [PP RI] Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Jakarta (ID): PP RI. Rhee GY, Gotham IJ. 1980. Optimum N:P ratios and coexistence of planktonic algae. J Phycol. 16:486-489. Roman M, Nguyen S, Manon V. 2011. Nitrogen and phosphorus effects on algal growth in various locations. Scientific Poster. Texas (US): Baylor University. Ryther JH. 1956. Photosynhesis in the ocean as a function of light intensity. Woods Hole Oceanographic Institution. 1(1):61. Santosa A. 2010. Produksi Spirulina sp. yang dikultur dengan perlakuan manipulasi fotoperiod [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Sari DM. 2010. Pengaruh penambahan CaO pada media budidaya bersalinitas 4 ppt terhadap pertumbuhan dan kelangsungan hidup udang galah (Macrobrachium rosenbergii de Man) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Schult J, Townsend S, Douglas M, Webster I, Skinner S, Casanova M. 2007. Recommendations for nutrient resource condition targets for the Daly River. Darwin (AU): Charles Darwin University. Sianturi D. 2008. Uji kandungan fosfat sebagai P2O5 dalam berbagai merek pupuk fosfat komersial secara spektrofotometri [skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara. Townsend SA, Schult JH, Douglas MM, Skinner S. 2008. Does the redfield ratio infer nutrient limitation in the macroalga Spirogyra fluviatilis?. Freshwater Biol. 53:509-520. Wells RDS, Hall JA, Clayton JS, Champion PD, Payne GW, Hofstra DE. 1999. The rise and fall of water net (Hydrodictyon reticulatum) in New Zealand. J Aquat Plant manage. 37:49-55. Yoon M, Kim MK, Kim GH. 2009. Conjugation process in Spirogyra varians monitored with FITC-lectins (Zygnemataceae, Chlorophyta). Algae. 24(1):3945.
20
LAMPIRAN
Lampiran 1 Rak penelitian Rak untuk 24 jam penyinaran
Rak untuk 12 jam penyinaran
21 Lampiran 2 Perbandingan performa sel Spirogyra sp. Performa sel Spirogyra sp. pada penyinaran 24 jam
Performa sel Spirogyra sp. pada penyinaran 12 jam
Lampiran 3 Perubahan warna media H0 (02 Maret 2015)
22 H3 (05 Maret 2015)
H7 (09 Maret 2015)
Lampiran 4 Kandungan pupuk gandasil Komposisi : 20% N total 15% P2O5 15% K2O 1% MgSO4 Dilengkapi : Mn, B, Cu, Co, Zn, serta vitamin pertumbuhan
23 Lampiran 5 Rumus perhitungan amonium
% (NH4+) = NH3 = % (NH4+) × NH3-N (NH4+) = (NH3-N) – NH3
Suhu (°C) pka
20
21
22
23
24
26
27
9,39
9,36
9.33
9,30
9,27
9,21
9,18
Lampiran 6 Rumus rasio molar N:P Contoh data ortofosfat = 0,0242 mg/L kemudian satuan diubah dalam bentuk molar (mol/L) = 2,47295E-07 mol/L = 2,47295E-07 molar
Mr (mol/gr)
NH3
NO3
NO2
PO4
N
O
P
H
17,0067
63,0067
47,0067
97,9738
14,0067
16,00
30,9738
1,00
Perhitungan nitrat, nitrtit, dan amonia sama dengan perhitungan ortofosfat diatas, hanya berbeda pada nilai Mr dari masing-masing senyawa. N (nitrat+nitrit+amonia) dalam molar............................... (a) Ortofosfat dalam molar...................................................... (b)
N=
......................................................................... (c)
P=
......................................................................... (d)
Rasio molar
N : ( ) :
P ( )
24 Lampiran 7 RAL in time Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Biomassa3 Source Corrected Model Intercept Perlakuan Waktu Perlakuan * Waktu Error Total Corrected Total
Type III Sum of Squares 92,037a 323,254 17,167 51,917 22,954 10,563 425,854 102,600
df
Mean Square
F
Sig.
15 1 1 7 7 32 48 47
6,136 323,254 17,167 7,417 3,279 ,330
18,589 979,309 52,007 22,469 9,934
,000 ,000 ,000 ,000 ,000
a. R Squared = ,897 (Adjusted R Squared = ,849)
Estimated Marginal Means Grand Mean Dependent Variable: Biomassa3 Mean
Std. Error
2,595
,083
95% Confidence Interval Lower Bound Upper Bound 2,426 2,764
Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Nitrat Source Corrected Model Intercept Perlakuan Waktu Perlakuan * Waktu Error Total Corrected Total
Type III Sum of Squares ,503a 1,306 ,013 ,476 ,013 ,144 1,953 ,647
Df
Mean Square
F
Sig.
5 1 1 2 2 12 18 17
,101 1,306 ,013 ,238 ,007 ,012
8,373 108,744 1,107 19,825 ,554
,001 ,000 ,313 ,000 ,589
a. R Squared = ,777 (Adjusted R Squared = ,684)
Estimated Marginal Means Grand Mean Dependent Variable: Nitrat Mean
Std. Error
,269
,026
95% Confidence Interval Lower Bound Upper Bound ,213 ,326
25 Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Amonium Source Corrected Model Intercept Perlakuan Waktu Perlakuan * Waktu Error Total Corrected Total
Type III Sum of Squares ,001a ,002 1,875E-6 ,001 1,154E-6 ,000 ,003 ,001
Df
Mean Square
F
Sig.
5 1 1 2 2 12 18 17
,000 ,002 1,875E-6 ,000 5,768E-7 3,058E-5
5,405 65,694 ,061 13,463 ,019
,008 ,000 ,809 ,001 ,981
a. R Squared = ,693 (Adjusted R Squared = ,564)
Estimated Marginal Means Grand Mean Dependent Variable: Amonium Mean
Std. Error
,011
,001
95% Confidence Interval Lower Bound Upper Bound ,008 ,013
Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Ortofosfat Source Corrected Model Intercept Perlakuan Waktu Perlakuan * Waktu Error Total Corrected Total
Type III Sum of Squares ,247a ,450 ,019 ,187 ,041 ,052 ,749 ,299
Df
Mean Square
F
Sig.
5 1 1 2 2 12 18 17
,049 ,450 ,019 ,094 ,020 ,004
11,366 103,428 4,398 21,553 4,664
,000 ,000 ,058 ,000 ,032
a. R Squared = ,826 (Adjusted R Squared = ,753)
Estimated Marginal Means Grand Mean Dependent Variable: Ortofosfat Mean
Std. Error
,158
,016
95% Confidence Interval Lower Bound Upper Bound ,124 ,192
26 Lampiran 8 Regresi berganda Uji regresi berganda untuk 12 jam penyinaran Regression Statistics Multiple R
0,818095
R Square Adjusted R Square Standard Error Observations
0,66928 0,55904 0,300871 9
ANOVA df
SS
MS
F
Regression
2
1,099157
0,549579
6,071108
Significance F 0,036173
Residual
6
0,543142
0,090524
Total
8
1,642299
t Stat
P-value
Lower 95%
5,64451
0,001326
Intercept
2,543885
Standard Error 0,450683
X Variable 1
-1,51897
0,622658
-2,4395
0,050506
-3,04256
0,004616
-3,04256
0,004616
X Variable 2
0,91939
1,545984
0,594695
0,573774
-2,8635
4,702277
-2,8635
4,702277
Lower 95.0% -0,37179
Upper 95.0% 8,119715
Coefficients
1,441103
Upper 95% 3,646667
Lower 95.0% 1,441103
Upper 95.0% 3,646667
Uji regresi berganda untuk 24 jam penyinaran Regression Statistics Multiple R
0,841645
R Square Adjusted R Square Standard Error Observations
0,708367 0,611155 1,244346 9
ANOVA df
SS
MS
F
Regression
2
22,56599
11,283
7,286885
Significance F 0,024803
Residual
6
9,290387
1,548398
Total
8
31,85638
t Stat
P-value
Lower 95%
2,23264
0,067022
-0,37179
Upper 95% 8,119715
Intercept
3,873961
Standard Error 1,735148
X Variable 1
-3,80773
2,295223
-1,65898
0,148191
-9,42393
1,808482
-9,42393
1,808482
X Variable 2
5,383671
3,446859
1,561906
0,169336
-3,05049
13,81783
-3,05049
13,81783
Coefficients
27
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Mojokerto pada tanggal 23 Februari 1993 dari ayah Satori dan ibu Suparmiasih. Penulis adalah putri pertama dari tiga bersaudara. Tahun 2011 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Mojosari dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) Undangan dan diterima di Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Oseanografi Umum pada tahun ajaran 2013/2014 dan 2014/2015, serta asisten praktikum Planktonologi tahun ajaran 2014/2015. Penulis juga pernah aktif di berbagai organisasi dalam kampus, diantaranya sebagai anggota Dewan Perwakilan Mahasiswa (DPM) TPB IPB tahun 2011/2012 , Lembaga Dakwah Kampus (LDK) AL-HURRIYYAH tahun 2011/2012 dan 2012/2013, serta Pusat Komunikasi Nasional (PUSKOMNAS) tahun 2012/2013. Penulis pernah mengikuti lomba esai Womenpreneur SUMMIT 2013 dari Kementrian Ekonomi pada tahun 2013. Selain itu penulis juga pernah mendapatkan beasiswa POM IPB dan PPA BBM IPB.
