4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3. Profil Nutrien
4.4.1. Fluks Nutrien Pada Lokasi Bioturbas
Fluks nutrien di lokasi bioturbasi dapat dilihat pada Gambar 18. Fluks NH4+
berkisar antara -37,378 sampai -17,941 mmol N m-2 h-1, sedangkan fluks NO3-,
dan PO43- berturut-turut 31,778-50,313 mmol N m-2 h-1 ; dan -6,126.10-4 hingga
5,740.10-4 mmol P m-2 h-1. Pada fluks tersebut, tanda negatif dan positif menunjukkan arah fluks, dimana negatif berarti terjadi aliran fluks dari box model menuju kolom air (efflux) sehingga menambah konsentrasi nutrien di kolom air, sedangkan positif menandakan aliran fluks dari kolom air masuk dalam box model (influx) sehingga mengurangi konsentrasi nutrien pada kolom air.
Influx NO3- pada lokasi bioturbasi dipicu oleh tingginya aktifitas denitrifikasi
yang terjadi dalam liang. Kandungan oksigen yang lebih tinggi pada liang memang mengakibatkan nitrifikasi yang menghasilkan NO3- dalam jumlah yang
tinggi. Namun pada kenyataannya, liang yang terbentuk justru mengakibatkan mikroorganisme lebih terstimulasi untuk melakukan proses denitrifikasi daripada nitrifikasi. Hal ini disebabkan oleh adanya peningkatan kebutuhan oksigen oleh mikroorganisme dalam liang yang mengakibatkan kebutuhan masukan air dalam liang juga makin tinggi. Peningkatan aliran masukan air tidak hanya meningkatkan kebutuhan oksigen mikroorganisme, tetapi juga mengakibatkan konsentrasi NO3- dalam liang yang juga meningkat akibat terbawa dari kolom air
sehingga menghasilkan denitrifikasi yang tinggi dalam sedimen (Svensson, 1998). Stimulasi denitrifikasi yang terjadi dalam liang kemudian mengakibatkan
-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 Fluks NH4+(mmol N m-2h-1) Ke d al aman ( cm) B1 B2 B3 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Fluks NO3-(mmol N m-2h-1) Ke d al aman ( cm) B1 B2 B3
-8.E-04 -6.E-04 -4.E-04 -2.E-04 0.E+00 2.E-04 4.E-04 6.E-04 8.E-04
Fluks PO43-(mmol P m-2h-1) Ke d al aman ( cm) B1 B2 B3 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15
Gambar 18 Profil fluks NH4+, NO3- dan PO43- (mmol m-2 h-1) pada lokasi
bioturbasi. Arah negatif dan positif pada gambar merupakan arah fluks, dimana arah negatif menunjukkan terjadinya fluks keluar (efflux), dan arah positif menunjukkan fluks masuk ke dalam box model (influx). Simbol 1,2,3 menunjukkan titik sampling.
mikroorganisme memerlukan tambahan NO3- yang kemudian diambil dari luar
(Binnerup et al., 1992 ; Howe et al., 2004 in Widdicombe dan Needham, 2007). Kenyataan tersebut diperkuat oleh Henrikson et al. (1980) dan Kristensen et al. (1985) in Widdicombe dan Needham (2007) yang menemukan bahwa liang bioturbasi memberikan kontribusi rata-rata sebesar 35% untuk nitrifikasi dan 50- 79% untuk denitrifikasi.
Secara alami, influx yang terjadi pada NO3- ini telah ditunjukkan oleh profil
konsentrasinya secara vertikal (Gambar 15). Konsentrasi pada sediment-water
interface (0 cm) yang lebih rendah dibandingkan pada sedimen yang lebih dalam
mengindikasikan adanya pengambilan NO3- dari kolom air oleh box model.
Kondisi NO3- pada 0 cm dapat digunakan untuk mewakili kondisi nutrien pada
kolom air hingga 1-2 cm di atas sedimen. Hal tersebut mengacu pada percobaan Zaiko dan Olenin (2004), dimana pada kondisi tenang, resuspensi hasil bioturbasi, baik partikel sedimen maupun bahan terlarut, dapat terdeteksi hingga kedalaman 10 cm di atas permukaan sedimen. Namun, resuspensi tertinggi terdapat pada kolom air 1-2 cm di atas permukaan sedimen.
Penjelasan di atas secara tidak langsung dapat menerangkan efflux yang terjadi pada NH4+. Pratihary et al. (2009) mengemukakan bahwa denitrifikasi
yang lebih tinggi turut menyumbangkan konsentrasi NH4+ dalam liang selain NH4+
yang berasal dari hasil interaksi dengan kolom air. Konsentrasi NH4+ tersebut
kemudian juga ditambah dengan hasil ekskresi organisme dalam liang (Nizzoli et al., 2007) yang mengakibatkan kondisi sedimen menjadi lebih jenuh dan memicu terjadinya efflux NH4+.
Fluks NH4+ semakin besar seiring dengan bertambahnya kedalaman
meskipun konsentrasi NH4+ semakin berkurang (Gambar 14). Hal tersebut
disebabkan karena makin bertambahnya gradien konsentrasi NH4+ pada
kedalaman 0 cm dan 12,5-15 cm (box 6), sehingga NH4+ yang keluar menuju
kolom air juga tentu saja akan makin besar. Selain itu, dilihat dari proses internal dalam liang, pada liang bioturbasi terjadi perubahan ukuran liang yang mempengaruhi aktifitas mikroorganisme. Semakin ke dalam sedimen liang bioturbasi mengecil, namun reaksi denitrifikasi mengalami peningkatan. Hal tersebut terjadi karena makin tingginya ketersediaan NO3- pada bagian dalam
sedimen dan jumlah mikroorganisme pada dinding liang yang tinggi (Pelegri et al., 1994). Proses denitrifikasi pada liang bioturbasi, sebagian besar merubah NO3- menjadi N2O dan menghasilkan NH4+ dibandingkan N2 (Binnerup et
al.,1992), sehingga konsentrasi NH4+ bertambah. Meski demikian, NH4+ yang
memiliki sifat tidak stabil (Binnerup et al., 1992) akan terus mengalami perubahan dalam sedimen, sehingga NH4+ hasil denitrifikasi tersebut langsung mengalami
reaksi kembali menjadi NO3-. Hal tersebut menjadi salah satu penyebab
meningkatnya efflux NH4+ meskipun konsentrasi pada porewater menurun. Selain
itu, pada bagian bawah liang bioturbasi, ekskresi NH4+ diduga mengalami
peningkatan dan menjadi salah satu penyumbang efflux NH4+ yang terjadi
(Pelegri et al., 1994).
Selain faktor reaksi internal dan gradien konsentrasi, peningkatan efflux NH4+ yang terjadi secara vertikal juga disebabkan oleh ukuran liang bioturbasi
yang makin kecil pada sedimen bagian dalam. Liang yang makin kecil mengakibatkan porositas juga semakin kecil, sehingga NH4+ yang berikatan
dengan partikel sedimen meningkat dan NH4+ terlarut menurun. Namun demikian
aktifitas keluar masuk liang yang dilakukan oleh organisme mengakibatkan lebih banyak NH4+ yang berikatan dengan sedimen terlepas (Biles et al., 2002 ;
O’Brien et al., 2009) dan menjadi bentuk terlarut pada porewater. Hal ini
mengakibatkan terjadi peningkatan gradien konsentrasi dan efflux NH4+ menjadi
makin besar.
Perubahan aliran fluks terjadi pada PO43-, yaitu adanya influx pada box 1
hingga box 3 yang kemudian diikuti dengan efflux pada box selanjutnya. Perubahan ini secara umum sesuai dengan konsentrasi PO43- (Gambar 15) yang
juga menunjukkan adanya peningkatan hingga kedalaman 5-7,5 cm dan penurunan pada kedalaman selanjutnya. Box 3 (antara kedalaman 5-7,5 cm) merupakan box transisi yang ditunjukkan oleh yang influx makin menurun. Perubahan-perubahan fluks ini diduga disebabkan karena adanya pengaruh kelimpahan mikroorganisme (termasuk fitoplankton) dan gradien konsentrasi secara vertikal pada liang bioturbasi, namun pengaruh terbesar diduga diberikan oleh perubahan kelimpahan mikroorganisme tersebut. Dominasi pengaruh pemanfaatan secara biologi terhadap fluks PO43- juga diungkapkan oleh Carlton
dan Wetzel (1988).
