Produksi dan Konsumsi Oksigen serta Pertumbuhan Ceratophyllum demersum L. pada Kerapatan yang Berbeda dalam Mendukung Potensinya sebagai Bioaerator Muhammad Khusni Hidayat*, Munifatul Izzati**, Nintya Setiari*** Laboratorium Biologi Struktur dan Fungsi Tumbuhan Jurusan Biologi, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Diponegoro, Semarang *
[email protected], **
[email protected], ***
[email protected]
ABSTRACT Aquaculture is one of important economic activity in Indonesia. The main problem in aquaculture is the low water quality such lower oxygen level . Ceratophyllum demersum is one of aquatic plants that is hypothesized capable in increasing oxygen level through photosynthesis. However the growth of C. demersum it self will consume oxygen from the water through respiration. The aim of this study is to measure oxygen production and consumption by C. demersum at different density level. From this data, we will understand the potency of C.demersum as bioaerator to supplay oxygen in the water. This experiment was designed using Completed Randomized Designed (CRD). Three density level of C. demersum was apllied as treatment. They were 100g/100L, 200g/100L dan 300g/100L. Each treatment was replicated by 4 times. Results indicated that in density of 300g/100L produced the highest oxygen level ( 1,65 ppm). The highest growth rate of C. demersum was resulted by density level of 200g/100L. Keyword : Ceratophyllum demersum, oksigen, growth, density
ABSTRAK Salah satu potensi perairan Indonesia adalah untuk budidaya berbasis akuakultur. Dewasa ini budidaya akuakultur terkendala penurunan kualitas air seperti rendahnya kadar oksigen terlarut. Tumbuhan air Ceratophyllum demersum merupakan salah satu tumbuhan yang dapat menghasilkan oksigen dengan memanfaatkan nutrisi yang berasal dari lingkungannya sehingga dapat mensuplai oksigen terlarut dalam air. Pertumbuhan C. demersum dalam perairan juga memerlukan oksigen untuk proses respirasi, sehingga perlu diketahui nilai produksi dan konsumsi oksigennya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kepadatan C. demersum terhadap produksi dan konsumsi oksigen serta pertumbuhannya. Rancangan percobaan yang digunakan berupa Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 3 perlakuan kepadatan C. demersum, yaitu 100g/100L, 200g/100L dan 300g/100L. Masing-masing perlakuan dilakukan 4 ulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa oksigen tertinggi (1,65 ppm) dihasilkan dari kepadatan 300 g/100 L, pertumbuhan tertinggi dihasilkan dari kepadatan 200 g/100 L Kata kunci: Ceratophyllum demersum, oksigen, pertumbuhan, kepadatan.
1
PENDAHULUAN Budidaya perairan merupakan usaha membudidayakan
organisme
akuatik
dapat menjamin kehidupann ekosistem di dalamnya.
seperti ikan, Mollusca, Crustacea, dan
Salah satu tumbuhan air yang
sebagainya yang bernilai ekonomi untuk
mempunyai potensi untuk digunakan
pemenuhan hajat hidup. Usaha ini dapat
sebagai bioaerator adalah C. demersum.
mendatangkan keuntungan yang sangat
Izzati
besar. Keberhasilan dari kegiatan ini
tumbuhan air C. demersum memiliki
tentu saja sangat dipengaruhi oleh
kemampuan mensuplai oksigen yang
kualitas perairan
tinggi.
(2008)
menyatakan
bahwa
Banyak-sedikitnya oksigen yang
Dewasa ini, budidaya organisme perairan berbenturan dengan masalah
diproduksi
dan
penurunan kualitas air seperti kekeruhan,
tumbuhan
air
pengkayaan nutrisi (eutrofikasi), dan
kepadatan. Semakin tinggi kepadatan
polusi.
tumbuhan
Kondisi
oleh
dipengaruhi
oleh
mengakibatkan
produksi
akan
dapat
pertumbuhan
dan
oksigen tinggi, namun konsumsi oksigen
menurunkan sistem imunitas organisme
juga tinggi. Produksi oksigen memiliki
perairan. Akibatnya, kondisi perairan
laju yang lebih tinggi dibandingkan
menjadi kurang layak untuk dijadikan
konsumsi oksigen (Kremer, 1981 dalam
sebagai lahan budidaya.
Izzati, 2004), sehingga dimungkinkan
menghambat
ini
dikonsumsi
Solusi dari permasalahan ini adalah dengan mengembalikan keseimbangan
adanya surplus produksi oksigen yang akan dilepaskan ke dalam perairan.
ekosistem perairan, diantaranya dengan
Kepadatan
tanam
akan
menambahkan komponen yang sangat
berpengaruh
penting dalam sistem perairan, yaitu
tanaman. Jika tanaman terlalu padat,
tumbuhan air. Sebagai produsen utama
maka pertumbuhan tanaman menurun
dalam perairan, tumbuhan air dapat
(Gardner dkk, 1991 dalam Mursito dan
dimanfaatkan sebagai sumber pakan bagi
Kawiji, 2008).
organisme
perairan.
Fungsi
pada
juga
Berdasarkan
penting
pertumbuhan
konsep
di
atas,
lainnya adalah sebagai bioaerator atau
maka perlu diketahui tingkat produksi
pemasok oksigen utama yang nantinya
dan
konsumsi
oksigen
serta 2
pertumbuhan C. demersum yang ditanam
awal air dalam akuarium, kemudian C.
pada kepadatan yang berbeda. Hasil
demersum dimasukan ke dalam akuariun
penelitian
dapat
dan ditutup terpal hitam dengan rapat
memperkirakan
sehingga tidak ada sinar matahari dan
C. demersum yang tepat
dibiarkan selama 1 jam. Setelah 1 jam
sebagai bioaerator perairan sehingga
diukur DO air sebagai DO akhir.
dapat mensuplai oksigen yang optimal
Pengukuran konsumsi oksigen dilakukan
ke dalam perairan.
pada pukul 15.00.
ini
digunakan
diharapkan
untuk
kepadatan
Penelitian
menggunakan Rancangan Acak Lengkap
METODE PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan di Rumah
Kaca
Laboratorium
dirancang
Biologi
(RAL)
dengan
3
perlakuan,
yaitu
100g/100L, 200g/100L dan 300g/100L.
Struktur dan Fungsi Tumbuhan Jurusan
Masing-masing
Biologi Universitas Diponegoro.
sebanyak 4 kali. Variabel yang diamati
Sebelum C. demersum ditanam
perlakuan
pada penelitian ini meliputi: produksi
ke dalam akuarium, DO awal air
oksigen,
akuarium
pertumbuhan C. Demersum.
diukur
terlebih
dahulu.
diulang
konsumsi
oksigen,
Kemudian C. demersum dimasukkan
Rumus perhitungan produksi dan
seluruh bagian tanaman ke dalam air.
konsumsi oksigen oleh C. demersum
Berat C. demersum yang ditanam sesuai
menurut Wetzel dan Likens (1991),
perlakuan yaitu 100 g, 200 g dan 300 g
adalah sebagai berikut: Produksi oksigen bersih = DO
dalam 100 L air, kemudian didedahkan sinar matahari selama 1 jam. Selanjutnya
sesudah penambahan C. demersum
DO air dalam akuarium diukur kembali
DO awal
-
Konsumsi oksigen = DO awal –
sebagai DO akhir. Produksi oksigen bersih merupakan selisih DO akhir dan
DO sesudah penambahan C. demersum
DO awal. Pengukuran produksi oksigen
Data
dilakukan pada siang hari pada pukul
menggunakan
11.00
varian) pada signifikasi 95% untuk Pengukuran konsumsi oksigen
dilakukan dengan cara mengukur DO
yang
diperoleh ANOVA
dianalisis (analisis
of
mengetahui ada tidaknya pengaruh antar perlakuan.
Dilanjutkan
dengan
uji 3
dengan
signifikasi
95%
(Hanafiah, 2001). Analisis Varian dan uji Duncan
dilakukan
dengan
program
SPSS v 14.00 for Windows.
p ro d u k s i o k sig e n (m g /L )
Duncan
HASIL DAN PEMBAHASAN
1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0
1,65
0,96 0,52
a 100
200
Produksi Oksigen Bersih Hasil
terhadap
oksigen
sebelum
ditambahkan
300
kepadatan C. demersum (g/100L)
pengamatan
konsentrasi
c
b
tumbuhan
air
Gambar 1. Histogram produksi oksigen oleh C. demersum pada kepadatan yang berbeda
Produksi
Ceratophyllum demersum menunjukkan
penelitian
kisaran antara 5,72 mg/L sampai 6,89
sejalan dengan bertambahnya kepadatan
mg/L. Hal ini menunjukkan bahwa
C.
diberi
tumbuhan
air
C.
demersum.
meningkat
pada
produksi
yang
cukup
untuk
meningkat
Semakin
meningkat
kepadatan, biomasa tumbuhan ini juga
demersum, konsentrasi oksigen berada kisaran
cenderung
dalam
bahwa konsentrasi oksigen berada pada
sebelum
ini
oksigen
sehingga oksigen.
meningkatkan
Vymazal
bahwa
(1995)
mendukung pertumbuhan udang maupun
menyatakan
peningkatan
ikan. Menurut Hedley (1998) ikan dapat
produksi
oksigen
hidup dengan baik pada kondisi oksigen
optimum
pada
terlarut sebesar 5 mg/L. Konsentrasi
setelah melampui kepadatan tersebut,
oksigen 1-5 mg/L dapat digunakan oleh
produksi oksigen bersih akan menurun
ikan untuk hidup (Boyd, 1990).
kembali. Hal ini disebabkan karena
akan
kepadatan
mencapai tertentu,
Berdasarkan hasil analisis sidik
adanya bagian yang saling menutupi
ragam (Anova) dan hasil uji Duncan
(self shading), sehingga cahaya matahari
pada taraf signifikasi 95% menunjukkan
tidak dapat ditangkap secara optimal.
bahwa
kepadatan
mempengaruhi
C.
produksi
dalam air (Gambar 1)
demersum oksigen
di
Menurut Djukri dan Purwoko (2003), distribusi spektrum cahaya matahari yang diterima pada bagian yang terkena sinar matahari langsung, lebih besar dibanding dengan di bawah naungan. 4
Pada kondisi ternaungi, cahaya yang
Produksi
oksigen
dipengaruhi
proses
oleh faktor cahaya. Pada pengamatan ini,
fotosintesis sangat sedikit. Cruz, (1997)
intensitas cahaya yang terukur sebesar
dalam
2003
57.200 Lux – 57.300 Lux. Intensitas
menyatakan naungan dapat mengurangi
cahaya ini akan mengalami penurunan
enzim
berfungsi
setelah masuk ke dalam air dikarenakan
sebagai katalisator dalam fiksasi CO2
air akan memantulkan dan menyerap
dan
sebagian cahaya yang masuk. Hal ini
dapat
dimanfaatkan
Djukri
dan
Purwoko,
fotosintetik
menurunkan
untuk
yang
titik
kompensasi
sesuai
cahaya.
dari
yang
dinyatakan
oksigen
yang
Nybakken (1992), bahwa akan terjadi
fotosintesis
juga
pemantulan kembali maupun penyerapan
Banyaknya dihasilkan
dengan
dipengaruhi oleh morfologi tumbuhan.
cahaya yang masuk dalam air.
C. demersum memiliki bentuk daun yang
Oksigen yang dilepaskan dalam
kecil sehingga total luas permukaan daun
perairan, merupakan hasil fotosintesis,
lebih
meskipun
besar.
tingginya
Hal
laju
menghasilkan
ini
menyebabkan
fotosintesis oksigen
sehingga
yang
tinggi.
demikian,
kadar
oksigen
perairan juga dipengaruhi oleh adanya kegiatan
respirasi.
Hasil
penelitian
Morfologi yang kecil juga menjadikan
menunjukkan bahwa kandungan oksigen
setiap bagian dari rumput laut dapat
yang dilepaskan oleh C. demersum pada
terkena sinar matahari shingga hampir
kepadatan 300 g/100L masih cukup
seluruh
tinggi, sehingga dapat digunakan untuk
bagian
tanaman
mampu
menambah konsentrasi oksigen dalam
melakukan fotosintesis. Hasil penelitian ini menunjukkan
perairan.
bahwa sampai dengan kepadatan 300
Konsumsi Oksigen
g/100L, oksigen bersih yang dihasilkan
Hasil
analisis
sidik
ragam
masih meningkat. Tingginya produksi
(Anova) menunjukkan bahwa kepadatan
oksigen bersih ini, menunjukkan bahwa
tanam
C. demersum adalah termasuk jenis
mempengaruhi
tumbuhan
(Gambar 2).
air
yang
efektif
untuk
C. demersum tidak konsumsi
oksigen
mensuplai oksigen dalam perairan.
5
konsum si oksigen (m g/L)
1,6
Hedley (1998), ikan dapat hidup dengan
1,38
1,4
baik
1,11
1,1
1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2
pada kondisi oksigen terlarut
minimal
sebesar
menurut
Boyd
5
mg/L,
(1990)
bahkan
konsentrasi
oksigen dalam air sebesar 1-5 mg/L
0 100
200
300
dapat digunakan ikan untuk hidup.
kepadatan Ceratophyllum demersum (g/100L)
Pada penelitian ini dapat terlihat Gambar 2. Histogram konsumsi oksigen oleh C. demersum pada kepadatan yang berbeda
adanya perbandingan antara produksi dan konsumsi oksigen oleh C. demersum pada
Hal ini membuktikan bahwa pada ini
kepadatan
Perbandingan
tingkat
antara
kepadatan.
oksigen
yang
tidak
dihasilkan dan oksigen yang dikonsumsi
berpengaruh terhadap konsumsi oksigen
oleh C. demersum yang ditanam pada
oleh C. demersum atau dengan kata lain
kepadatan yang berbeada dapat dilihat
konsumsi
pada gambar 3.
oksigen
kepadatan
masing
cenderung
masing sama.
Kemungkinan hal ini disebabkan karena morfologi C. demersum yang berukuran kecil menyebabkan proses respirasi yang dilakukan cenderung lambat sehingga waktu perlakuan 1 jam belum cukup untuk
menunjukkan
1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0
1,65 1,38
antar kepadatan yang berbeda. konsentrasi
1,11 0,96
1,1
produksi oksigen
0,52
b
a 100
200
c
konsumsi oksigen
300
kepadatan C. demersum
perbedaan
kecepatan reaksi respirasi yang nyata
Rata-rata
kon sen trasi ok sigen (m g/L )
penelitian
berbagai
Gambar 3. Histogram produksi dan konsumsi oksigen C. demersum pada kepadatan yang berbeda
oksigen
respirasi pada
Pengamatan terhadap produksi
seluruh kepadatan C. demersum adalah
dan konsumsi oksigen (Gambar 3)
sejumlah
menunjukkan
akhir setelah 1 jam
5,67 mg/L. Konsentrasi ini
bahwa
kepadatan
C.
baik digunakan untuk budidaya perairan,
demersum
karena ikan maupun udang dapat hidup
mensuplai oksigen untuk lingkungan
dengan baik pada kondisi ini. Menurut
perairan adalah kepadatan 300 g/100 L
yang
paling
optimal
karena pada kepadatan tersebut terjadi 6
surplus oksigen sebanyak 0,27 mg/L.
tanam menunjukkan bahwa terdapat
Pada kepadatan C. demersum 100 g/100
perbedaan pertumbuhan yang nyata antar
L dan 200 g/100 L, oksigen yang
kepadatan
dikonsumsi cenderung lebih banyak
membuktikan bahwa pada penelitian ini
daripada oksigen yang diproduksi.
kepadatan
C. demersum. Hal ini
berpengaruh
terhadap
pertumbuhan C. demersum. Hal ini sesuai dengan pendapat Anonim (2008)
Pertumbuhan Data pertumbuhan C. demersum diperoleh dengan cara mengurangkan
bahwa kepadatan merupakan faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman.
berat akhir dengan berat awal C.
Hasil uji Duncan pada taraf
demersum. Berat awal adalah berat C.
signifikasi
demersum sebelum ditumbuhkan pada
kepadatan
akuarim, sedangkan berat akhir adalah
perbedaan nyata antara kepadatan 100
berat
tersebut
g/100L dengan kepadatan 200 g/100L.
ditumbuhkan selama satu bulan. Hasil
Kepadatan 300 g/100L berbeda tidak
pengamatan pertumbuhan C. demersum
nyata, baik dengan kepadatan100 g/100L
pada kepadatan yang berbeda dapat
maupun
dilihat pada Gambar 4.
kepadatan
100
pengaruh
yang
perlakuan
kepadatan
terhadap
pertumbuhan
setelah
tumbuhan
95%
untuk
perlakuan
menunjukkan
200
g/100L. g/100L
adanya
Perlakuan memberikan
berbeda
dengan
200
g/100L tanaman,
sedangkan perlakuan kepadatan 300 g/100L tidak memberikan pengaruh yang berbeda dengan kepadatan 100 g/100L maupun 200 g/100L. . Berdasarkan hasil uji Duncan Gambar 4. Grafik pertumbuhan C. demersum yang ditanam pada kepadatan berbeda.
tersebut dapat dijelaskan bahwa tanaman yang mengalami pertumbuhan paling cepat
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam
(Anova)
terhadap
kepadatan
g/100L.
adalah
pada
Pada
kepadatan kepadatan
200 ini
kemungkinan belum terjadi kompetisi 7
yang
signifikan
dalam
memperoleh
KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil
cahaya dan nutrisi. Sedangkan pada kepadatan 300 g/100L, tanaman mulai
dari
mengalami
dalam
oksigen bersih paling tinggi diperoleh
nutrisi
dari Ceratophyllum
kompetisi
mendapatkan sehingga menurun.
cahaya
dan
pertumbuhan Hal
ini
yaitu:
Produksi
demersum pada
kepadatan 300 g/100L, yaitu rata-rata
dengan
sebesar 1,65 mg/L. Konsumsi oksigen
sesuai
yang
Mursito
C.
Kawiji,
ini
tanaman
penadapat Gardner dkk, 1991 (dalam dan
penelitian
2008)
yang
paling
tinggi
demersum
pada
diperoleh
dari
kepadatan 300
menyatakan bahwa jika tanaman terlalu
g/100L, yaitu rata-rata sebesar 1,38
padat
mg/L. Pertumbuhan paling tinggi terjadi
maka
menurun.
pertumbuhan
Kepadatan
tanaman
tanam
sangat
pada C. demersum dengan
kepadatan
mempengaruhi pertumbuhan vegetatif
200 g/100L, yaitu dengan penambahan
dan tingkat produksi suatu tanaman.
berat
Pertumbuhan pada kepadatan
terendah
terjadi
C. demersum 100
rata-rata
sebesar
Kepadatan C. Demersum merupakan
kepadatan
71.25
g.
300 g/100 L yang
paling
g/100L dengan rata-rata pertambahan
optimal dalam mensuplai oksigen ke
berat 4,5 g. Penyebab dari rendahnya
lingkungan perairan
pertumbuhan
pada
kemungkinan
adalah
kepadatan karena
ini kalah
berkompetisi dalam penyerapan nutrisi dan cahaya dengan mikro alga. Hal ini dapat dilihat dari warna air yang hijau. Kondisi ini menyebabkan terjadinya kematian pada C. demersum
pada
kepadatan 100 g/100L sehingga terjadi penurunan berat basah setelah memasuki minggu kedua.
DAFTAR PUSTAKA Campbell, Neill A., JB. Reece dan LG. Mitchell. Biologi Jilid 1. Erlangga. Jakarta Djukri dan B. P. Purwoko. 2003. Pengaruh Naungan Paranet Terhadap Sifat Toleransi Tanaman Talas (Colocasia esculenta (L.) Schott. Ilmu Pertanian.10 (2): 17-25. Gardner, F. P. dan R. B. Pearce. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Universitas Indonesia Press. Jakarta. Hanafiah, K. A. 2001. Rancangan Percobaan, Teori dan Aplikasi. Raja Grafindo Persada. Jakarta. 8
Hedley, D. 1998. Water Turn Over, Winter Kill and Low Dissolved Oxygen (DO) Concentration in Ponds Without Increasing or Mechanical Oxygenated Water. http://www.hedley.on.ca/index. html. 30 September 2007. Izzati, M. 2004. Peranan Rumput Laut Dalam Mengendalikan Kualitas Air Tambak Pada Model Budidaya Ganda Udang WinduRumput Laut. Disertasi. Institut Teknologi Bandung. Izzati, M., Ratnawati, Nintya Setiari. 2008. Karakterisasi dan Uji Potensi Makroalga Sebagai Agen Pemicu (Forcing Function) Untuk Rehabilitasi Ekosistem Tambak Udang.
www.lemlit.undip.ac.id/abstrak/c ontent/view/467/277/. 17 Agustus 2010 Mursito, J. dan Kawiji. 2008. Pengaruh Kerapatan Tanam dan Kedalaman Olah Tanah Terhadap Hasil Umbi Lobak (Raphanus sativus L.). Fakultas Pertanian UNS. Surakarta. Nybakken, J. W. 1992. Biologi Laut, Suatu Pendekatan Ekologis. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Wetzel, R. G. dan G. E. Likens. 1991. Lymnological Analyses Second Edition. Spriner-Verlag. New York.
9
