Posted by: Intan Rahima Sary | 05/11/2012

PARAMETER KIMIA DALAM BUDIDAYA PERAIRAN (Part 1)

Lingkungan hidup biota perairan berada di dalam air, sehingga untuk membudidayakan biota air juga dilakukan di dalam air. Prinsipnya, semua lingkungan perairan yang didalamnya terdapat kehidupan biota air dapat digunakan untuk budidaya biota air tertentu. Akan tetapi, parameter kualitas air merupakan faktor pembatas terhadap jenis biota air yang dibudidayakan di suatu perairan. Oleh karena itu, agar dapat tumbuh secara optimal, biota yang dibudidayakan membutuhkan lingkungan hidup yang optimal pula (Tabel 1). Para pembudidaya harus mengetahui pengaruh kualitas air, khususnya faktor kimia air, terhadap biota yang dibudidayakan. Parameter kimia air yang perlu diketahui diantaranya adalah derajat keasaman (pH), kandungan oksigen terlarut (DO), karbondioksida, alkalinitas, kesadahan, amonia, nitrat dan nitrit.

Tabel 1. Kualitas air optimal untuk beberapa biota air

Biota Air

Nama Ilmiah

Kebutuhan kualitas air

Oksigen (mg/l)

pH

Salinitas (ppt)

Biota Laut/Payau
Bandeng Chanos chanos

4 – 7

7 – 9

0 – 35*

Beronang Siganus sp

4 – 7

7 – 9

15 – 35

Kakap Putih Lates calcalifer

3 – 7

7 – 9

0 – 35*

Kakap Merah Lutjanus argentimaculatus

4 – 7

7 – 9

30 – 35

Kerapu Bebek Cromileptes altivelis

5 – 6

7 – 8

33 – 35

Kerapu Lumpur Epinephelus suillus

5 – 6

7 – 8

15 – 35

Kerapu Macan Epinephelus fuscoguttatus

5 – 6

7 – 8

33 – 35

Udang windu Penaeus monodon

5 – 10

7,5 – 8,7

10 – 32

Rumput Laut Eucheuma spinosum

4 – 6

7 – 8

27 – 30

Rumput Laut Gracillaria sp

4 – 6

7 – 8

20 – 30

Teripang Holothuria scabra

4 – 8

6,5 – 8,5

26 – 33

Mutiara Pinctada maxima

4 – 7

7,5 – 8,5

32 – 35

Kerang hijau Perna viridis

3 – 7

6 – 9

27 – 34

Kerang darah Anadara granosa

3 – 6

6 – 9

15 – 34

Biota Air Tawar
Mas Cyprinus carpio

5 – 6

7 – 8

0

Gurami Osphronemus gouramy

3 – 4

6,5 – 9,0

0

Tawes Barbodes gonionotus

5 – 6

6,5 – 9,0

0

Sepat Trichogaster pectoralis

3 – 4

6,5 – 9,0

0

Lele Clarias batrachus

3 – 4

6,5 – 9,0

0

Lele dumbo Clarias gariepinus

3 – 4

6,5 – 9,0

0 – 30**

Biota Air

Nama Ilmiah

Kebutuhan kualitas air

Oksigen (ppm)

pH

Salinitas (ppt)

Nila Oreochromis niloticus

5 – 6

7 – 9

0 – 30**

Mujair Oreochromis mossambicus

5 – 6

7 – 9

0

Bawal tawar Colossoma macropomum

4 – 6

7 – 8

0

Betutu Oxyeleotris marmorata

4 – 6

7 – 8

0

Jambal/patin Pangasius sp

5 – 6

7 – 8

0

Jambal siam Pangasius sutchi

5 – 6

7 – 8

0

Udang galah Macrobrachium rosenberghii

5 – 7

7 – 8

0

Keterangan : */**Ikan yang dapat mentolerir kisaran salinitas luas (euryhaline), namun agar tumbuh optimal, salinitas perlu dipertahankan pada kisaran tetap

Parameter kimia air yang sangat berperan dalam pemeliharaan biota perairan adalah derajat keasaman (pH), kandungan oksigen terlarut (DO), karbondioksida, alkalinitas, kesadahan, amonia, nitrat dan nitrit.

  1. Derajat keasaman

Derajat keasaman lebih dikenal dengan istilah pH (singkatan dari puissance d’Hydrogen), yaitu logaritma dari kepekatan ion – ion hidrogen (H) yang terlepas dalam suatu cairan.

Ion hidrogen bersifat asam. Keberadaan ion hidrogen menggambarkan nilai pH (derajat keasaman) pada suhu tertentu atau dapat ditulis dengan persamaan pH = – log [H+].

Air murni (H2O) berasosiasi secara sempurna sehingga memiliki ion H+ dan ion H- dalam konsentrasi yang sama dan membentuk kesetimbangan seperti:

2H2O              ↔        H3O+ (Ion hidronium)  +    OH-   (Ion hidroksil)

H2O                 ↔        H+ + OH-

Oleh karena itu, pH air murni memiliki nilai 7. Semakin tinggi konsentrasi ion H+, maka ion OH- akan semakin rendah, sehingga pH mencapai nilai < 7 (perairan asam). Sebaliknya, apabila konsentrasi ion OH- lebih tinggi dibandingkan dengan konsentrasi ion H+, maka perairan tersebut sifatnya basa karena memiliki nilai pH > 7. Perairan memiliki klasifikasi pH seperti:

pH = 7                      : netral

7 < pH < 14                : alkalis (basa)

0 < pH < 7                  : asam

Secara alamiah, pH perairan dipengaruhi oleh konsentrasi karbondioksida (CO2) dan senyawa bersifat asam. Perairan umum dengan aktivitas fotosintesis dan respirasi organisme yang hidup didalamnya akan membentuk reaksi berantai karbonat – karbonat sebagai berikut:

CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3 → 2H+ + CO32-

Semakin banyak CO2 yang dihasilkan dari hasil respirasi, reaksi bergerak ke kanan dan secara bertahap melepaskan ion H+ yang menyebabkan pH air turun. Reaksi sebaliknya terjadi pada peristiwa fotosintesis yang membutuhkan banyak ion CO2, sehingga menyebabkan pH air naik. Pada peristiwa fotosintesis, fitoplankton dan tanaman air lainnya akan mengambil CO2 dari air selama proses fotosintesis sehingga mengakibatkan pH air meningkat pada siang hari dan menurun pada waktu malam hari.

Selain berkaitan dengan karbondioksida, pH juga berkaitan erat dengan alkalinitas. Semakin tinggi nilai pH, maka semakin tinggi pula nilai alkalinitas dan semakin rendah kadar karbondioksida bebas. Air dengan total alkalinitas yang rendah biasanya mempunyai nilai pH sekitar 6 – 7,5 pada waktu pagi hari, tetapi bila plankton berkembang menjadi banyak, maka pH air akan meningkat sampai 10 atau lebih pada waktu sore hari. Fluktuasi pH pada air yang total alkalinitasnya lebih tinggi tidak terlalu besar, sekitar 7,5 atau 8 pada siang hari dan sekitar 9 atau 10 pada sore hari. Pada beberapa perairan yang memiliki nilai total alkalinitas tinggi, nilai pH akan meningkat mencapai di atas 11 selama periode proses fotosintesis yang berlangsung cepat. Pada pH < 5, alkalinitas dapat mencapai nilai nol. Oleh karena itu, pengukuran pH air sebaiknya dilakukan pada waktu subuh dan sore hari untuk mengetahui pola perkembangan pH air kolam.

Sebagian besar biota akuatik sensitif terhadap perubahan pH dan menyukai nilai pH sekitar 7 – 8,5. Nilai pH akan mempengaruhi proses biokimiawi perairan, misalnya proses nitrifikasi akan berakhir jika pH rendah. Pengaruh nilai pH terhadap komunitas biologi perairan ditunjukkan dalam Tabel 2 berikut.

Tabel 2. Pengaruh pH Terhadap Komunitas Biologi Perairan

Nilai pH

Pengaruh Umum

6,0 – 6,5

  1. Keanekaragaman plankton dan bentos sedikit menurun
  2. Kelimpahan total, biomassa, dan produktivitas tidak mengalami perubahan

5,5 – 6,0

  1. Penurunan nilai keanekaragaman plankton dan bentos semakin tampak
  2. Kelimpahan total, biomassa, dan produktivitas masih mengalami perubahan
  3. Alga hijau berfilamen mulai tampak pada zona litoral

5,0 – 5,5

  1. Penurunan keanekaragaman dan komposisi jenis plankton, perifiton, dan bentos semakin besar
  2. Terjadi penurunan kelimpahan total dan biomassa zooplankton dan bentos
  3. Algae hijau berfilamen semakin banyak
  4. Proses nitrifikasi terhambat

4,5 – 5,0

  1. Penurunan keanekaragaman dan komposisi jenis plankton, perifiton, dan bentos semakin besar
  2. Terjadi penurunan kelimpahan total dan biomassa zooplankton dan bentos
  3. Algae hijau berfilamen semakin banyak
  4. Proses nitrifikasi terhambat

Sumber: Baker et al., 1990 dalam Novotny dan Olem, 1994.

Apabila pH air kolam berkisar antara 6,5 – 9 pada siang hari, maka kondisi tersebut merupakan kondisi optimal bagi ikan untuk tumbuh dan berkembang. Air kolam dengan nilai pH 4 dan kebasaan pada pH 11 merupakan titik kematian bagi ikan. Meskipun ikan akan bertahan untuk hidup pada pH 4 – 6 dan pH 9 – 10 (Tabel 3), tetapi produksi yang dihasilkan sangat rendah. Pada sore hari biasanya pH air kolam akan meningkat dan mencapai 9 – 10  untuk beberapa saat yang singkat, tanpa menimbulkan pengaruh yang merugikan kehidupan ikan.

Tabel 3. Hubungan antara pH air dan kehidupan ikan budidaya

pH air

Pengaruh terhadap ikan budidaya

< 4,5

-   Tingkat keasaman yang mematikan-   Air bersifat racun bagi ikan-   Tidak ada reproduksi

5 – 6,5

-   Pertumbuhan ikan terhambat-   Ikan sangat sensitif terhadap serangan bakteri dan parasit

6,5 – 9,0

-   Kisaran kondisi yang baik untuk produksi-   Ikan mengalami pertumbuhan optimal

> 9,0

-   Tingkat alkalinitas mematikan-   Pertumbuhan ikan terhambat

pH juga mempengaruhi toksisitas suatu senyawa kimia. Senyawa amonium yang dapat terionisasi banyak ditemukan pada perairan dengan nilai pH rendah. Amonium bersifat tidak toksik. Namun pada suasana alkalis (pH tinggi), lebih banyak ditemukan amonia yang tidak terionisasi (unionized) dan bersifat toksik, karena amonia yang tidak terionisasi ini akan lebih mudah terserap ke dalam tubuh organisme akuatik dibandingkan dengan amonium.

   2. Oksigen Terlarut

Oksigen terlarut merupakan parameter kualitas air yang paling kritis pada budidaya ikan dan merupakan salah satu faktor pembatas, sehingga bila ketersediaannya di dalam air tidak mencukupi kebutuhan biota budidaya, maka segala aktivitas biota akan terhambat. Biota air membutuhkan oksigen guna pembakaran bahan bakarnya (makanan) untuk melakukan aktivitas, seperti berenang, pertumbuhan dan reproduksi. Oleh karena itu, ketersediaan oksigen bagi biota air akan menentukan faktor – faktor pertumbuhan seperti konversi pakan dan laju pertumbuhan.

Oksigen yang diperlukan biota air untuk pernafasannya harus terlarut di dalam air, akan tetapi ketersediaan oksigen yang terlarut di dalam air tersebut sangat sedikit, meskipun udara atmosfir merupakan tempat cadangan oksigen terbesar. Kelarutan oksigen diperairan tersebut sangat bervariasi, tergantung pada suhu, salinitas dan tekanan atmosfir. Kelarutan oksigen dalam air akan menurun dengan meningkatnya suhu, karena peningkatan suhu sebesar 1o C akan meningkatkan konsumsi oksigen sekitar 10%. Bila pada suhu yang sama konsentrasi oksigen terlarut sama dengan jumlah kelarutan oksigen yang ada pada air, maka air tersebut dapat dikatakan sudah jenuh dengan oksigen terlarut. Bila air mengandung lebih banyak oksigen terlarut daripada yang seharusnya pada suhu udara tertentu, artinya oksigen dalam air tersebut sudah lewat jenuh (super saturasi). Pada kondisi jenuh tersebut, tidak ada oksigen yang mengalami difusi dari udara ke dalam air dan sebaliknya.

Diperairan tawar, kadar oksigen terlarut berkisar antara 15 mg/L pada suhu 0o C dan 8 mg/L pada suhu 25o C. Keadaan perairan dengan kadar oksigen yang sangat rendah berbahaya bagi organisme akuatik. Semakin rendah kadar oksigen terlarut, semakin tinggi toksisitas logam – logam berat yang tidak diperlukan (seperti tembaga, timbal atau hidrogen sulfida). Perairan yang diperuntukkan bagi kepentingan perikanan sebaiknya memiliki kadar oksigen tidak kurang dari 6 mg/L. Bila kadar oksigen terlarut kurang dari 4 mg/L, menimbulkan efek yang kurang menguntungkan bagi hampir semua organisme akuatik, dimana beberapa jenis ikan masih dapat bertahan hidup, akan tetapi nafsu makannya mulai menurun dan tidak dapat berkembang dengan baik. Hanya ikan – ikan yang memiliki alat pernafasan tambahan yang mampu hidup pada perairan dengan kandungan oksigen rendah, seperti lele, gurami, sepat, betok dan gabus. Apabila kadar oksigen terlarut diperairan kurang dari 2 mg/L akan menyebabkan kematian bagi ikan (Tabel 4). Fluktuasi oksigen terlarut tidak memberikan pengaruh yang berarti terhadap nafsu makan dan pertumbuhan ikan apabila konsentrasi oksigen terlarut yang ada pada kolam setiap hari tidak lebih rendah dari 1 – 2 mg/L pada pagi hari dan kemudian meningkat sampai mendekati titik jenuh dalam waktu beberapa jam setelah matahari terbit.

 Tabel 4. Kadar Oksigen Terlarut dan Pengaruhnya terhadap Kelangsungan Hidup Ikan

Kadar Oksigen Terlarut (mg/L)

Pengaruh terhadap Kelangsungan Hidup Ikan

< 0,3

Hanya sedikit jenis ikan yang dapat bertahan pada masa pemaparan singkat (short exposure)

0,3 – 1,0

Pemaparan lama (prolonged exposure) dapat mengakibatkan kematian ikan

1,0 – 5,0

Ikan dapat bertahan hidup, tetapi pertumbuhannya terganggu

>5,0

Hampir semua organisme akuatik menyukai kondisi ini


            Sumber oksigen terlarut dapat berasal dari difusi oksigen yang terdapat di atmosfer (sekitar 35%) dan aktivitas fotosintesis oleh tumbuhan air dan fitoplankton. Proses difusi terjadi secara cepat pada selaput permukaan air, namun akan berjalan sangat lambat kelapisan air yang lebih dalam. Difusi ini dapat terjadi akibat adanya gelombang atau ombak dan air terjun, oleh karena itu pemasangan alat aerator pada suatu kolam budidaya dapat membantu terjadinya difusi oksigen. Namun, pada dasarnya difusi oksigen dari atmosfer keperairan berlangsung relatif lambat, meskipun terjadi pergolakan massa air. Oleh karena itu, sumber utama oksigen diperairan adalah dari fotosintesis. Jasad hidup melalui proses fotosintesis dapat menghasilkan oksigen seperti terlihat pada persamaan reaksi berikut:

cahaya

6 CO2 + 6 H2O      →        C6H12O6 + 6 O2

                                                            klorofil

Pada proses fotosintesis, karbondioksida direduksi menjadi karbohidrat dan air mengalami dehidrogenasi menjadi oksigen. Proses fotosintesis ini dapat menghasilkan oksigen sedemikian besarnya sehingga kadar oksigen dapat mencapai lewat jenuh (over saturated), terutama pada siang hari ketika matahari bersinar terang, pelepasan oksigen oleh proses fotosintesis yang berlangsung intensif pada lapisan eufotik lebih besar daripada oksigen yang dikonsumsi oleh proses respirasi. Produksi oksigen melalui proses fotosintesis tergantung pada keadaan penyinaran matahari dan kepadatan plankton.

Sumber oksigen lainnya adalah aliran baru yang masuk kedalam kolam. Air baru umumnya mengandung kadar oksigen lebih tinggi dan sewaktu air tersebut masuk ke dalam kolam, kadar oksigen dapat lebih meningkat karena turbulensi/arus air.

Oksigen di dalam air dapat berkurang karena proses respirasi oleh plankton (termasuk fitoplankton), ikan budidaya, organisme dasar (bentos) dan difusi oksigen ke udara, serta proses oksidasi bahan organik oleh bakteri aerob. Pada Tabel 5 dapat dilihat gambaran mengenai pertambahan dan berkurangnya oksigen terlarut dalam kolam secara harian karena proses fotosintesis, respirasi dan difusi.

Tabel 5. pertambahan dan berkurangnya oksigen terlarut dalam kolam secara harian karena proses fotosintesis, respirasi dan difusi

Kegiatan – kegiatan

Kisaran oksigen (mg/L)

Pertambahan : Fotosintesis oleh fitoplanktonDifusi

5 s/d 20

1 s/d 5

Kehilangan : Pernafasan planktonPernafasan ikanPernafasan organisme dasar (bentos)

Difusi

5 s/d 15

2 s/d 6

1 s/d 3

1 s/d 5

Pada suatu kolam budidaya ikan, jumlah oksigen yang ada atau yang diproduksi oleh plankton harus lebih besar daripada yang diperlukan oleh organisme; bila tidak, maka oksigen terlarut yang ada di air akan habis terpakai. Cahaya matahari menjadi faktor utama yang mengatur proses fotosintesis fitoplankton. Pada kedalaman kolam dimana intensitas sinar matahari cukup besar untuk melangsungkan fotosintesis, maka oksigen terlarut akan dihasilkan secara berlebihan yang besarnya tergantung dari kepadatan plankton. Kekuatan daya tembus (intensitas) sinar matahari akan menurun bila menembus air kolam, karena sinar akan dipantulkan dan diserap oleh plankton, organisme – organisme lain, senyawa – senyawa tersuspensi dan yang larut di kolam. Oleh karena itu, kecepatan produksi oksigen oleh fitoplankton akan menurun sesuai dengan meningkatnya tingkat kedalaman kolam sampai pada kedalaman tertentu dimana oksigen tidak dihasilkan lagi. Pada umumnya hampir setiap kolam yang mempunyai kedalaman minimal 2 – 3 kali nilai secchi (60 – 90 cm) dianggap cukup mengandung jumlah oksigen terlarut untuk menunjang kehidupan ikan.

Konsentrasi oksigen terlarut dalam air di kolam selama 24 jam menunjukkan fluktuasi yang tajam/besar. Konsentrasi oksigen terlarut akan mencapai jumlah yang terendah pada waktu shubuh dan kemudian meningkat pada waktu siang hari dan jumlah tertinggi dicapai pada waktu sore hari kemudian menurun kembali pada waktu malam hari.

Image


Responses

  1. makasih atas informasi yang diberikan…


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Categories

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: