PRODUKTIVITAS PRIMER DAN SERAPAN NUTRIEN HARIAN Spirogyra sp. DAN Hydrodictyon sp.
BAYU NUGRAHA
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 yang berjudul Produktivitas Primer dan Serapan Nutrien Harian Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada Perguruan Tinggi mana pun. Semua sumber data dan informasi yang dikutip dari karya yang diterbitkan dan tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. .
Bogor, September 2015
Bayu Nugraha C24110071
ABSTRAK BAYU NUGRAHA, Produktivitas Primer dan Serapan Nutrien Harian Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. Dibimbing oleh NIKEN TM PRATIWI DAN INNA PUSPA AYU Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis nilai produktivitas primer (PP) dan serapan nutrien harian Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. Penelitian menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dan Rancangan Acak Lengkap (RAL). RAK digunakan untuk menentukan pengaruh perlakuan jenis mikroalga (Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp.) dan pengaruh pengelompokan penggal waktu terhadap nilai PP bersih, sementara RAL digunakan untuk menentukan jenis mikroalga yang berbeda pada intensitas cahaya yang sama terhadap nilai produktivitas primer bersih total (harian) dan pemanfaatan jumlah nutrien total (harian). Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. menghasilkan nilai PP bersih yang sama (p>0,05), baik secara total (harian) maupun pada setiap penggal waktu pengamatan. Tetapi hal yang berbeda ditunjukkan oleh nilai PP antar penggal waktu pengamatan. Nilai PP bersih kedua jenis mikroalga pada penggal waktu pagi berbeda dari siang (p<0,05), penggal waktu siang berbeda dari sore (p<0,05), tetapi pada penggal waktu pagi sama dengan sore (p>0,05). Serapan nutrien antara Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. mempunyai kemampuan yang sama dalam memanfaatkan nutrien, baik secara harian maupun pada setiap penggal waktu pengamatan (p>0,05). Kata kunci: Hydrodictyon sp., nutrien, produktivitas primer, dan Spirogyra sp.
ABSTRACT BAYU NUGRAHA, Primary Productivity and Nutrient Uptake Daily Spirogyra sp. and Hydrodictyon sp. Supervised by NIKEN TM PRATIWI AND INNA PUSPA AYU This research aimed to analyze of primary productivity value and daily nutrients uptake of Spirogyra sp. and Hydrodictyon sp. The research was conducted using Randomized Block Design and Completely Randomized Design. Randomized Block Design was used to determine the effect of microalgae treatment (Spirogyra sp. and Hydrodictyon sp.) and effect part of time grouping towards net primary productivity, then Completely Randomized Design was used to determine the different microalgae with same light intensity towards total of net primary productivity (daily) and total amount of nutrients utilization (daily). The observations showed that Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. has same net primary productivity (p>0,05), both in total (daily) and time grouping. Net primary productivity of each microalgae has different value between the morning and the daylight (p<0,05), and the daylight has different value with the afternoon (p<0,05), but in the morning and
afternoon has a same value (p>0,05). The nutrients uptake between Spirogyra sp. and Hydrodictyon sp. was similar both in daily and in the part of time observations (p>0,05). Keywords : Hydrodictyon sp., nutrient, primary productivity, and Spirogyra sp.
PRODUKTIVITAS PRIMER DAN SERAPAN NUTRIEN HARIAN Spirogyra sp. DAN Hydrodictyon sp.
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PRAKATA
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayahNya yang telah diberikan kepada Penulis sehingga penyusunan skripsi yang berjudul Produktivitas Primer dan Serapan Nutrien Harian Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. dapat diselesaikan. Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan kesempatan untuk studi 2. Beasiswa Bidikmisi yang telah memberikan bantuan biaya perkuliahan. 3. Direktur Jendral Pendidikan Tinggi, Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan atas biaya penelitian melalui Biaya Operasional Perguruan Tinggi Negeri (BOPTN), Anggaran Pendapatan Belanja Negara (APBN), DIPA IPB Periode 2014, kode Mak: 2013.109.524111, Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, IPB dengan judul kegiatan “Eksplorasi Potensi Filamentus Mikroalgae sebagai Alternatif Sumberdaya Terbarukan” yang dilaksanakan oleh Dr Ir Niken TM Pratiwi, MSi (sebagai ketua peneliti), Dr Majariana Krisanti, SPi, MSi, dan Inna Puspa Ayu Spi, MSi (sebagai anggota peneliti). 4. Dr Ir Rahmat Kurnia, MSi selaku dosen pembimbing akademik dan perwakilan komisi pendidikan S1 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 dosen pembimbing II yang telah memberikan arahan, maupun kritik dan saran kepada Penulis. 6. Zulhamsyah Imran, SPi, MSi, Phd selaku dosen penguji yang telah memberikan arahan dan masukan dalam menyelesaikan skripsi ini. 7. Laboratorium Produktivitas Lingkungan (Proling), dan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) yang telah membantu dalam melengkapi data dalam skripsi ini. 8. Seluruh Dosen dan Staf Tata Usaha Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan. 9. Kedua orang tua, Bapak (Ayi Cahya), Ibu (Cucum Sumiati), kedua kakak (Imas Ismaya dan Yayang Taryana), adik (Annisa Nurmalan) serta seluruh keluarga yang selalu memberikan dukungan semangat dan do’a 10. Teman-teman MSP 48, Gentra Kaheman IPB, Teater Anak Air MSP, MSP 49 dan 50, P05, Kak Apri, Mbak Aay, Tyas, Anes, Goran, Desy, Rosita, Annisa, Nenden, Sigit, Ceppy, Putra, Nawaf, Gama, Fitri, Fida, Ilmi, Nopi, Rismawaty, Bia, Yayuk, dan Riska atas segala bantuan yang diberikan. Semoga skripsi ini bermanfaat. Bogor, September 2015
Bayu Nugraha
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Pelaksanaan Penelitian Tahap persiapan Penelitian pendahuluan Penelitian utama Pengumpulan Data Penentuan produktivitas primer Penentuan pengukuran kualitas air Analisis Data Analisis pengaruh perlakuan terhadap unit uji berdasarkan penggal waktu Analisis pengaruh perlakuan terhadap unit uji secara total (harian) Uji Beda Nyata Terkecil Analisis keterkaitan antara nutrien terhadap nilai produktivitas primer HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pembahasan KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA RIWAYAT HIDUP
x x x 1 1 1 2 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 6 7 8 9 9 9 15 17 18 21
DAFTAR TABEL 1 Parameter kualitas air yang diamati, metode, satuan, dan alat yang digunakan. 2 Sidik ragam Rancangan Acak Kelompok (RAK) 3 Sidik ragam Rancangan Acak Lengkap (RAL) 4 Nilai produktivitas primer kotor (PG), respirasi (R) dan produktivitas primer bersih (PN) dari Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. selama satu hari (total/harian) 5 Nilai nutrien harian
6 7 8
9 14
DAFTAR GAMBAR 1 Skema perumusan masalah dalam menentukan produktivitas primer Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. 2 Langkah-langkah tahap persiapan untuk mendapatkan biomassa 3 Pengaliran media ke dalam botol contoh 4 Nilai produktivitas primer (PP) selama penelitian 5 Nilai pengukuran intensitas cahaya selama penelitian 6 Nilai rataan suhu selama penelitian 7 Nilai rataan pH selama penelitian 8 Nilai rataan amonium (NH4+) selama penelitian 9 Nilai rataan nitrit (NO2-N) selama penelitian 10 Nilai rataan nitrat (NO3-N) selama penelitian 11 Nilai rataan ortofosfat (PO4-P) selama penelitian 12 Hubungan antara nitrogen anorganik terlarut (NAT) dengan nilai produktivitas primer (PP) Spirogyra sp. (a) dan Hydrodictyon sp. (b) 13 Hubungan antara Ortofosfat dengan nilai produktivitas primer (PP) dari mikroalga jenis Spirogyra sp. (a) dan Hydrodictyon sp. (b)
2 3 4 10 10 11 11 12 12 13 13 14 15
LAMPIRAN 1 Kandungan Gandasil-D 2 (a) Dokumentasi pengukuran pH dan (b) posisi inkubasi
20 20
PENDAHULUAN Latar Belakang Produktivitas primer (PP) merupakan laju penyimpanan energi radiasi melalui aktivitas fotosintesis dari produser primer dalam bentuk bahan organik (Odum 1993). Proses fotosintesis dipengaruhi oleh faktor konsentrasi klorofil a dan intensitas cahaya matahari (Barus et al. 2008). Menurut Hermanto et al. (2011), spektrum cahaya yang berperan penting pada fitoplankton untuk berfotosintesis hanya spektrum dengan panjang gelombang 380-700 nm atau sering disebut Photosyntetically Active Radition (PAR). Organisme yang melakukan proses fotosintesis dan mempunyai pigmen fotosintetik salah satunya adalah Chlorophyceae. Chlorophyceae merupakan salah satu kelas fitoplankton yang melimpah di perairan tawar. Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. merupakan alga berfilamen yang termasuk ke dalam kelas ini. Dua jenis alga tersebut sering dijumpai pada kolam perairan tawar yang jernih, misalnya di kolam budidaya ikan, danau, atau pun kolam koleksi tumbuhan air. Fitoplankton yang termasuk ke dalam kelas Chlorophyceae mempunyai beberapa ciri, antara lain berwarna hijau dan mempunyai pigmen fotosintetik yang terdiri dari klorofil a dan b seperti pada tumbuhan, karoten, dan beberapa xantofil. Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. dalam melakukan aktivitas fotosintesis selain membutuhkan cahaya memerlukan juga nutrien. Nutrien yang diperlukan oleh mikroalga dari kedua jenis ini dan jenis lainnya terdiri dari makronutrien dan mikronutrien. Menurut Schulet et al. (2007), unsur makronutrien terdiri dari karbon (C), nitrogen (N), dan fosfor (P), sedangkan unsur mikronutrien berupa Ca, Mg, Na, dan S. Sumber nutrien ini akan berperan penting bagi kelangsungan hidup mikroalga, karena dari nutrien tersebut kedua mikroalga ini mendapatkan nutrisi secara langsung. Tinggi rendahnya intensitas cahaya dan ketersediaan nutrien akan berpengaruh terhadap nilai produktivitas primer. Berdasarkan hal tersebut, perlu dilakukan penelitian dengan menentukan nilai produktivitas primer (PP) dan serapan nutrien harian Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. Tingkat produktivitas primer Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. diketahui melalui hasil produktivitas primer kotor (PG), respirasi (R), dan produktivitas primer bersih (PN).
Perumusan Masalah Fotosintesis merupakan proses yang sangat tergantung dengan keberadaan cahaya. Proses ini berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama adalah reaksi terang yang membutuhkan cahaya dan tahap kedua adalah reaksi gelap yang tidak membutuhkan cahaya. Peristiwa yang terjadi pada reaksi terang adalah proses anabolisme atau pemanfaatan nutrien untuk pertumbuhan, sedangkan pada reaksi gelap terjadi proses katabolisme atau pembentukan energi baru. Persamaan reaksi dari proses fotosintesis tersebut adalah sebagai berikut.
2 6
O+6
+ cahaya dan nutrien →
(glukosa) + 6O .
Kelompok alga, Chlorophyta, diantaranya Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. melakukan fotosintesis dengan proses biokimia untuk menghasilkan bahan organik dan oksigen. Berdasarkan hal tersebut, perlu adanya informasi mengenai produktivitas primer dan serapan nutrien harian dari mikroalga terhadap intensitas cahaya yang sama dengan menggunakan metode oksigen (botol gelap-terang) (Yulianto et al. 2014). Uraian mengenai hal tersebut disajikan pada Gambar 1.
Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. Nutrien
Perubuhan kandungan oksigen dan nutrien
(+)
-Produktivitas primer -Serapan Nutrien
Cahaya
(-)
Gambar 1 Skema perumusan masalah dalam menentukan produktivitas primer Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp.
Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis produktivitas primer dan serapan nutrien harian Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp.
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kultur Plankton, Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan Perairan (Proling), dan pelataran Laboratorium Proling, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut pertanian Bogor. Penelitian ini dibagi menjadi tiga tahap, yaitu tahap persiapan, penelitian pendahuluan, dan penelitian utama. Tahap
3 persiapan dan penelitian pendahuluan dilakukan pada bulan Juni dan September 2014. Penelitian utama dilakukan pada bulan September 2014, serta pengambilan data sekunder dari Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG), Dramaga Bogor pada bulan januari 2015.
Pelaksanaan Penelitian Penelitian produktivitas primer dan serapan nutrien harian Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. dibagi ke dalam tiga tahapan, yaitu tahap persiapan, penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Tahap persiapan bertujuan untuk mendapatkan biomassa, sedangkan tujuan penelitian pendahuluan adalah menentukan bobot basah spirogyra sp. yang sesuai untuk ditempatkan pada botol contoh (botol BOD 250 mL), yang kemudian diterapkan pada penelitian utama. Penelitian utama bertujuan menentukan produktivitas primer dan serapan nutrien harian Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. Tahap persiapan Tahap persiapan diawali dengan pengambilan mikroalgae berfilamen dari alam, yaitu Spirogyra sp (Gambar 2a) dan Hydrodictyon sp. (Gambar2b). Spirogyra sp. didapatkan dari kolam koleksi tanaman air Kebun Raya Bogor dan Hydrodictyon sp. didapat dari kolam petani tanaman air daerah Gunung Bunder. Selanjutnya dilakukan purifikasi pada masing-masing mikroalgae berfilamen (Gambar 2c).
a
b
c
e d Gambar 2 Langkah-langkah tahap persiapan untuk mendapatkan biomassa
4 Purifikasi merupakan proses untuk memurnikan mikroalgae berfilamen yang digunakan dari mikroorganisme lain. Setelah didapatkan jenis mikroalgae berfilamen yang homogen, dilakukan pengkondisian dan pemeliharaan di laboratorium. Pemeliharaan di skala laboratorium bertujuan mendapatkan biomassa dalam jumlah tertentu, yang akan digunakan pada penelitian pendahuluan dan utama. Spirogyra sp. di kondisikan di laboratorium (Gambar 2d), sedangkan Hydrodictyon sp. dikondisikan pada semi outdoor (Gambar 2e). Perbedaan pengkondisian ini dikarenakan masing-masing mikroalgae berfilamen mempunyai suhu optimal untuk pertumbuhan. Suhu optimal untuk pertumbuhan Hydrodictyon sp. berkisar 6-40ºC dan untuk Spirogyra sp. berkisar 20-25ºC ( awes dan Smith 1993, serta O’Neal et al. 1995). Penelitian pendahuluan Bobot Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. yang digunakan dalam penelitian utama, ditentukan berdasarkan nilai produksi oksigen Spirogyra sp. Hydrodictyon sp. tidak diikutsertakan dalam pengujian bobot pada penelitian pendahuluan, karena dianggap sama dengan Spirogyra sp. (mikroalgae berfilamen kelas Chlorophyceae). Bobot yang diujikan dalam kegiatan ini adalah 0,5; 0,75; dan 1,0 gram. Ketiga perlakuan bobot tersebut dibuat dengan mengacu kepada penelitian Apriadi et al. (2014). Ketiga perlakuan dipaparkan di bawah lampu selama tiga jam dengan nilai intensitas cahaya 500-750 ft-cd. Intensitas cahaya tersebut merupakan intensitas optimum untuk pertumbuhan Chlorophyta (Ryther 1956). Setelah tiga jam, dilakukan analis DO untuk mendapatkan nilai produksi oksigen. Nilai produksi oksigen dari ketiga perlakuan (0,5; 0,75; dan 1,0 gram), adalah sebesar 0,4741; 0,6124; dan 1,1260 mg O2 L-1. Hasil penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa perlakuan bobot satu gram menghasilkan oksigen tertinggi. Penelitian utama Penentuan produktivitas primer dilakukan dengan menggunakan metode oksigen (botol gelap-terang) yang diinkubasi di dalam akuarium berukuran 60x30x30 cm3 yang telah diisi air sebanyak 18 liter. Inkubasi dilakukan di bawah cahaya matahari dengan penggal waktu 08.00-11.00 (pagi), 11.00-14.00 (siang), dan 14.00-18.00 (sore).
Gambar 3 Pengaliran media ke dalam botol contoh
5 Inkubasi di dalam akuarium bertujuan untuk menyamakan kondisi perlakuan dengan kondisi perairan di alam. Sebelum dilakukan inkubasi, dilakukan pencampuran pupuk Gandasil-D (Lampiran 1) sebanyak 1,2 mL dengan air sebanyak 12 L yang dimasukkan ke dalam botol BOD. Air tersebut dialirkan ke botol contoh (botol BOD 250 mL) yang telah diisi mikroalga (Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp.) dengan menggunakan selang ( 0,5 cm). Hal ini untuk menghindari terjadinya bubling pada setiap botol contoh. Pengaliran media ke dalam botol contoh disajikan pada Gambar 3. Penambahan mikroalgae berfilamen Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. pada setiap botol contoh (botol BOD 250 ml) adalah sebesar 1 gram. Bobot Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. yang digunakan dalam penelitian ini merupakan bobot basah yang telah dipaparkan di atas kertas tisu selama dua menit agar kandungan air di mikroalga tersebut terserap (modifikasi Sulfahri et al. 2013; Brubaker et al. 2011; McKernan dan Juliano 2001). Selanjutnya dilakukan inkubasi (Lampiran 2) berdasarkan ketiga penggal waktu. Setiap akhir penggal waktu dilakukan pengambilan botol contoh untuk keperluan analisis produktivitas primer dan serapan nutrien. Pada penggal waktu inkubasi berikutnya, botol contoh yang baru dimasukkan ke dalam media inkubasi. Demikian pula dengan penggal waktu inkubasi yang terakhir. Rancangan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK) dan Rancangan Acak Kengkap (RAL). RAK digunakan untuk menentukan pengaruh perlakuan jenis mikroalga Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. dan pengaruh pengelompokan penggal waktu terhadap nilai PP bersih. RAL digunakan untuk menentukan jenis mikroalga yang berbeda pada intensitas cahaya yang sama terhadap nilai produktivitas primer bersih total (harian) dan pemanfaatan jumlah nutrien total (harian). Terdapat tiga ulangan dalam penentuan produktivitas primer dan dua ulangan dalam penentuan indikasi penyerapan nutrien oleh kedua jenis mikroalga Parameter yang diukur dalam penentuan serapan nutrien meliputi amonia, nitrit, nitrat, dan ortofosfat. Dengan demikian, jumlah botol BOD yang digunakan dalam penelitian ini adalah 148 buah, yang terdiri dari 36 botol terang dan 36 botol gelap untuk penentuan produktivitas primer, dan 76 buah untuk indikasi penyerapan nutrien (N dan P). Indikasi bahwa Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. dapat memanfaatkan nutrien atau serapan nutrien (N dan P) didasarkan pada hasil pengukuran kandungan amonium, nitrit, nitrat, dan ortofosfat pada ketiga penggal waktu inkubasi serta total (harian) waktu inkubasi (08.00-18.00). Selanjutnya dilakukan pengukuran kondisi lingkungan media inkubasi (suhu, pH, dan intensitas cahaya) setiap jam dari pukul 06.00-18.00 WIB.
Pengumpulan Data Penentuan produktivitas primer Penentuan produktivitas primer Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. diketahui melalui hasil produktivitas primer bersih (PN) yang didapat dari produktivitas primer kotor (PG) dikurangi respirasi (R). Hubungan di antara ketiganya, menurut Barus et al, (2008), dapat dinyatakan sebagai berikut.
6 Pg
= [O2] akhir pada botol terang mg O2 L-1 - [O2] akhir pada botol gelap mg O2 L-1
R
= [O2] awal mg O2 L-1 - [O2] akhir pada botol gelap mg O2 L-1
PN
=Pg mg O2 L-1 - R mg O2 L-1
Keterangan: Pg : Produktivitas primer kotor R : Respirasi PN : Produktivitas primer bersih Satuan mg O2 L-1 dikonversi ke dalam satuan mg C m-3. Nilai yang didapat pada satuan mg O2 L-1 diubah ke dalam mg C m-3 dengan dikalikan 375,36 (Barus et al. 2008). Penentuan pengukuran kualitas air Analisis kualitas air dilakukan dengan menggunakan prosedur APHA (2012). Parameter kualitas air yang diamati, metode, satuan, dan alat yang digunakan disajikan pada tabel 1. Tabel 1
Parameter kualitas air yang diamati, metode, satuan, dan alat yang digunakan. Parameter Satuan Metode Alat Suhu ºC Probe elektroda Termometer digital Cahaya Lux Lux meter pH Probe elektroda pH meter Amonia mg L-1 Phenate Spektofotometer Nitrit mg L-1 Sulfanilamid Spektofotometer -1 Nitrat mg L Brucine Spektofotometer Ortofosfat mg L-1 Ascorbic Acid Spektofotometer Sumber : APHA (2012)
Analisis Data Analisis pengaruh perlakuan terhadap unit uji berdasarkan penggal waktu Rancangan Acak Kelompok digunakan jika keheteregonenan unit percobaan berasal dari satu sumber keragaman. Penelitian ini dirancang untuk menentukan jenis mikroalga yang berbeda dan pengaruh pengelompokan penggal waktu pada intensitas cahaya yang sama terhadap nilai produktivitas primer. Oleh karena itu digunakan sidik ragam Rancangan Acak Kelompok (RAK) untuk menentukan pengaruh antara perlakuan (perbedaan jenis mikroalaga) yang diberikan dan pengaruh pengelompokan penggal waktu terhadap unit uji (nilai produktivitas primer). Tabel 2 merupakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) biasanya disajikan dalam bentuk sidik ragam.
7 Tabel 2 Sidik ragam Rancangan Acak Kelompok (RAK) Jumlah Kuadrat Sumber Derajat kuadrat Tengah Fhitung Keragaman Bebas (Db) (JK) (KT) Perlakuan p-1 JKP KTP KTP/KTS Kelompok q-1 JKB KTK KTP/KTS Sisa (p-1)(q-1) JKS KTS Total pq-1 JKT Sumber : modifikasi Mattjik dan Sumertajaya (2006)
Ftabel (,dbp,dBS) (,dbk,dBS)
Keterangan: p: Pengaruh perlakuan jenis mikroalga q: Pengaruh pengelompokan penggal waktu Hipotesis pengaruh perlakuan jenis mikroalga H0: τ1 = τ2 = τ3; jenis mikroalga yang berbeda pada intensitas cahaya yang sama meberikan nilai produktivitas primer yang sama H1: setidaknya ada satu jenis mikroalga yang berbeda pada intensitas cahaya yang sama menunjukkan nilai produktivitas primer yang berbeda. Hipotesis pengaruh pengelompokan H0 : β1 = β2 = β3; penggal waktu yang berbeda pada intensitas cahaya yang sama meberikan nilai produktivitas primer yang sama H1 : setidaknya ada satu penggal waktu yang berbeda pada intensitas cahaya yang sama menunjukkan nilai produktivitas primer yang berbeda. Penarikan kesimpulanya adalah jika Fhitung
Ftabel, maka dapat disimpulkan setidaknya ada satu jenis mikroalga atau salah satu pengaruh pengelompokan penggal waktu pada intensitas cahaya yang sama menunjukkan nilai produktivitas primernya berbeda dan harus diuji lanjut melalui uji BNT. Hipotesis dan kesimpulan tersebut berlaku juga untuk penentuan serapan nutrien. Analisis pengaruh perlakuan terhadap unit uji secara total (harian) Rancangan Acak Lengkap (RAL) digunakan untuk menentukan jenis mikroalga yang berbeda pada intensitas cahaya yang sama terhadap nilai produktivitas primer bersih total (harian) dan pemanfaatan jumlah nutrien total (harian). Uji ini biasanya digunakan untuk mengetahui pengaruh antara perlakuan (perbedaan jenis mikroalaga) yang diberikan terhadap unit uji (nilai produktivitas primer bersih dan jumlah pemanfaatan nutrien total/harian). Tabel 3 merupakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) biasanya disajikan dalam bentuk sidik ragam.
8 Tabel 3 Sidik ragam Rancangan Acak Lengkap (RAL) Jumlah Sumber Derajat Kuadrat kuadrat Fhitung Keragaman Bebas Tengah (KT) (JK) Perlakuan p-1 JKP KTP KTP/KTS Sisa p(q-1) JKS KTS Total pq-1 JKT Sumber : modifikasi Mattjik dan Sumertajaya (2006)
Ftabel (,dbp,dBS)
Keterangan: p: Pengaruh perlakuan jenis mikroalga q: Ulangan perlakuan Hipotesis pengaruh perlakuan jenis mikroalga H0 : µ1=µ2=µ3 ; jenis mikroalga yang berbeda pada intensitas cahaya yang sama memberikan nilai produktivitas primer yang sama H1 : setidaknya ada satu jenis mikroalga yang berbeda pada intensitas cahaya yang sama menunjukkan nilai produktivitas primer yang berbeda. Penarikan kesimpulanya adalah jika FhitungFtabel, maka dapat disimpulkan minimal jenis mikroalga pada intensitas cahaya yang sama menunjukkan nilai produktivita primer bersih total (harian) berbeda. Hipotesis dan kesimpulan tersebut berlaku juga untuk penentuan serapan nutrien. Uji Beda Nyata Terkecil Uji Beda Nyata Terkecil (BNT) merupakan pengujian yang dilakukan setelah uji hipotesis RAK atau RAL menyatakan H0 ditolak dan H1 diterima. Pengujian dilakukan untuk melihat perbedaan pengaruh yang nyata antar perlakuan. Oleh karena itu diperlukan pembandingan pasangan-pasangan perlakuan tersebut, yaitu dengan melakukan uji rataan. Rumus dari pengujian tersebut adalah sebagai berikut.
BNT=t(
,dbs
√
( TS n
Keterangan : : taraf nyata ( = 0,05) dbs : derajat bebas sisa KTS : kuadrat tengah sisa n : ulangan Pengambilan keputusan pada pengujian beda nyata terkecil (BNT) dilakukan dengan melihat dua nilai. Pertama, jika nilai d ≤ BNT, maka
9 keputusannya gagal tolak H0, yang artinya bahwa perlakuan jenis mikroalga atau pengelompokan penggal waktu tidak meberikan pengaruh pada taraf 0,05. Kedua, jika nilai d > BNT, maka keputusan yang diambil adalah tolak H0, yang artinya bahwa perbedaan jenis mikrolaga tersebut meberikan pengaruh pada taraf 0,05. Analisis keterkaitan antara nutrien terhadap nilai produktivitas primer Regresi linier sederhana adalah peersamaan regresi yang menggambarkan hubungan antara satu peubah bebas (X, independence variable) dan satu peubah tak bebas (Y, dependence variable). Hubungan keduanya dapat digambarkan sebagai suatu garis lurus (Mattjik dan Sumertajaya 2006). Oleh karena itu, dalam menentukan hubungan antara nutrien (N atau P) terhadap nilai produktivitas primer (PP) diperlukan sebuah pengujian menggunakan regresi linier sederhana. Berdasarkan hal tersebut, dalam penelitian ini yang menjadi peubah bebas adalah penyerapan nutrien (NAT atau P), sedangakan yang menjadi peubah tak bebasnya adalah nilai dari produktivitas primer. Model untuk menentukan hubungan tersebut adalah: =
+ 1+
Keterangan: Yi : peubah tak bebas (nilai produktivitas primer) : peubah bebas (nitrogen anorganik total (NAT) dan fosfat (P)) : intersep atau perpotongan dengan sumbu tegak 1 : kemiringan atau gradien
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Produktivitas primer Produktivitas primer (PP) merupakan sintesis bahan organik melalui proses fotosintesis yang dipengaruhi oleh keberadaan cahaya dan ketersediaan nutrien. Nilai produktivitas primer kotor, respirasi dan produktivitas primer bersih dari Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. selama satu hari (total) yang disajikan pada Tabel 4. Tabel 4 Nilai produktivitas primer kotor (PG), respirasi (R) dan produktivitas primer bersih (PN) dari Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. selama satu hari (total/harian) PG (produktivitas R (Respirasi) PN (Produksi primer Jenis Mikroalga primer kotor) -3 mg C m bersih) mg C m-3 mg C m-3 Spirogyra sp. 6281,977 4468,986 1812,991 Hydrodictyon sp. 5787,945 3777,897 2010,048
10
Nilai PP (mg C m-3)
Tabel 4 menunjukkan bahwa mikroalga jenis Hydrodictyon sp. memiliki nilai PP bersih total (harian) lebih besar dari Spirogyra sp. Sebaliknya untuk nilai produktivitas primer kotor dan respirasi, mikroalga jenis Spirogyra sp. memiliki nilai lebih besar dari Hydrodictyon sp. Analisis ragam menunjukkan bahwa nilai PP bersih total Spirogyra sp. sama dengan PP bersih Hydrodictyon sp. (p>0,05). Nilai PP bersih pada setiap penggal waktu menunjukkan nilai yang berbeda (Gambar 4) Nilai PP bersih Hydrodictyon sp. lebih tinggi dari pada nilai PP bersih Spirogyra sp. pada setiap penggal waktu pengmatan. Kedua jenis mikroalga tersebut menghasilkan nilai PP bersih paling tinggi pada penggal waktu 11.00-14.00. 1500 1000 500 0 Pagi
Siang
Sore
Penggal Waktu Spirogyra sp.
Hydrodictyon sp.
Gambar 4 Nilai produktivitas primer (PP) selama penelitian Gambar 4 menunjukkan bahwa Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. menghasilkan nilai produktivitas primer yang sama (p>0,05), sedangkan pengaruh pengelompokan penggal waktu terhadap nilai produktivitas primer menghasilkan keputusan berbeda (p<0,05). Setelah dilakukan uji BNT atau uji lanjut, pengaruh yang diberikan antar penggal waktu pagi berbeda dari siang (p<0,05) dan penggal waktu siang berbeda dari sore (p<0,05), sementara PP bersih pada penggal waktu pagi sama dengan sore (p>0,05). Intensitas Cahaya Faktor yang berpengaruh pada proses fotosintesis adalah intensitas cahaya. Nilai pengukuran intensitas cahaya selama penelitian disajikan pada Gambar 5. Intensitas Cahaya (ft-cd)
12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 6.00
12.00
18.00
Waktu pengamatan
Gambar 5 Nilai pengukuran intensitas cahaya selama penelitian Secara umum nilai intensitas cahaya dari waktu ke waktu menunjukan nilai yang berbeda (Gambar 5). Nilai intensitas cahaya yang paling rendah adalah
11 pada jam 18.00 sore, sedangkan nilai intensitas cahaya yang paling tinggi adalah pada jam 11.00 Suhu Suhu sangat berpengaruh terhadap metabolisme organisme akuatik di perairan. Nilai pengukuran suhu menunjukkan variasi yang berbeda dari waktu ke waktu (Gambar 6).
Suhu (°C)
40 35 30 25 20 6.00
12.00 Waktu Pengamatan
18.00
Gambar 6 Nilai rataan suhu selama penelitian Berdasarkan Gambar 6, diketahui bahwa nilai suhu yang paling tinggi adalah pada waktu pengukuran jam 12.00 WIB sebesar 37,06°C, sedangkan suhu yang paling rendah adalah pada waktu pengkuran jam 06.00 sebesar 22,15. Suhu rata-rata pada penelitian ini sebesar 30,98 °C. pH Nilai pH merupakan salah satu parameter kimia yang keberadaannya di perairan tidak selalu stabil. Nilai rataan pH yang terukur selama penelitian disajikan pada Gambar 7.
pH
8 7 6 5 6.00
12.00 Waktu Pengamatan
18.00
Gambar 7 Nilai rataan pH selama penelitian Gambar 7 menunjukkan bahwa secara umum nilai pH cenderung stabil. Nilai pH selama pengamatan berkisar antara 7,05-7,50. Nilai pH tertinggi yaitu pada pengamatan pukul 16.00, sedangkan nilai pH terendah, yaitu pada pukul 09.00 WIB. Amonium (NH4+) Amonium merupakan salah satu bentuk nitrogen di perairan yang dimanfaatkan oleh mikroalgae dan tumbuhan lainnya sebagai sumber nutrien untuk pertumbuhan. Nilai rataan kandungan amonium selama penelitian disajikan pada Gambar 8.
12 NH4+ (mg L-1)
0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 Pagi Awal
Siang Penggal waktu
Sore
Spirogyra sp. Hydrodictyon sp.
Gambar 8 Nilai rataan amonium (NH4+) selama penelitian Nilai kandungan amonium selama pengamatan baik mikroalga jenis Spirogyra sp. maupun Hydrodictyon sp. memperlihatkan penurunan pada setiap penggal waktu (Gambar 8). Penurunan nilai yang paling besar adalah pada penggal waktu 11.00-14.00 WIB sebesar 98% untuk jenis Spirogyra sp. dan 99% untuk jenis Hydrodictyon sp. Berdasarkan hasil uji statistik diketahui bahwa antar jenis perlakuan mempunyai kemampuan yang sama dalam memanfaatkan amonium pada setiap penggal waktu (p>0,05).
NO2-N (mg L-1)
Nitrit (NO2-N) Nitrit merupakan bentuk peralihan antara amonia dan nitrat. Rataan nilai kandungan nitrit selama penelitian disajikan pada Gambar 9. 0.06 0.048 0.036 0.024 0.012 0 Pagi Awal
Siang Penggal waktu
Spirogyra sp.
Sore
Hydrodictyon sp.
Gambar 9 Nilai rataan nitrit (NO2-N) selama penelitian Kandungan nitrit di dalam media (botol BOD) untuk kedua jenis mikrolga pada setiap penggal waktu memperlihatkan peningkatan (Gambar 9). Hasil uji statistik menunjukkan bahwa Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. mempunyai kemampuan yang sama dalam memanfaatkan nitrit pada setiap penggal waktu (p>0,05) Nitrat (NO3-N) Nitrat merupakan sumber nutrien utama yang digunakan oleh mikroalgae dan organisme lainnya bagi pertumbuhan. Nilai rataan nitrat selama penelitian disajikan pada Gambar 10
13
NO3-N (mg L-1)
2.5 2
1.5 1
0.5 0 Pagi
Siang
Sore
Penggal waktu Awal
Spirogyra sp.
Hydrodictyon sp.
Gambar 10 Nilai rataan nitrat (NO3-N) selama penelitian Kandungan nitrat mengalami penurunan pada setiap penggal waktu. Penurunan ini menandakan kedua jenis mikroalga tersebut memanfaatkan nitrat sebagai sumber nutrien untuk pertumbuhan. Berdasarkan hasil uji statistika diketahui bahwa Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. mempunyai kemampuan yang sama dalam memanfaatkan nitrat pada setiap penggal waktu (p>0,05).
PO4-P (mg L-1)
Ortofosfat (PO4-P) Ortofosfat merupakan fosfor anorganik terlarut yang dimanfaatkan oleh mikroalgae dan tumbuhan air. Nilai rataan ortofosfat selama penelitian disajikan pada Gambar 11. 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 Pagi
Siang
Sore
Penggal waktu Awal
Spirogyra sp.
Hydrodictyon sp.
Gambar 11 Nilai rataan ortofosfat (PO4-P) selama penelitian Kandungan ortofosfat di dalam media (botol BOD) pada kedua jenis mikrolga untuk penggal waktu pagi dan sore mengalami penurunan (Gambar 11). Akan tetapi pada penggal waktu siang mengalami peningkatan. Berdasarkan hasil uji statistika menunjukkan bahwa Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. mempunyai kemampuan yang sama dalam memanfaatkan ortofosfat pada setiap penggal waktu (p>0,05). Nilai nutrien harian (amonium, nitrit, nitrat dan ortofosfat) Nutrien harian merupakan nilai yang didapat dari pengukuran selama satu hari pengamatan (08.00-18.00 WIB). Nilai rataan nutrien harian disajikan pada Tabel 5.
14 Tabel 5 Nilai nutrien harian Spirogyra sp. awal (08.00) akhir (18.00) 0,0228 0,0119 0,0033 0,0844 2,3318 0,6316 0,0149 0,0225
Parameter Amonium Nitrit Nitrat Ortofosfat
Hydrodictyion sp. awal (08.00) akhir (18.00) 0,0228 0,0081 0,0033 0,0799 2,3318 1,1125 0,0149 0,0269
Berdasarkan Tabel 5, diketahui bahwa nilai amonium dan nitrat harian memperlihatkan penurunan, sedangkan nilai kandungan nitrit dan ortofosfat harian memperlihatkan peningkatan dari nilai awal. Sidik ragam menunjukkan bahwa Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp memanfaatkan nutrien secara total sama (p>0,05).
8 7
lny =24,79-31,73lnx R² =0,77
6 5 4 0.54
0.59 ln NAT (mg L-1)
a
0.64
ln PP (mg C m-3)
ln PP (mg C m-3)
Hubungan antara nitrogen anorganik terlarut (NAT) dengan nilai produktivitas (PP) Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. Nitrogen anorganik terlarut (NAT) merupakan penjumlahan dari amonium (NH4+), nitrit (NO2-N), dan nitrat (NO3-N). NAT tersebut dimanfaatkan oleh mikroalgae untuk pertumbuhannya. NAT yang di gunakan pada penelitian ini merupakan nilai selisih antara nilai awal dikurangi nilai akhir. Keterkaitan antara NAT dengan nilai PP bersih disajikan pada Gambar 12. lny =10,35-6,09lnx R² =0,75
8 7 6 5 4 0.4
0.6 ln NAT (mg L-1)
0.8
b
Gambar 12 Hubungan antara nitrogen anorganik terlarut (NAT) dengan nilai produktivitas primer (PP) Spirogyra sp. (a) dan Hydrodictyon sp. (b) Nilai NAT dari kedua perlakuan (jenis mikroalga) memiliki keterkaitan dengan nilai PP bersih yang dihasilkan (Gambar 12). Ln x merupakan nilai NAT, sedangkan ln y adalah nilai PP bersih pada setiap penggal waktu. Gambar 12 a dan b menunjukkan hubungan dan model yang berbeda. Akan tetapi keduanya memliki arti yang sama, yaitu meskipun nutrien yang diserap rendah tetapi menghasilkan nilai PP tinggi. Hubungan antara Ortofosfat dengan nilai produktivitas primer (PP) Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. Ortofosfat atau fosfat anorganik adalah satu bentuk fosfor (P) yang terlarut dalam air dan merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan langsung oleh mikroalgae. Nilai ortofosfat yang digunakan dalam penelitian ini merupakan nilai
15
8 7.5 7 6.5 6 5.5 5
lny = 5,66+57,21lnx R² = 0,83
0
0.01 0.02 ln P04 P (mg L-1)
ln PP (mg C m-3)
ln PP (mg C m-3)
kandungan akhir yang ada dalam media. Keterkaitan antara ketersediaan ortofosfat dengan nilai PP bersih disajikan pada Gambar 13. 8 7.5 7 6.5 6 5.5 5
0.03
lny=6,06+44,75lnx R² = 0,79
0
0.01 0.02 ln P04- P (mg L-1)
0.03
b
a
Gambar 13 Hubungan antara Ortofosfat dengan nilai produktivitas primer (PP) dari mikroalga jenis Spirogyra sp. (a) dan Hydrodictyon sp. (b) Berdasarkan Gambar 13, diketahui bahwa nilai ortofosfat (PO4-P) dari kedua perlakuan jenis mikroalga memiliki keterkaitan dengan nilai produktivitas primer (PP) bersih yang dihasilkan. Lnx merupakan nilai ortofosfat, sedangkan lny adalah nilai PP bersih setiap penggal waktu. Gambar 13a dan b menunjukkan hubungan dan model yang berbeda. Akan tetapi, keduanya memiliki arti yang sama, yaitu semakin tinggi nilai kandungan ortofosfat di dalam botol contoh, semakin tinggi pula nilai PP yang dihasilkan.
Pembahasan Nilai produktivitas primer (PP) bersih Hydrodictyon sp. lebih tinggi dibandingkan dengan Spirogyra sp., baik secara total (harian) maupun pada setiap penggal waktu, meskipun secara statistik tidak berbeda nyata. Hal tersebut diduga terjadi karena Hydrodictyon sp. mampu memanfaatkan nutrien secara optimum untuk pertumbuhan, sehingga menghasilkan PP bersih yang lebih tinggi dibandingkan dengan Spirogyra sp. Hal ini didukung oleh pernyataan Cambra dan Aboal (1992), bahwa mikroalga jenis Hydrodictyon sp. mengalami pertumbuhan biomassa tiga kali lipat lebih cepat dalam tiga hari dibandingkan dengan mikroalga jenis Spirogyra sp., Cladophora sp., dan jenis lainnya. PP bersih antar penggal waktu pengamatan yang paling tinggi terjadi pada pukul 11.00.14.00. PP bersih pada penggal waktu pagi (08.00-11.00) dan sore (14.00-18.00) menujukkan nilai yang sama. Hal ini diduga dari adanya perbedaan besarnya intensitas cahaya yang masuk ke perairan pada setiap penggal waktu. Kisaran intensitas cahaya pada PP bersih tertinggi adalah sebesar 9418,969548,68 ft-cd. Hal ini sesuai dengan penelitian Ryther (1956), yang menyatakan bahwa intensitas cahaya pada siang hari memiliki nilai yang maksimum, yaitu 8000-10000 ft-cd. Dengan demikian Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. mencapai produktivitas primer maksimum pada kisaran waktu dan intensitas cahaya tersebut. Selain itu juga, berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa semakin besar nilai intensitas cahaya yang diterima oleh perairan, semakin besar pula nilai PP bersih yang dihasilkan. Yuliana (2006), menyatakan bahwa
16 tingginya nilai PP disebabkan oleh intensitas cahaya pada periode II (siang hari) yang dimanfaatkan secara maksimal. Intensitas cahaya yang diterima oleh perairan dapat mempengaruhi suhu perairan. Suhu perairan tertinggi terdapat pada penggal waktu 11.00-14.00 dengan kisaran sebesar 32,96-37,06 °C. Hal ini sesuai dengan intensitas cahaya pada kisaran suhu tersebut yang memiliki nilai intensitas maksimum. Suhu perairan pada penggal waktu lainnya berkisar antara 22,15-30,98 °C. Kisaran suhu tersebut sesuai untuk pertumbuhan Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. Hal ini sesuai dengan penelitian O’Neal et al. (1995), serta Hawes dan Smith (1993), Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. dapat tumbuh pada suhu 20-25ºC dan 6-40ºC. Dalam proses fotosintesis selain dipengaruhi suhu perairan dipengaruhi juga suhu udara. Berdasarkan data yang didapatkan dari Badan Meterorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Dramaga, Bogor diketahui bahwa suhu udara rata-rata sebesar 26,1 ºC, sedangkan suhu rata-rata yang diukur di perairan (media) adalah 31ºC. Perbedan tersebut karena air merupakan media yang paling efektif dalam menyerap energi panas yang berasal dari pancaran sinar matahari yang masuk kedalam media inkubasi. Nilai pH selama penelitian berkisar antara 7,05-7,50. Kisaran tersebut masih sesuai untuk pertumbuhan Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. Schulet (2007) menyatakan bahwa pada perairan alami kisaran pH yang sesuai untuk mikroalga jenis Spirogyra sp. berkisar antara 7,2-8,2. Febrianty (2011), menyatakan nilai pH yang sesuai untuk pertumbuhan Hydrodictyon sp. berkisar antara 6,71-8,39. Serapan nutrien harian digambarkan melalui pemanfaatan nutrien N dan P. Pemanfaatan nutrien N pada penelitian ini digambarkan melalui nilai nitrogen anorganik terlarut (NAT). NAT mempunyai korelasi dengan nilai PP bersih yang dihasilkan pada setiap penggal waktu, demikian juga halnya dengan nilai ortofosfat. Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa meskipun serapan NAT dan P rendah, PP yang dihasilkan tinggi. Hal tersebut dilihat dari nilai kandungan NAT dan P yang terukur dalam media masih tergolong tinggi, yang menggambarkan bahwa nutrien tersebut tidak dimanfaatkan dalam jumlah yang banyak. Menurut Roman et al. (2001), serapan N dan P tertinggi tidak selalu menyebabkan pertumbuhan Spirogyra sp. tertinggi pula. Berdasarkan hal tersebut dapat disimpulkan bahwa tingginya nilai N dan P yang diserap tidak selalu menyebabkan tingginya nilai PP bersih yang dihasilkan, begitupun sebalikya. Hal ini diduga bahwa Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. mempunyai batas maksimum dalam penyerapan nutrien N dan P terhadap nilai PP yang dihasilkan. Berdasarkan hasil penelitian didapatkan rasio N:P pada setiap pengal waktu. Rasio N:P untuk jenis Spirogyra sp. masing-masing penggal watu adalah 63:1; 35:1; dan 468:1, sedangkan untuk jenis Hydrodictyon sp. masing-masing adalah 78:1; 37:1; dan 621:1. Sementara, rasio N:P harian untuk Spirogyra sp. sebesar 16:1, sedangkan jenis Hydrodictyon sp. sebesar 31:1. Menurut Mason (1993), di perairan alami, jika rasio N:P lebih besar dari 16:1, maka fosfor menjadi faktor pembatas. Sebaliknya, jika rasio N:P lebih kecil dari 16:1, maka nitrogen menjadi faktor pembatas. Dengan demikian, dalam penelitian ini fosfor mejadi faktor pembatas pada kedua jenis mikroalga tersebut. Mosich et al. (2001), menyatakan bahwa fosfor merupakan nutrien utama pembatas bagi pertumbuhan
17 alga dan tingginya konsentrasi nitrogen dan fosfor dapat meningkatkan biomassa alga berfilamen Stigeoclonium sp. Mikroalga termasuk mikroorganisme fotosintetik yang memiliki kemampuan menggunakan sinar matahari dan karbon dioksida untuk reproduksi sel-sel tubuhnya, menghasilkan biomassa, dan menghasilkan sekitar 50% oksigen yang ada di atmosfir (Abdurrachman et al. 2013). Hal tersebut menunjukkan nilai PP yang diperoleh dapat dikonversi ke biomassa (KPKP 2008). Biomassa tersebut dapat digunakn untuk pendugaan produktivitas sekunder. Manfaat lainnya dari Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp., yaitu agen bioremediasi logam berat (Romera et al. 2007; Singh et al. 2007; Kaonga et al. 2008), agen fitoremediasi limbah budidaya sidat (Apriadi et al. 2014), serta bahan baku pembuatan etanol (Eshaq et al. 2010; John et al. 2011; Salim 2012). Selain itu, Hydrodictyon sp. dapat dimanfaatkan oleh ikan sebagai pakan, dan berpotensi sebagai pupuk organik untuk pertanian (Febrianty 2011). Nutrien dan intensitas cahaya merupakan faktor yang mempengaruhi produktivitas primer Spirogyra sp. dan Hydrodictyion sp. Selain itu, faktor lingkungan, seperti suhu dan pH dapat mempengaruhi proses tersebut. Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa nilai PP, baik secara harian maupun pada setiap penggal waktu antara Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. tidak berbeda (p>0,05). Hal yang berbeda ditunjukkan oleh nilai PP antar penggal waktu pengamatan. Nilai PP bersih pada penggal waktu pagi berbeda dari siang (p<0,05); penggal waktu siang berbeda dari sore (p<0,05); sementara PP pada penggal waktu pagi sama dengan sore (p>0,05). Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. memanfaatkan nutrien sama (p>0,05), baik secara harian maupun pada setiap penggal waktu pengamatan.
KESIMPULAN 1. Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. menghasilkan produktivitas primer (PP) bersih dengan nilai sama, baik secara harian maupun pada setiap penggal waktu pengamatan. Nilai rataan PP harian Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. adalah 1911,520 mg C m-3, sedangkan berdasarkan ketiga penggal waktu berkisar antara 352,208-932,945 mg C m-3. 2. Nilai PP bersih Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. pada penggal waktu pagi berbeda dari siang; pada penggal waktu siang berbeda dari sore; tetapi pada penggal waktu pagi sama dengan sore. 3. Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp. memanfaatkan nutrien dengan jumlah sama, baik secara harian maupun pada setiap penggal waktu pengamatan.
18
DAFTAR PUSTAKA Abdurrachman O, Mutiara M, Buchori L. 2013. Pengikatan Karbon Dioksida dengan Mikrolga (Chlorella vulgaris, Chlamydomonas sp., Spirullina sp.) Dalam Upaya untuk Meningkatkan Kemurnian Biogas. Jurnal Teknologi Kimia dan Industri. 2(4): 212-216 hlm. APHA (American Public Health Assosiation) 2012. Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water New York (US): APHA. Apriadi T, Pratiwi TM, Hariyadi S. 2014. Fitoremediasi limbah budidaya sidat menggunakan filamentus algae (Spirogyra sp.). Depik. 3(1): 46-55 hlm. Barus TA, Sinaga SS, Tarigan R. 2008. Produktivitas Primer Fitoplankton dan Hubungannya dengan Faktor Fisik-Kimia Air Di Perairan Parapat, Danau Toba. Biologi Sumatera. 3(1): 11-16 hlm. Brubaker L, Maier C, Skelly K. 2011. Effect of Varying Levels of Nitrogen on Spirogyra sp. Growth. Scientific Poster. Texas (US): Baylor University. Cambra J, Aboal M. 1992. Filamentous green algae of Spain: Distribution and ecology. Limnetica. 8:213-220. Eshaq FS, Ali MN, Mohd MK. 2010. Spirogyra biomass a renewable source for biofuel (bioetanol) production. Int. J. Environ. Sci. Technol. 2:7045-7054 hlm. Febrianty. 2011. Produktivitas Alga Hydrodictyon pada Perairan Tertutup (Closed System) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Hawes I dan Smith R. 1993. Influence of Environmental The Growth In Culture of A New Zealand Strain of The Fast-Spreading Alga Hydrodictyon reticulum (water net). Journal of Applied Phycology. 5:437-445 hlm. Hermanto MB, Sumardi, Hawa LC, Fiqtinovri SM. 2011. Perancanaan Bioreaktor untuk Pembudidayaan Mikroalga. Jurnal Teknologi Pertanian. 12(2): 153162 hlm. John RP, Anisha GS, Nampoothiri KM, Pandey A. 2011. Micro and macroalgal biomass: a renewable source for bioethanol. Bioresour. Technol. 102: 186193. KPKP (Kementrian Pertanian, Kehutanan, dan Perikanan. 2008. Buku Panduan Biomassa Asia. The Japan Institute of Energy: Asian Biomass Handbook Kaonga CC, Chiotha SS, Monjerezi M, Fabiano E, Henry EM. 2008. Levels of cadmium, manganese and lead in water and algae; Spirogyra aequinoctialis. Int. J. Environ. Sci. Technol. 5: 471-478 hlm. Mason CF. 1993. Biology of freshwater pollution. 2nd edition. Longman scientific and technical, New York. 351p. Mattjik SA, Sumertajaya MI. 2006. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan MINITAB. Bogor (ID): IPB Pr. McKernan P, Juliano S. 2001. Effect of Nutrient on the Growth of the Green Alga Spirogyra in Conesus Lake, N.Y. Journal of Science and Mathematics. 2(1):19-25 hlm. Mcllroy S. 2009. Water quality considerations and regulations. Nutrient management module no.12. Montana state university Mosich TD, Bunn SE, Davies PM. 2001. The Relative Importance of Shading and Nutrients on Algal Production in Subtrofical Streams. 46: 1269-1278 hlm.
19 Odum EP. 1993. Dasar-dasar Ekologi. Samingan T, penerjemah; Srigandono B, editor. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University Pr. Terjemahan dari: Fundamental of Ecology. Ed ke-3. O’Neal SW, Lembi Ca. 1995. Temperatures and irradiance effects on growth of Pithophora oedogonia (Chlorophyceae) and Spirogyra sp. (Charophyceae). J. Phycol. 31: 720-726 hlm. Roman M, Nguyen S,Manon V. 2011. Nitrogen and Phosphorus Effects on Algal Growth in Various Locations. Scientific Poster. Texas (US): Baylor University. Romera E, Gonzales F, Ballester A, Blazquez ML, Monoz JA. 2007. Comparative study of biosorption of heavy metals using different types of algae. Bioresour. Technol. 98: 3344-3353 hlm. Ryther JH. 1956. Photosynhesis in the ocean as a Function of Light Intensity. Wood Hole Oceanographic Institution. 1(1): 61 hlm. Salim MA. 2012. Biomass and Lipid Content of Heterotrophic Spirogyra sp. by Using Cassava Starch Hydrolysate. International Journal of Engineering Research and Develompment. 6(6): 21-26 hlm. Singh A, Kumar D, Gaur JP. 2007. Copper(II) and lead(II) sorption from aqueous solution by non-living Spirogyra neglecta. Bioresour Technol. 98: 36223629 hlm. Schulet 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. Sulfahri, Wulanmanuhara YS. 2013. Effect of Salinity and Gandasil-D on Spirogyra hyalina Biomass in Non-Aerated Culture. Journal of Applied Phytotechnology in Environmental Sanitation. 2(2):53-58 hlm. Yuliana. 2006. Produktivitas Primer Fitoplankton Pada Berbagai Periode Cahaya Di Perairan Teluk Kao, Kabupaten Halmahera Utara. Jurnal Perikanan. VIII (2): 215-222 hlm. Yulianto D, Muskananfola MR, Purnomo PW. 2014. Primary and Abudance of Phytoplankton According to Different Time of Sampling in Panjang Island, Jepara. Iponegoro journal of Maquares. 3(4): 195-200 hlm.
20
LAMPIRAN Lampiran 1 Kandungan Gandasil-D Unsur Jumlah Nitrogen 20% Fosfor 15% Kalium 15% Magnesium 1%
Lampiran 2 (a) Dokumentasi pengukuran pH dan (b) posisi inkubasi
a
b
21
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 10 April 1993 dari ayah Ayi Cahya dan Ibu Cucum Sumiati. Penulis adalah anak ketiga dari empat bersaudara. Tahun 2011 penulis lulus dari SMAN 1 Lembang dan pada tahun yang sama Penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur SNMPTN Undangan dan diterima di Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Selama mengikuti perkuliahan, Penulis pernah menjadi asisten praktikum Planktonologi pada tahun 2014/2015. Penulis juga pernah aktif sebagai anggota Gentra Kaheman IPB pada divisi peran, Teater Anak Air MSP, dan aktif juga di Himpunan Mahasiswa Manajamen Sumberdaya Perairan sebagai staf Environmental and Sosial (ENSO) pada tahun 2012/2013 dan sebagai staf Human Resources and Development (HRD) pada tahun 2013/2014. Sebagai persyaratan akhir studi di Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Produktivitas Primer dan Serapan Nutrien Harian Spirogyra sp. dan Hydrodictyon sp.
