"Peran Kualitas Air dalam Budidaya Ikan".

ABSTRAK

Manajemen kualitas air dan dasar tambak mempunyai peran yang sangat penting pada keberhasilan budidaya Diatom epipelic merupakan salah satu microalgae yang banyak ditemui di sedimen tambak dan keberadaannya dipengaruhi oleh kualitas air maupun sedimen. Karena hidup di dasar tambak, jenis dan kelimpahannya sangat dipengaruhi kondisi dasar perairan. Pengembangan studi tentang diatom epipelic sebagai indikator kualitas air dan

kesuburan suatu ekosistem budidaya masih terbatas jika dibandingkan dengan plankton.

Penulisan artikel ini bertujuan untuk memberikan informasi kemungkinan pemanfaatan diatom epipelic sebagai indikator kualitas lingkungan tambak untuk budidaya udang, yaitu dengan cara : (1) menganalisis keberadaan diatom epipelic yang ada di tambak budidaya udang dan (2) menganalisis hubungan antara berbagai parameter kualitas air dan kualitas sedimen dengan kelimpahan dan keragaman diatom epipelic pada tambak udang.

I.  PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Manajemen kualitas air mempunyai peran yang sangat penting pada keberhasilan budidaya udang. Air, sebagai media hidup ikan, berpengaruh langsung terhadap kesehatan dan pertumbuhannya. Kualitas air menentukan keberadaan berbagai jenis organisme yang ada dalam ekosistem tambak, baik terhadap kultivan yang dibudidayakan maupun biota lainnya sebagai penyusun ekosistem tambak tersebut. Kualitas air yang jauh dari nilai optimal dapat menyebabkan kegagalan budidaya, sebaliknya kualitas air yang optimal dapat mendukung pertumbuhan dan kelulushidupan ikan.

Kriteria penentuan kualitas air terus mengalami perkembangan. Sebelum abad ke 20, penentuan kriteria kualitas air hanya berdasarkan pada hasil analisis fisika-kimia air. Pada awal abad ke 20 para ahli mulai melakukan penelitian dan studi tentang biota perairan, baik mengenai individu maupun struktur komunitas (Basmi, 2000). Pengukuran secara kualitatif maupun kuantitatif atas biota yang menghuni suatu perairan dapat menjelaskan kondisi kualitas air perairan tersebut. Hal ini dikarenakan faktor fisika-kimia air berpengaruh langsung terhadap kehidupan biota yang ada di dalamnya.

Salah satu jenis biota yang sering digunakan untuk keperluan analisis kualitas air adalah plankton, yang terdiri dari dua kelompok, yaitu fitoplankton dan zooplankton. Fitoplankton merupakan microalgae yang hidup bebas di kolom air (free living algae) dan berfungsi sebagai sumber oksigen terlarut, pakan alami, serta shading. Fitoplankton merupakan produsen primer di perairan karena kemampuannya melakukan proses fotosintesis yang menghasilkan bahan organik dan oksigen (Ghosal at al., 2000). Pemanfaatan plankton sebagai indikator kualitas air telah mengalami perkembangan yang pesat, baik dari metode pengambilan sampling maupun analisis data. Karena hidup di kolom air, plankton hanya dapat menggambarkan kondisi kualitas air di zona tersebut yang merupakan habitat ikan pada umumnya.

Namun demikian, untuk kultivan yang sering berada di dasar tambak, misalnya udang, hasil analisis plankton tidak dapat menggambarkan kondisi kolom air dekat dasar dan sedimen tambak secara akurat. Dengan demikian, analisis terhadap biota yang hidup di dasar tambak kemungkinan lebih tepat digunakan untuk menjelaskan fenomena kualitas air yang berada dekat dasar tambak. Salah satu jenis biota yang banyak ditemui di sedimen atau dasar perairan adalah diatom epipelic. Diatom epipelic adalah microalgae yang hidup pada dan di dalam substrat yang jenis dan kelimpahannya sangat dipengaruhi oleh kualitas air dan kondisi sedimen (Barbour et al., 1999). Berbeda dengan plankton, diatom epipelic hidup menempel di permukaan dan di dalam sedimen dasar perairan. Karena hidup di dasar tambak, jenis dan kelimpahannya sangat dipengaruhi kondisi dasar perairan (Latt, 2002).

            Diatom epipelic merupakan microalgae dari klas diatom yang sangat sensitif terhadap perubahan kualitas air. Diatom dapat digunakan untuk menduga kualitas air pada semua jenis ekosistem perairan (Harding at al., 2005). Diatom Epipelic berperan penting sebagai sumber makanan bagi meiofaunal dan microfaunal grazer pada ekosistem dangkal dengan produktivitas yang sangat tinggi (Gould dan Gallagher, 1990). Diatom Epipelic hidup menempel pada beberapa tipe sedimen dan melakukan migrasi secara vertikal di dalam sedimen karena bersifat fototaksis positif. Berdasarkan pada penelitian (Eyre dan Ferguson 2002) di beberapa lagoon di Australia ditemukan khlorofil-a pada lapisan atas sedimen, yaitu hingga kedalaman 2 mm pada semua jenis sedimen. Hal ini mengindikasikan adanya benthic microalgae pada lapisan tersebut.

1.2. Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan artikel ini adalah mengkaji dan memberikan informasi tentang kemungkinan pemanfaatan diatom epipelic sebagai indikator kualitas lingkungan tambak untuk budidaya ikan, melalui pengamatan terhadap :

1. Keberadaan diatom epipelic yang ada di tambak budidaya ikan

2. Hubungan antara berbagai parameter kualitas air dan kualitas sedimen dengan kelimpahan, dan keragaman diatom epipelic di tambak ikan

II.  PEMBAHASAN

2.1. Peran Kualitas Air Dalam Budidaya.

Udang, sebagai hewan demersal, sangat dipengaruhi oleh kondisi dasar tambak, baik dari komponen abiotik maupun biotik sebagai penyusun ekosistem tambak. Akan tetapi, manajemen dasar tambak masih kurang mendapatkan perhatian dibandingkan dengan manajemen kualitas air. Banyak bukti yang menunjukkan bahwa adanya hubungan yang sangat erat antara fenomena yang terjadi di dasar tambak dengan kualitas air (Boyd et al., 2002). Salah satu fenomena yang penting di dasar tambak adalah keberadaan diatom epipelic.

Keberadaan diatom epipelic di tambak udang sangat dipengaruhi oleh kondisi kualitas air dan sedimen tambak. Namun sampai saat ini, diatom epipelic belum dimanfaatkan sebagai indikator kualitas lingkungan tambak udang. Hal ini disebabkan karena informasi tentang jenis dan kelimpahan diatom epipelic di tambak udang masih terbatas. Permasalahan yang akan dikaji dalam penulisan artikel ini adalah kemungkinan memanfaatkan diatom epipelic sebagai indikator kualitas lingkungan tambak untuk budidaya udang dengan melihat : (1) bagaimana struktur diatom epipelic yang ada di tambak budidaya udang, dan (2) bagaimana hubungan antara berbagai parameter kualitas air dan kualitas sedimen dengan jenis, kelimpahan, dan keragaman diatom epipelic pada tambak udang. Lingkungan tambak terdiri dari air dan sedimen sebagai media hidup biota yang dibudidayakan. Diatom epipelic hidup di dalam dan permukaan sedimen sehingga berinteraksi langsung dengan air dasar dan sedimen tambak. Diatom epipelic diduga dipengaruhi oleh kualitas air dan sedimen yang ada dalam tambak. Karena keberadaan diatom epipelic dipengaruhi oleh kondisi kualitas air dan sedimen tambak, maka diatom epipelic kemungkinan dapat dijadikan indikator parameter kualitas lingkungan suatu tambak.

2.2.   Indikator kualitas air.

Indikator kualitas air yang biasa digunakan untuk menilai kelayakan untuk budidaya biasanya didasarkan pada faktor fisika dan kimia air pada kolom air. Faktor fisika air yang diamati antara lain suhu, kecerahan, dan partikel tersuspensi, sedangkan faktor kimia antara lain biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), dissolved oxygen (DO), alkalinitas, bahan organik, amonia, fosfat, dan lain-lainnya.  Indikator kualitas air yang mulai banyak dikembangkan sekarang ini adalah indikator secara biologi, yaitu pengamatan terhadap organisme yang hidup dalam suatu perairan (Basmi, 2000). Selanjutnya dikatakan bahwa indikator ini sangat penting karena parameter fisika dan kimia air mempengaruhi keberadaan organisme yang hidup di perairan tersebut. Indikator biologi yang sekarang digunakan antara lain organisme macrobenthic dan plankton. Namun demikian, penggunaan biota tersebut sebagai indikator kualitas air mempunyai beberapa kelemahan. Organisme macrobenthic hanya hidup pada substrat tertentu sedangkan plankton hanya hidup di kolom air (Reynolds, 1990). Indeks keragamanan macrobenthic dan plankton hanya mencerminkan perubahan struktur komunitas pada saat mengalami gangguan (stress period) dan tidak dapat membedakan antara ekosistem yang terganggu dengan ekosistem yang sehat.

Penggunaan diatom yang hidup di dasar perairan atau sedimen (benthic diatom) diduga sangat tepat karena dapat mengatasi kelemahan-kelamahan yang ada pada organisme macrobenthic dan plankton. Benthic diatom yang hidup menempel pada sedimen, mempunyai beberapa kelebihan antara lain : jenis algae yang kelimpahannya paling banyak dan tersebar luas, berperan penting dalam rantai makanan, siklus hidup sederhana, beberapa spesies sangat sensitif terhadap perubahan lingkungan sehingga dapat menggambarkan perubahan lingkungan dalam periode yang pendek dan jangka panjang, serta mudah pengambilan sampel dan identifikasinya (Round, 1993; Stevenson, 2002). Menurut Sukran et al. (2006), keberadaannya dipengaruhi oleh faktor fisika dan kimia air. Struktur komunitas dan kelimpahan benthic diatom sangat penting dalam menentukan status ekologis perairan (Picinska, 2007). Sedangkan menurut Hendrarto (1994), struktur komunitas benthic diatom di daerah mangrove sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan, terutama ketersediaan air dan zonasi dari vegetasi mangrove. Kelebihan lain penggunaaan organisme yang menempel (attaching organism) dibandingkan dengan plankton (planktonic community) adalah distribusinya tidak mudah terpengaruh oleh arus (Almeida, 2001).

1.      Faktor fisika

Faktor fisika air merupakan variabel kualitas air yang penting karena dapat mempengaruhi variabel kualitas air yang lainnya. Faktor fisika yang besar pengaruhnya terhadap kualitas air adalah cahaya matahari dan suhu air. Kedua faktor ini berkaitan erat, dimana suhu air terutama tergantung dari intensitas cahaya matahari yang masuk ke dalam air. Cahaya matahari dan suhu air merupakan faktor alam yang sampai saat belum bisa dikendalikan.

a.      Cahaya matahari

Cahaya matahari mempunyai peranan yang sangat besar terhadap kualitas air secara keseluruhan, karena dapat mempengaruhi reaksi-reaksi yang terjadi dalam air. Penetrasi cahaya matahari ke dalam air terutama dipengaruhi oleh sudut jatuh cahaya terhadap garis vertikal. Semakin besar sudut jatuhnya, maka penetrasi cahaya matahari semakin menurun. Cahaya akan berubah kualitas spektrumnya dan turun intensitasnya setelah menembus massa air disebabkan karena dispersi dan absorpsi yang berbeda-beda oleh lapisan air. Pada air murni kira-kira 53% dari cahaya yang masuk akan ditransformasi ke dalam bentuk panas dan selanjutnya akan padam pada kedalaman kurang dari satu meter (Boyd, 1990). Cahaya dengan panjang gelombang panjang (merah dan jingga) dan panjang gelombang pendek (ultra violet dan violet) lebih cepat padam dibandingkan dengan panjang gelombang sedang atau intermediate (biru, hijau dan kuning).

Turbiditas (kekeruhan) akan menurunkan kemampuan air untuk meneruskan cahaya kedalamnya. Di kolam, turbiditas dan warna air disebabkan oleh koloid dari partikel-pertikel lumpur, organik tcrlarut dan yang paling besar disebabkan oleh densitas plankton (Hargreaves, 1999). Cahaya matahari sangat diperlukan oleh tumbuhan air sebagai sumber energi untuk melakukan fotosintesis. Sebagai produsen primer, tumbuhan hijau melakukan fotosintesis untuk menghasilkan oksigen dan bahan organik, yang akan dimanfaatkan oleh hewan yang lebih tinggi tingkatannya dalam rantai makanan (Ghosal et al. 2000).

b.      Suhu air

Suhu air dipengaruhi oleh : radiasi cahaya matahari, suhu udara, cuaca dan lokasi. Radiasi matahari merupakan faktor utama yang mempengaruhi naik turunnya suhu air. Sinar matahari menyebabkan panas air di permukaan lebih cepat dibanding badan air yang lebih dalam. Densitas air turun dengan adanya kenaikan suhu sehingga permukaan air dan air yang lebih dalam tidak dapat tercampur dengan sempurna. Hal ini akan menyebabkan terjadinya stratifikasi suhu (themal stratification) dalam badan air, dimana akan terbentuk tiga lapisan air yaitu : epilimnion, hypolimnion dan thermocline. Epilimnion adalah lapisan atas yang suhunya tinggi. Hypolimnion ialah lapisan bawah yang suhunya rendah. Sedangkan thermocline adalah lapisan yang berada di antara epilimnion dan hypolimnion yang suhunya turun secara drastis (Boyd, 1990). Dalam kolam budidaya, kondisi semacam ini dapat diatasi dengan pengadukan air oleh aerator atau kincir (paddle wheel).

Air mempunyai kapasitas yang besar untuk menyimpan panas sehingga suhunya relatif konstan dibandingkan dengan suhu udara (boyd, 1990). Perbedaan suhu air antara pagi dan siang hari hanya sekitar 2°C, misalnya suhu pagi 28°C suhu siang 30°C. Energi cahaya matahari sebagian besar diabsorpsi di lapisan permukaan air. Semakin ke dalam energinya semakin berkurang. Konsentrasi bahan-bahan terlarut di dalam air akan menaikkan penyerapan panas. Terjadinya transfer panas dari lapisan atas ke lapisan bawah tergantung dari kekuatan pengadukan air (angin, kincir, dan sebagainya).

Suhu air sangat berpengaruh terhadap proses kimia maupun biologi dalam air. Reaksi kimia dan biologi naik dua kali setiap terjadi kenaikan 10oC. Aktivitas metabolisme organisme akuatik juga naik dan penggunaan oksigen terlarut menjadi dua kali lipat. Penggunaan oksigen terlarut dalam penguraian bahan organik juga meningkat secara drastis (Howerton, 2001). Berdasarkan pada penelitian Wasielesky (2003), suhu mempengaruhi metabolisme udang putih (L. vannamei). Pada suhu 23 oC, 27 oC dan 30oC, menunjukkan bahwa nafsu makan udang paling tinggi terjadi pada suhu 30oC. Sedangkan berdasarkan penelitian Jackson dan Wang (1998), pertumbuhan udang windu (Penaeus monodon) pada suhu 30oC dengan umur 180 hari mencapai 34 g dan pada suhu 20o C hanya mencapai 20 g pada umur yang sama.

c.       Kecerahan

Kecerahan (transparancy) perairan dipengaruhi oleh bahan-bahan halus yang melayang-layang dalam air baik berupa bahan organik seperti plankton, jasad renik, detritus maupun berupa bahan anorganik seperti lumpur dan pasir (Hargreaves, 1999). Dalam kolam budidaya, kepadatan plankton memegang peranan paling besar dalam menentukan kecerahan meskipun partikel tersuspensi dalam air juga berpengaruh. Plankton tersebut akan memberikan warna hijau, kuning, biru-hijau, dan coklat pada air (Boyd, 1999). Selanjutnya dikatakan bahwa kedalaman air yang dipengaruhi oleh sinar matahari (photic zone) di danau atau tambak sekitar dua kali nilai pengamatan dengan menggunakan secchi disk. Semakin kecil kecerahan berarti semakin kecil sinar matahari yang masuk sampai dasar tambak yang dapat mempengaruhi aktvitas biota di daerah tersebut.

d.      Muatan padatan tersuspensi

Muatan padatan tersuspensi (MPT) berasal dari zat organik dan anorganik. Komponen organik terdiri dari fitoplankton, zooplankton, bakteri dan organisme renik lainnya. Sedangkan komponen anorganik terdiri dari detritus partikelpartikel anorganik (Hargreaves,1999). Selanjutnya dikatakan bahwa MPT berpengaruh terhadap penetrasi cahaya matahari ke dalam badan air. Hal ini berpengaruh pada tingkat fotosintesis tumbuhan hijau sebagai produsen primer yang memanfaatkan sinar matahari sebagai energi utama. Kekeruhan karena plankton jika tidak berlebihan bermanfaat bagi ekosistem tambak. Jika densitas plankton terlalu tinggi akan menyebabkan fluktuasi beberapa kualitas air seperti pH dan oksigen terlarut.

2.      Faktor kimia

Air yang digunakan untuk budidaya udang atau organisme perairan yang lain mempunyai komposisi dan sifat-sifat kimia yang berbeda dan tidak konstan. Komposisi dan sifat-sifat kimia air ini dapat diketahui melalui analisis kimia air. Dengan demikian apabila ada parameter kimia yang keluar dari batas yang telah  ditentukan dapat segera dikendalikan. Parameter-parameter kimia yang digunakan untuk menganalisis air bagi kepentingan budidaya antara lain :

a.  Salinitas

Salinitas dapat didefinisikan sebagai total konsentrasi ion-ion terlarut dalam air. Dalam budidaya perairan, salinitas dinyatakan dalam permil (°/oo) atau ppt (part perthousand) atau gram/liter. Tujuh ion utama yaitu : sodium, potasium, kalium, magnesium, klorida, sulfat dan bikarbonat mempunyai kontribusi besar terhadap besarnya salinitas, sedangkan yang lain dianggap kecil (Boyd, 1990). Sedangkan menurut Davis et al. (2004), ion calsium (Ca), potasium (K), dan magnesium (Mg) merupakan ion yang paling penting dalam menopang tingkat kelulushidupan udang. Salinitas suatu perairan dapat ditentukan dengan menghitung jumlah kadar klor yang ada dalam suatu sampel (klorinitas). Sebagian besar petambak membudidayakan udang dalam air payau (15-30 ppt). Meskipun demikian, udang laut mampu hidup pada salinitas dibawah 2 ppt dan di atas 40 ppt.

b.  pH

pH didefinisikan sebagai logaritme negatif dari konsentrasi ion hidrogen [H+] yang mempunyai skala antara 0 sampai 14. pH mengindikasikan apakah air tersebut netral, basa atau asam. Air dengan pH dibawah 7 termasuk asam dan diatas 7 termasuk basa. pH merupakan variabel kualitas air yang dinamis dan berfluktuasi sepanjang hari. Pada perairan umum yang tidak dipengaruhi aktivitas biologis yang tinggi, nilai pH jarang mencapai diatas 8,5, tetapi pada tambak ikan atau udang, pH air dapat mencapai 9 atau lebih (Boyd, 2002). Perubahan pH ini merupakan efek langsung dari fotosintesis yang menggunakan CO2 selama proses tersebut. Karbon dioksida dalam air bereaksi membentuk asam seperti yang terdapat pada persamaan di bawah ini :

CO2 + H2O HCO3 - + H+

Ketika fotosintesis terjadi pada siang hari, CO2 banyak terpakai dalam proses tersebut. Turunnya konsentrasi CO2 akan menurunkan konsentrasi H+ sehingga menaikkan pH air. Sebaliknya pada malam hari semua organisme melakukan respirasi yang menghasilkan CO2 sehingga pH menjadi turun. Fluktuasi pH yang tinggi dapat terjadi jika densitas plankton tinggi. Tambak dengan total alkalinitas yang tinggi mempunyai fluktuasi pH yang lebih rendah dibandingkan dengan tambak yang beralkalinitas rendah. Hal ini disebabkan kemampuan total alkalinitas sebagai buffer atau penyangga (Boyd, 2002).

c.  Alkalinitas

Alkalinitas merupakan kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa menurunkan pH larutan. Alkalinitas merupakan buffer terhadap pengaruh pengasaman. Dalam budidaya perairan, alkalinitas dinyatakan dalam mg/l CaCO3. Penyusun utama alkalinitas adalah anion bikarbonat (HC03 -), karbonat (CO3 2- ), hidroksida (OH-) dan juga ion-ion yang jumlahnya kecil seperti borat (BO3 -), fosfat (P04 3-), silikat (SiO4 4-) dan sebagainya (boyd, 1990). Peranan penting alkalinitas dalam tambak udang antara lain menekan fluktuasi pH pagi dan siang dan penentu kesuburan alami perairan. Tambak dengan alkalinitas tinggi akan mengalami fluktuasi pH harian yang lebih rendah jika dibandingkan dengan tambak dengan nilai alkalinitas rendah (Boyd, 2002). Menurut Davis et al. (2004), penambahan kapur dapat meningkatkan nilai alkalinitas terutama tambak dengan nilai total alkalinitas dibawah 75 ppm.

d.  Oksigen Terlarut (dissolved oxygen)

Oksigen terlarut merupakan variabel kualitas air yang sangat penting dalam budidaya udang. Semua organisme akuatik membutuhkan oksigen terlarut untuk metabolisme. Kelarutan oksigen dalam air tergantung pada suhu dan salinitas. Kelaruran oksigen akan turun jika suhu dan temperatur naik (Boyd, 1990). Hal ini perlu diperhatikan karena dengan adanya kenaikan suhu air, hewan air akan lebih aktif sehingga memerlukan lebih banyak oksigen.

Oksigen masuk dalam air melalui beberapa proses. Oksigen dapat terdifusi secara langsung dari atmosfir setelah terjadi kontak antara permukaan air dengan udara yang mengandung oksigen 21% (Boyd, 1990). Fotosintesis tumbuhan air merupakan sumber utama oksigen terlarut dalam air. Sedangkan dalam budidaya udang, penambahan suplai oksigen dilakukan dengan menggunakan aerator (Hargreaves, 2003). Pada saat cuaca mendung atau hujan dapat menghambat pertumbuhan fitoplankton karena kekurangan sinar matahari untuk proses fotosintesis. Kondisi ini akan menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut karena oksigen tidak dapat diproduksi sementara organisme akuatik tetap mengkonsumsi oksigen. Keterbatasan sinar matahari menembus badan air dapat juga disebabkan oleh tingginya partikel yang ada dalam kolom air, baik karena bahan organik maupun densitas plankton yang terlalu tinggi. Hal ini dapat menyebabkan terganggunya fotosintesis algae yang ada di dasar tambak (Hargreaves, 1999). Tingginya kepadatan tebar (stocking density) dan pemberian pakan (feeding rate) dapat menyebabkan turunnya kensentrasi oksigen terlarut dalam air. Sisa pakan (uneaten feed) dan sisa hasil metabolisme mengakibatkan tingginya kebutuhan oksigen untuk menguraikannya (oxygen demand). Kemampuan ekosistem kolam budidaya untuk menguraikan bahan organik terbatas sehingga dapat menyebabkan rendahnya konsentrasi oksigen terlarut dalam air (Boyd, 2004).

f.  Biological Oxygen Demand (BOD)

Kebutuhan oksigen biologi (BOD) didefinisikan sebagai banyaknya oksigen yang diperlukan oleh organisme pada saat pemecahan bahan organik pada kondisi aerobik. Pemecahan bahan organik diartikan bahwa bahan organik ini digunakan oleh organisme sebagai bahan makanan dan energinya diperoleh dari proses oksidasi (Pescod dalam Salmin, 2005). Waktu yang diperlukan untuk proses oksidasi bahan organik secara sempurna menjadi CO2 dan H2O adalah tidak terbatas. Penghitungan nilai BOD biasanya dilakukan pada hari ke 5 karena pada saat itu persentase reaksi cukup besar, yaitu 70-80% dari nilai BOD total (Sawyer dan MC Carty, 1978 dalam Salmin, 2005).

g.  Produktivitas primer

Dalam kolam budidaya, tumbuhan air baik macrophyta maupun plankton merupakan produsen primer sebagai sumber utama bahan organik. Melalui proses fotosintetis, tanaman menggunakan karbon dioksida, air, cahaya matahari dan nutrien untuk menghasilkan bahan organik dan oksigen seperti dalam reaksi :

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

Fotosintesis merupakan proses fundamental dalam kolam budidaya. Oksigen terlarut yang diproduksi melalui fotosintesis merupakan sumber utama oksigen bagi semua organisme dalam ekosistem kolam (Howerton, 2001). Glukosa atau bahan organik yang dihasilkan merupakan penyusun utama material organik yang lebih besar dan kompleks. Hewan yang lebih tinggi tingkatannya dalam rantai makanan menggunakan material organik ini baik secara langsung dengan mengkonsumsi tanaman atau mengkonsumsi organisme yang memakan tanaman tersebut (Ghosal et al. 2000).

Proses biologi lainnya yang sangat penting dalam budidaya perairan adalah respirasi, dengan reaksi :

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

Dalam respirasi, bahan organik dioksidasi dengan menghasilkan air, karbon dioksida dan energi. Pada waktu siang hari proses fotosintesis dan respirasi berjalan secara bersama-sama. Pada malam hari hanya proses respirasi yang berlangsung, sehingga konsentrasi oksigen terlarut dalam air turun sedangkan konsentrasi karbon dioksida naik. Kedua proses tersebut mempunyai pengaruh langsung dalam budidaya perairan. Oksigen terlarut dibutuhkan organisme untuk hidup sedangkan fitoplankton merupakan sumber utama oksigen terlarut disamping sebagai penyusun utama rantai makanan dalam ekosistem kolam budidaya. Salah satu cara untuk menentukan status suatu ekosistem pada sedimen adalah dengan menghitung fotosintesis/respirasi rasio (P/R ratio). Jika P/R ratio lebih kecil dari satu (1) maka sedimen tersebut termasuk heterotropik, dimana karbon lebih banyak digunakan untuk respirasi dibandingkan yang dihasilkan dari fotosintesis. Sedangkan jika P/R ratio lebih besar dari satu (1) menunjukkan sedimen tersebut termasuk autotofik, dimana karbon lebih banyak diproduksi dari pada digunakan untuk respirasi (Eyre dan Ferguson, 2002).

h.  Sedimen

Managemen dasar tambak atau sedimen masih kurang diperhatikan jika dibandingkan dengan managemen kualitas air tambak budidaya. Banyak bukti yang mengindikasikan adanya pengaruh yang kuat pertukaran nutrien antara sedimen dengan air terhadap kualitas air (Boyd, 2002).

i. Oxidized Layer

Oxidized layer merupakan lapisan sedimen yang berada paling atas yang mengandung oksigen. Lapisan ini sangat bermanfaat dan harus dipelihara keberadaannya selama siklus budidaya (Boyd, 2002). Pada lapisan tersebut terjadi dekomposisi aerobik yang menghasilkan antara lain : CO2, air, amonia, dan nutrien yang lainnya. Pada sedimen anaerobik, beberapa mikroorganisme menguraikan material organik dengan reaksi fermentasi yang menghasilkan alkohol, keton, aldehida, dan senyawa organik lainnya sebagai hasil metabolisme. Menurut Blackburn (1987) dalam Boyd (2002), beberapa mikroorganisme anaerobik dapat memanfaatkan O2 dari nitrat, nitrit,ferro, sulfat, dan karbon dioksida untuk menguraikan bahan organik dengan mengeluarkan gas nitrogen, amonia, H2S, dan metan sebagai hasil metabolisme.

Beberapa produk metabolisme, khususnya H2S, nitrit, dan amonia berpotensi toksik terhadap ikan atau udang. Lapisan oksigen yang ada pada permukaan sedimen dapat mencegah difusi sebagian besar senyawa beracun menjadi bentuk yang tidak beracun melalui proses kimiawi dan biologi ketika melalui permukaan yang beroksigen. Nitrit diokdidasi menjadi nitrat, ferro dioksidasi menjadi ferri, dan H2S menjadi sulfat (Boyd, 2004c). Selanjutnya dikatakan bahwa kehilangan oksigen pada sedimen dapat disebabkan oleh akumulasi bahan organik yang tinggi sehingga oksigen terlarut terpakai sebelum mencapai permukaan tanah. Tingkat pemberian pakan yang tinggi dan blooming plankton dapat menyebabkan penurunan oksigen terlarut.

j.  Bahan organik

Tanah dasar tambak yang mengandung karbon organik 15-20% atau 30- 40% bahan organik tidak baik untuk budidaya perairan. Kandungan bahan organik yang baik untuk budidaya udang sekitar 10% atau 20% kandungan karbon organik (Boyd, 2002). Kandungan bahan organik yang tinggi akan meningkatkan kebutuhan oksigen untuk menguraikan bahan organik tersebut menjadi molekul yang lebih sederhana sehingga akan terjadi persaingan penggunaan oksigen dengan biota yang ada dalam tambak. Peningkatan kandungan bahan organik pada tanah dasar tambak akan terjadi dengan cepat terutama pada tambak yang menggunakan sistem budidaya secara semi intensif maupun intensif dengan tingkat pemberian pakan (feeding rate) dan pemupukan yang tinggi (Howerton, 2001). Disamping mengendap di dasar tambak, limbah organik juga tersuspensi dalam air sehingga menghambat penetrasi cahaya matahari ke dasar tambak.

Limbah tambak yang terdiri dari sisa pakan (uneaten feed), kotoran udang (feces), dan pemupukan terakumulasi di dasar tambak maupun tersuspensi dalam air. Limbah ini terdegradasi melalui proses mikrobiologi dengan menghasilkan amonia, nitrit, nitrat, dan fosfat (Zelaya et al., 2001). Nutrien ini merangsang tumbuhnya algae/plankton yang dapat menimbulkan blooming. Sementara itu beberapa hasil degradasi limbah organik bersifat toksik terhadap udang pada level tertentu. Terjadinya die off plankton dapat juga menyebabkan udang stress dan kematian karena turunnya kadar oksigen terlarut. Limbah tambak udang mengandung lebih banyak bahan organik, nitrogen, dan fosfor dibanding tanah biasa serta mempunyai nilai BOD dan COD yang lebih tinggi (Latt, 2002)

k.  Nutrien

Dua nutrien yang paling penting di tambak adalah nitrogen dan fosfor, karena kedua nutrien tersebut keberadaannya terbatas dan dibutuhkan untuk pertumbuhan fitoplankton (Boyd, 2000). Keberadaan kedua nutrien tersebut di tambak berasal dari pemupukan dan pakan yang diberikan.

1.      Nitrogen

Nitrogen biasanya diaplikasikan sebagai pupuk dalam bentuk urea atau amonium. Di dalam air, urea secara cepat terhidrolisis menjadi amonium yang dapat langsung dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui rantai makanan, nitrogen pada fitoplankton akan dikonversi menjadi nitrogen protein pada ikan. Sedangkan nitrogen dari pakan yang diberikan pada ikan, hanya 20-40% yang dirubah menjadi protein ikan, sisanya tersuspensi dalam air dan mengendap di dasar tambak (Boyd, 2002). Amonium dapat juga teroksidasi menjadi nitrat oleh bakteri nitrifikasi yang dapat dimanfaatkan langsung oleh fitoplankton. Nitrogen organik pada plankton yang mati dan kotoran hewan air (feces) akan mengendap di dasar menjadi nitrogen organik tanah. Nitrogen pada material organik tanah akan dimineralisasi menjadi amonia dan kembali ke air sehingga dapat dimanfaatkan kembali oleh fitoplankton (Durborow, 1997).

2.  Fosfor

Fosfor yang ada yang ada dalam tambak budidaya berasal dari pupuk seperti ammoniumfosfat dan calsiumfosfat serta dari pakan. Fosfor yang ada dalam pakan tidak semua dikonversi menjadi daging ikan/udang. Menurut Boyd (2002), dua pertiga fosfor dalam pakan terakumulasi di tanah dasar. Sebagian besar diikat oleh tanah dan sebagian kecil larut dalam air. Fosfor dimanfaatkan oleh fitoplankton dalam bentuk ortofosfat (PO4 3-) dan terakumulasi dalam tubuh ikan/udang melalui rantai makanan. Phosphat yang tidak diserap oleh fitoplankton akan didikat oleh tanah. Kemampuan mengikat tanah dipengaruhi oleh kandungan liat (clay) tanah. Semakin tinggi kandungan liat pada tanah, semakin meningkat kemampuan tanah mengikat fosfat.

DAFTAR PUSTAKA

Almeida, S.F.P. 2001. Use of Diatom for Freshwater Quality Evaluation in Portugal. Limnetica, 20(2) : 205-213. Asociation Espanola de Limnologia, Madrid, Spain

Boyd, C.E. 1990. Water Quality in Pond for Aquaculture. Department of Fisheries and Allied Aquacultures. Auburn University, Alabama, USA

Boyd, C.E., Wood, C.W., Thunjai T. 2002. Aquaculture Pond Bottom Soil Quality Management. Pond Dynamic/ Aquaculture Collaborative Research Support Programe, Oregon State university, Corvallis, Oregon.

Basmi, J. 1999. Planktonologi : Chrysophyta-Diatom Penuntun Identifikasi.

Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

________. 2000. Planktonologi : Plankton sebagai Bioindikator Kualitas

Perairan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Barbour, M.T., Gerritsen, J., Snyder, B.D., Stribling, J.B. 1999. Rapid Bioassessment Protocols for se in Stream and Wadeable Rivers : Periphyton, Benthic Macroinvertebrates and Fish, Second Edition. EPA 841-B-99-002. U.S. Environmental Protection Agency ; Office of Water; Washington D.C.

Eyre,B.D. dan Ferguson, A.J.P. 2002. Comparison of Carbon Production and Decomposition, Benthic Nutrient Fluxes and Denitrification an Seagrass, Phytoplankton, Benthic Microalgae and Macroalgae Dominated Warm Temperate Australian Lagoons. Marine Ecology Progress Series, 229:43-59. Australia

Gould, D.M and Gallagher E.D. 1990. Field Measurement of Specific rate, biomass, and Primary production of benthic diatoms of Salvin hill Cove, Boston. Limnology and Oceanography, 35 (8) : 1757-1770.

Ghosal, S. Rogers, M. and Wray, A. 2000. Turbulent Life of Phytoplankton. Proceeding of The Summer Program 2000, Centre for Turbulence Research, pp. 1-45.

Hendrarto, B.1994. Struktur Komunitas Diatom Dasar di Ekosistem Hutan Mangrove Tropika, North Queensland, Australia. Majalah Ilmiah Perikanan, II (1).

Hargreaves, John A. 1999. Control of Clay Turbidity in Ponds. Southern Regional Aquaculture Center (SRAC), Publication No.460. May

Howerton, R. 2001. Best Management Practices for Hawaiian Aquaculture. Centre for Tropical and Subtropical Aquaculture, Publication No. 148, August.

Harding, W.R., Archibald C.M., Taylorb, J.C. 2005. The Relevance of Diatom for Water Quality Assessment in South Africa : A position paper. Water SA, 31 (1), January

Jackson, C.J. and Wang, Y.G. 1998. Modelling Growth Rate of Penaeus monodon Fabricus in Intensive Managed Pond : Effect of Temperature, Pond Age, and Stocking Density. Aquaculture Research, 29 :27-36.

Latt, U.W. 2002. Shrimp Pond Waste Management. Aquaculture Consultant.

July-September. 7 (3) : 11-16.

Picinska-Faltynowicz, J. 2007. Ecological Status of The River Nysa Luzycka (Lausitzer Neisse) Assessed by Epilithic Diatoms. Proceeding of The 1st Central European Diatom meeting. Berlin. Page : 129-134.

Reynolds, C.S. 1990. The Ecology of Freshwater Phytoplankton. Third Edition.

Cambridge University Press, New York.

Stevenson, J. R. 2002. Rapid Bioassessment Protocols for Use in Sterams and Wadeable Rivers :Periphyton Protocols, Second edition. U.S. Environmental Protection Agency Policy. Washington DC.

Sukran, D., Nurhayat, D., Didem, Elmaci. 2006. Relationships Among Epipelic Diatom Taxa, Bacterial Abundances and Water Quality in a Highly Polluted Stream Catchment, Bursa – Turkey. Environmental Monitoring and Assessment, 112 ( 1-3) : 1-22.

Wasielesky, W, Bianchini, A, Sanchez, C.C, Poersch, L.H. 2003. The effect of Temperature, Salinity and Nitrogen Products on Food Consumtion of Pink Fartantepenaeus paulensis. Brazilian Archives of Biology and Technology. 46 : 135-141