KINERJA PRODUKSI DAN KESEIMBANGAN MASSA
NITROGEN DALAM BUDIDAYA IKAN LELE
Clarias
gariepinus
INTENSIF BERBASIS TEKNOLOGI BIOFLOK
SUMITRO
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul “Kinerja Produksi dan Keseimbangan Massa Nitrogen dalam Budidaya Ikan Lele Clarias gariepinus Intensif Berbasis Teknologi Bioflok” adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2017
RINGKASAN
SUMITRO. Kinerja Produksi dan Keseimbangan Massa Nitrogen Dalam Budidaya Ikan Lele Clarias gariepinus Intensif Berbasis Teknologi Bioflok. Dibimbing oleh TATAG BUDIARDI dan JULIE EKASARI
Sistem budidaya ikan lele intensif dapat menurunkan kualitas air karena tingginya limbah nitrogen (N) hasil buangan metabolik berupa amonia yang bersifat toksik bagi kebanyakan organisme akuatik bahkan dalam konsentrasi yang rendah. Pada teknologi bioflok, amonia akan dimanfaatkan oleh bakteri untuk mensintesis menjadi protein bakteri yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber pakan tambahan untuk ikan. Namun demikian, proses tersebut dapat berlangsung jika terjadi keseimbangan antara C-organik dan nitrogen dalam media budidaya.
Kepadatan ikan yang tinggi juga menyebabkan terjadinya kompetisi ruang dan pengambilan makanan yang berdampak pada meningkatnya agresi antar ikan yang berujung pada kematian dan menurunnya jumlah produksi panen. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja produksi dan keseimbangan massa nitrogen dalam budidaya ikan lele Clarias gariepinus intensif berbasis teknologi bioflok.
Ikan lele dengan panjang rata-rata 6±1 cm ditebar secara acak pada bak bundar yang dilapisi terpal berdiameter 2 m yang diisi air sebesar 2 m3. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan 4 perlakuan dan tiga ulangan. Perlakuan terdiri atas perlakuan dengan padat tebar 500 ekor ikan m-3
sebagai kontrol tanpa perlakuan bioflok, dan perlakuan sistem bioflok dengan tingkat kepadatan yang berbeda, yaitu 500, 750 dan 1000 ekor m-3. Penambahan karbon pada sistem bioflok menggunakan tapioka dengan kadar karbon sebesar 40%, dengan estimasi rasio C/N target sebesar 10. Parameter yang diamati meliputi parameter kualitas air yaitu total amonia nitrogen (TAN), nitrit, nitrat, dissolved inorganic nitrogen (DIN), total suspended solid (TSS), dan alkalinitas. Parameter kinerja produksi meliputi : tingkat kelangsungan hidup, biomassa, laju pertumbuhan harian, rasio konversi pakan, retensi protein dan penggunaan air. Parameter keseimbangan massa nitrogen meliputi total output, N hilang dan tidak terukur, dan efisiensi nitrogen. Sedangkan analisis biaya yaitu pendapatan, R/C ratio, B/C ratio, BEP volume, HPP dan PP.
Hasil kinerja produksi menunjukkan bahwa bobot rata-rata akhir tertinggi adalah pada perlakuan BFT 1000 dan berbeda nyata dibanding perlakuan lainnya (P<0.05). Laju pertumbuhan harian tertinggi terdapat pada perlakuan BFT 1000 dan BFT 500 (6.01 % hari-1 dan 5.96 % hari-1). Namun demikian, BFT 1000 memiliki tingkat kelangsungan hidup yang lebih rendah dibanding perlakuan lainnya (P<0.05). Sistem bioflok dapat meningkatkan retensi protein dan dapat meminimalkan penggunaan air. Nilai efisiensi penggunaan N pada sistem bioflok lebih tinggi dibanding pada sistem kontrol. Sistem budidaya ikan lele dengan kepadatan 750 dan 1000 ekor m-3 dapat mempercepat pengembalian investasi dibanding BFT 500 dan kontrol (P<0.05). Secara keseluruhan, hasil penelitian menunjukkan bahwa aplikasi sistem BFT dengan kepadatan 1000 ekor ekor m-3
dapat meningkatkan biomassa produksi dan retensi protein, mengurangi penggunaan air, efisiensi nitrogen yang tinggi dan pengembalian investasi yang lebih cepat.
SUMMARY
SUMITRO. Production performance and nitrogen mass balance of intensive catfish Clarias gariepinus culture based on biofloc technology. Supervised by TATAG BUDIARDI and JULIE EKASARI.
Intensive catfish culture may decrease water quality through the increment of metabolic waste products in the form nitrogenous waste. Ammonia nitrogen is toxic for most aquatic organism even at low concentrations. In biofloc technology, ammonia will be utilized by the bacteria to synthesize bacterial protein that can be used as a supplemental feed for fish. However, the process will only occur if there is a balance between organic C and nitrogen in the media. High fish densities may also cause competition in space, feed intake and increase aggression among fish that may lead to death and eventually decrease the production. This study aimed to evaluate the production performance and nitrogen mass balance of biofloc-based intensive catfish C. gariepinus culture.
Catfish with an average body length of 6±1 cm were randomly distributed into 12 units of plastic-lined tanks. A completely randomized experimental design with four treatments (in triplicate) was conducted for a rearing period of 8 weeks. The treatments consisted of control treatment with fish density of 500 fish m-3 without biofloc as control, and biofloc treatments with three different densities, i.e. 500, 750, and 1000 fish m-3 with biofloc. Tapioca (40% C) was added into
biofloc systems at an estimated C/N ratio of 10. The parameters observed were the water quality parameters including the concentrations of total ammonia nitrogen (TAN), nitrite, nitrate, dissolved inorganic nitrogen (DIN), total suspended solids (TSS), and alkalinity. The production performance included the fish survival, fish biomass, specific growth rate, feed conversion ratio, protein retention and water usage. Nitrogen mass balance included total output, total unaccounted N and nitrogen efficiency. Whereas economic analysis included income, R/C ratio, B/C ratio, break event point (BEP) and payback period (PP).
Catfish final average body weight was higher in BFT 1000 than those in other treatments (P<0.05). The highest specific growth rate was found in BFT 1000 and BFT 500 (6.01% day-1 and 5.96% day-1). However, fish in BFT 1000 has lower survival than other treatments (P<0.05). Biofloc system could increase the protein retention than that of the control and minimize water utilization. Nitrogen utilization efficiency was significantly higher in biofloc system, BFT 1000 and BFT 750 has a faster economic return than BFT 500 and the control (P<0.05). Overall, the data showed that BFT 1000 could produce higher biomass and protein retention, reduce water usage, higher nitrogen efficiency and faster economic return.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2017
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
5
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Akuakultur
KINERJA PRODUKSI DAN KESEIMBANGAN MASSA
NITROGEN DALAM BUDIDAYA IKAN LELE Clarias gariepinus
INTENSIF BERBASIS TEKNOLOGI BIOFLOK
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Tesis : Kinerja Produksi dan Keseimbangan Massa Nitrogen dalam Budidaya Ikan Lele Clarias gariepinus Intensif Berbasis Teknologi Bioflok
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah yang berjudul “Keseimbangan Massa Nitrogen dalam Budidaya Ikan Lele Clarias gariepinus Intensif Berbasis Teknologi Bioflok” pada Program Studi Ilmu Akuakultur, Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :
1. Dr Tatag Budiardi dan Dr Julie Ekasari atas waktu, tuntunan, perhatian, kesabaran, nasehat, semangat, serta masukan-masukan yang telah diberikan hingga tesis ini dapat diselesaikan.
2. Almarhum Ayahanda Zaenal dan Almarhumah Ibunda Hj Sitti Syamsiar atas kasih sayangnya serta Ibu Ida Mayyu atas kesabarannya selama penulis menempuh studi.
3. Bapak Wasjan, Mba Retno, Bapak Ranta, Bang Abe, Hilmi Fauji, Suardi Laheng, Rinaldi, Mufti Islam Insani, Kurniawan, Eko Priyantono, Suclyadi Dairun, yang telah membantu kegiatan di lapangan dan laboratorium serta teman-teman mahasiswa Program Studi Ilmu Akuakultur Angkatan 2014 atas kebersamaan, kekompakan serta motivasinya dalam menempuh studi.
Akhir kata, semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk kemajuan ilmu pengetahuan umumnya dan perikanan khususnya.
Bogor, Februari 2017
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
2 METODE
Waktu dan Tempat 3
Rancangan Percobaan 3
Pelaksanaan 3
Persiapan Wadah dan Persiapan Bioflok 3
Pemeliharaan Ikan 3
Parameter Pengamatan 4
Kinerja Produksi 4
Kualitas Air 5
Keseimbangan massa nitrogen 5
Analisis Data 6
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil 7
Pembahasan 12
4 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan 14
Saran 14
DAFTAR PUSTAKA 15
LAMPIRAN 17
DAFTAR TABEL
1 Kinerja produksi ikan lele pada sistem intensif berbasis bioflok dan
kontrol selama 8 minggu masa pemeliharaan 9
2 Keseimbangan massa nitrogen pada pemeliharaan ikan lele selama 8
minggu 10
3 Analisis Usaha pada pemeliharaan ikan lele selama 8 minggu 11
DAFTAR GAMBAR
1 Nilai total amonia nitrogen (TAN), nitrit, nitrat, dan dissolved inorganic
nitrogen (DIN) selama 8 minggu masa pemeliharaan 7
2 Total suspended solid (TSS), pada sistem pemeliharaan ikan lele intensif, kontrol dan bioflok dengan kepadatan ikan yang berbeda, dan volume flok (FV), indeks volume flok (FVI) pada sistem pemeliharaan bioflok
dengan kepadatan ikan yang berbeda. 8
3 Alkalinitas dan pH media pemeliharaan ikan lele berbasis bioflok dengan kepadatan ikan yang berbeda dan kontrol selama 8 minggu 9
DAFTAR LAMPIRAN
1 Prosedur penambahan karbon 17
2 Analisis statistik parameter kinerja produksi 18 3 Analisis statistik parameter keseimbangan massa nitrogen 23
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ikan lele Clarias gariepinus merupakan salah satu komoditas ikan konsumsi air tawar yang memiliki potensi bisnis yang sangat baik. Permintaan pasar terhadap ikan lele cukup tinggi dengan kisaran harga Rp15 000 hingga Rp16 000 per kg. Produksi ikan lele nasional tahun 2014 mencapai 463 221 ton dan meningkat menjadi 722 623 ton pada 2015 (DPJB 2016). Namun peningkatan produksi tersebut belum mencapai target produksi yang direncanakan oleh pemerintah sebesar 900 000 ton (DJPB 2016). Kendala yang dihadapi dalam budidaya lele adalah margin keuntungan yang rendah dikarenakan tingginya harga pakan. Untuk itu, diperlukan solusi yang tepat untuk meningkatkan efisiensi budidaya ikan lele secara intensif.
Prinsip budidaya intensif adalah ikan dipelihara dengan kepadatan tinggi dan pakan yang diberikan memiliki kandungan protein yang cukup tinggi (Allsopp et al. 2008). Namun demikian, protein pakan hanya dapat diretensi oleh ikan sekitar 16.3-40.87% (Avnimelech 1999; Hari et al. 2004) dan sisanya dibuang menjadi limbah budidaya dalam bentuk produk ekskresi, residu pakan dan feses (Montoya & Velasco 2000; Brune et al. 2003). Proses metabolisme protein pakan menghasilkan produk samping dalam bentuk amonia sebagai hasil perombakan protein dan asam amino yang diekskresikan melalui insang (Robert et al. 2009; Olsen et al 2008; Wilson 2002). Pada waktu yang sama bakteri memineralisasi nitrogen organik dalam pakan yang tidak termakan dan feses menjadi ammonia (Gross & Boyd 2000). Dengan demikian, budidaya lele pada kolam pemeliharaan dengan kepadatan tebar yang tinggi juga akan semakin meningkatkan jumlah limbah nitrogen. Limbah nitrogen cepat bersifat toksik khususnya ammonia dan nitrit meskipun dalam konsentrasi yang rendah (Wedemeyer 1996).
2
bahwa aplikasi teknologi bioflok dapat meningkatkan performa dan kualitas produksi larva ikan nila Oreochromis niloticus.
Penerapan teknologi bioflok diharapkan dapat menjadi salah satu solusi untuk perbaikan kualitas air lingkungan dalam media budidaya ikan lele dan dapat meningkatkan efisiensi pakan pada produksi ikan lele. Hingga saat ini, informasi mengenai pemanfaatan N pada teknologi bioflok di kolam pembesaran ikan lele dengan kepadatan tinggi masih minim. Untuk itu diperlukan kajian untuk mengevaluasi kinerja produksi dan keseimbangan massa nitrogen dalam budidaya ikan lele intensif berbasis teknologi bioflok.
Perumusan Masalah
Peningkatan padat tebar ikan lele akan meningkatkan limbah buangan hasil metabolik dalam bentuk nitrogen (N). Limbah nitrogen dari ikan lele berupa ammonia bersifat toksik meskipun dalam konsentrasi yang rendah. Pada teknologi bioflok, ammonia akan dikonversi dengan cepat menjadi biomassa bakteri heterotrof (bioflok). Proses tersebut dapat berlangsung jika terjadi keseimbangan antara C-organik dan nitrogen dalam media budidaya yang cocok bagi pertumbuhan bakteri tersebut, yaitu sekitar 10–20 (Avnimelech 1999). Kepadatan ikan yang tinggi juga menyebabkan terjadinya kompetisi ruang dan pengambilan makanan yang berdampak pada meningkatnya agresi antar ikan yang berujung pada kematian dan menurunnya jumlah produksi panen. Dengan demikian, diperlukan informasi dan kajian lebih lanjut tentang kepadatan ikan yang menyebabkan ikan dapat tumbuh pada tingkat optimalnya.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja produksi dan keseimbangan massa nitrogen dalam budidaya ikan lele intensif berbasis teknologi bioflok dengan kepadatan ikan yang berbeda.
Manfaat Penelitian
3
2
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini berlangsung selama 4 bulan mulai Bulan April – Agustus 2016 bertempat di Cibatok Kabupaten Bogor. Analisis proksimat dilakukan di Laboratorium Nutrisi Ikan, sedangkan analisis kualitas air di Laboratorium Lingkungan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Rancangan Percobaan
Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan 4 perlakuan dan 3 ulangan, yaitu :
Kontrol 500 : Padat tebar 500 ekor m-3 (kontrol tanpa bioflok) BFT 500 : Padat tebar 500 ekor m-3 (bioflok)
BFT 750 : Padat tebar 750 ekor m-3 (bioflok)
BFT 1000 : Padat tebar 1000 ekor m-3 (bioflok)
Pelaksanaan
Persiapan Wadah dan Persiapan Bioflok
Wadah penelitian berupa bak bundar berukuran diameter 2 m dan tinggi 120 cm dengan bahan kerangka dari besi wire-mesh berdiameter 7 mm yang dilapisi terpal. Bak dibersihkan dan kemudian diisi air hingga ketinggian 65 cm sehingga didapatkan volume air dalam bak sebesar 2 m3 dan selanjutnya air media disterilisasi menggunakan klorin dosis 15 mg L-1 kemudian diaerasi dengan kuat selama 2-3 hari hingga bau klorin hilang. Penumbuhan flok dimulai dengan penambahan probiotik sebanyak 2 g (PT. INVE, Belgium). NH4Cl sebesar
10 g m-3 dan 65 g tapioka dengan kadar karbon sebesar 40% dengan estimasi rasio
C/N target sebesar 10. Selanjutnya kolam diaerasi selama 7 hari hingga flok terbentuk dan konsentrasi total amonia nitrogen (TAN) menunjukkan nilai sama dengan 0 mg L-1.
Pemeliharaan Ikan
Setelah tumbuh flok pada media pemeliharaan, ikan ditebar sesuai perlakuan. Ikan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ikan lele mutiara yang berukuran panjang tubuh kisaran 6±1 cm yang telah diseleksi dengan baik, yaitu tidak cacat fisik dan tidak menunjukkan adanya gejala penyakit. Benih ikan lele diperoleh dari pembudidaya lele di Cibatok, Bogor, Jawa Barat.
Selama masa pemeliharaan ikan dipelihara selama 56 hari dan diberi pakan komersial dengan kadar protein 33.99%. Frekuensi pemberian pakan tiga kali sehari yaitu pagi pukul 07.00 WIB, sore pukul 15.00 WIB dan malam pukul 23.00 WIB. Pemberian pakan secara at satiation (sekenyangnya)
4
setiap 2 hingga 3 hari untuk menjaga volume flok di bawah 80 ml L-1. Memasuki
minggu ke-4 waktu penelitian, endapan dibuang setiap hari untuk semua perlakuan bioflok. Untuk meningkatkan merangsang pembentukan flok dilakukan penambahan kapur sebesar 10 mg L-1 yang ditambahkan pada hari 10 dan ke-30. Parameter kualitas air yang diukur selama masa penelitian yaitu parameter suhu menggunakan (termometer) dan pH secara in-situ setiap hari (pHep Hanna), DO diukur setiap 3 hari (Lutron DO-5519), sedangkan TAN, nitrit, nitrat, dan alkalinitas (APHA 1998) diukur setiap 14 hari.
Pengambilan contoh ikan dan air dilakukan setiap empat belas hari selama periode penelitian. Contoh ikan diambil untuk dilakukan pengukuran panjang dan bobot individu ikan. Pengambilan contoh ikan untuk analisis retensi protein dilakukan pada awal dan akhir penelitian.
.
Parameter Pengamatan
Kinerja Produksi
Parameter yang diamati untuk kinerja produksi meliputi tingkat kelangsungan hidup, laju pertumbuhan harian, biomassa akhir, rasio konversi pakan dan retensi protein. Tingkat kelangsungan hidup adalah perbandingan jumlah ikan yang hidup sampai pada ahir pemeliharaan dengan jumlah ikan awal pemeliharaan, yang dihitung menggunakan rumus (Effendi, 2004). Laju pertumbuhan harian (LPH) dapat diketahui dari data bobot rata-rata akhir dan bobot rata-rata awal selama pemeliharaan. Laju pertumbuhan harian dihitung dengan menggunakan rumus dari Huisman (1987):
Keterangan :
α : Laju pertumbuhan harian (% hari-1)
Wt : Bobot rata-rata ikan akhir pemeliharaan (g)
W0 : Bobot rata-rata ikan awal pemeliharaan (g)
t : Lama pemeliharaan (hari)
Biomassa akhir merupakan bobot ikan total di akhir massa pemeliharaan. Rasio konversi pakan (RKP) dihitung dengan menggunakan rumus dari Goddard (1996) :
Keterangan :
RKP : Rasio konversi pakan
F : Jumlah pakan yang diberikan (kg)
Wt : Biomassa ikan pada akhir pemeliharaan (kg)
Wd : Biomassa ikan mati selama pemeliharaan (kg)
W0 : Biomassa ikan pada awal pemeliharaan (kg)
5 pemeliharaan yang meliputi parameter total ammonia nitrogen (TAN), nitrit, nitrat, dissolved inorganic nitrogen (DIN), total suspended solid (TSS), alkalinitas, setiap empat belas hari diamati pada Laboratorium Lingkungan Departemen Budidaya Perairan Institut Pertanian Bogor, sedangkan volume flok diamati setiap hari menggunakan tabung sentrifus volume 50 mL yang diendapkan selama 30 menit, indeks volume flok merupakan perbandingan nilai TSS dan volume flok pH dan suhu diamati setiap hari, sedangkan kandungan oksigen terlarut (dissolved oxygen, DO) diamati setiap tiga hari.
Keseimbangan Massa Nitrogen
Efisiensi Nitrogen
Efisiensi nitrogen dihitung dengan menggunakan rumus (Storebakken et al. 2000) :
Analisis Usaha
Parameter yang dihitung untuk analisis usaha adalah nilai ratio revenue- cost (R/C ratio), benefit cost ratio (B/C ratio), break event point (BEP), harga pokok penjualan (HPP), dan payback period (PP). Suatu usaha dikatakan layak jika nilai R/C ratio lebih dari 1 (R/C>1). Semakin tinggi nilai R/C ratio, tingkat keuntungan usaha akan semakin tinggi. Berikut ini merupakan perhitungan nilai R/C ratio:
Keterangan :
TR : Total penerimaan penjualan ikan lele
TC : Total biaya variabel + biaya tetap pembesaran ikan lele
6
Break Even Point/titik impas volume (BEP) perbandingan antara biaya produksi dan harga penjualan ikan lele per kg. Harga pokok produksi merupakan perbandingan antara harga penjualan ikan lele dan jumlah produksi ikan lele.
Payback period (PP) menunjukkan waktu pengembalian investasi yang telah ditanamkan pada suatu usaha. Perhitungan PP adalah sebagai berikut :
Analisis Data
Data yang diperoleh selama penelitian dianalisis menggunakan perangkat lunak Microsoft Excel 2010 dan SPSS versi 21.1, yang meliputi:
1) Homogenitas dan normalitas data diuji menggunakan Levene’s test dan Kolmogorov-Smirnov. Analisis ragam (ANOVA) dengan uji F pada selang kepercayaan 95%. Analisis ini digunakan untuk menentukan apakah perlakuan berpengaruh nyata terhadap parameter kinerja produksi (TKH, biomassa, LPH, JKP, JKPe, RKP, RP, PA), keseimbangan massa nitrogen (Total output, N hilang dan tidak terukur, dan efisiensi), dan analisis biaya (pendapatan, R/C ratio, B/C ratio, BEP volume, HPP dan PP). Apabila berpengaruh nyata, maka dilakukan uji lanjut Tukey untuk menentukan perbedaan antar perlakuan. 2) Analisis deskripsi kuantitatif digunakan untuk menjelaskan kualitas air media
7
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Kualitas Air
Gambar 1 menunjukkan hasil pengukuran TAN, nitrit, nitrat dan DIN. Pada awal penelitian nilai TAN relatif rendah, memasuki minggu ke-2 waktu pemeliharaan nilai TAN meningkat pada semua perlakuan hingga mencapai puncak pada kisaran 0.7 mg L-1 khususnya pada perlakuan kontrol, selanjutnya hingga minggu ke-8 nilai TAN menurun. Nilai nitrit meningkat dari awal penelitian hingga minggu ke-4 pada semua perlakuan, dengan nilai nitrit tertinggi berkisar 0.7 mg L-1 pada BFT 500, kemudian nilai nitrit menurun hingga 0.2 mg L-1 pada minggu ke-6 dan selanjutnya relatif stabil hingga akhir pengamatan.
Nilai nitrat pada semua perlakuan cenderung menurun dari awal penelitian hingga minggu ke-4 dan stabil hingga akhir pengamatan. Nilai total nitrogen anorganik terlarut (DIN) nampak mengalami peningkatan pada semua perlakuan pada minggu ke-2 mencapai 2 mg L-1 dan cenderung menurun hingga akhir
pengamatan.
8
Gambar 2 menunjukkan bahwa nilai total padatan tersuspensi pada semua perlakuan meningkat dari minggu awal hingga akhir pengamatan. N ilai TSS pada perlakuan BFT1000 lebih tinggi dari perlakuan yang lain dengan nilai kisaran mencapai 850 mg L-1. Hasil pengamatan nilai volume flok dari minggu awal hingga akhir penelitian stabil pada kisaran 35-60 mL L-1, sedangkan indeks volume flok berkisar antara 14-20 mL g-1.
Gambar 2 Total suspended solid (TSS), pada sistem pemeliharaan ikan lele intensif, kontrol dan bioflok dengan kepadatan ikan yang berbeda, dan volume flok (FV), indeks volume flok (FVI) pada sistem pemeliharaan bioflok dengan kepadatan ikan yang berbeda (500, 750 dan 1000 m-3). –○– kontrol 500, –■– BFT 500, –▲– BFT 750, –♦–
BFT 1000.
Gambar 3 menunjukkan bahwa pada minggu ke-4 nilai alkalinitas BFT 1000 meningkat dibanding perlakuan lainnya yang mencapai 275 mg L-1 yang
selanjutnya menurun hingga 250 mg L-1 kemudian stabil hingga akhir pengamatan, sedangkan perlakuan kontrol 500, BFT 500 dan BFT 750 berfluktuasi dan mengalami peningkatan dari awal hingga akhir pengamatan berkisar 150-250 mg L-1. Nilai pH pada semua perlakuan berfluktuasi dari nilai
9
Gambar 3 Alkalinitas dan pH media pemeliharaan ikan lele berbasis bioflok dengan kepadatan ikan yang berbeda (500, 750 dan 1000 m-3).dan
kontrol selama 8 minggu. –○– kontrol 500, –■– BFT 500, –▲– BFT 750, –♦– BFT 1000.
Hasil pengamatan DO dan suhu media selama penelitian didapatkan bahwa kisaran DO adalah 2-3 mg L-1 dan kisaran suhu adalah 27-29 ºC.
Kinerja Produksi
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa tingkat kelangsungan hidup terbaik terdapat pada perlakuan BFT 500 yaitu sebesar 75.87% dan kontrol 78.60% (P<0.05) (Lampiran 2). Rata-rata bobot akhir (RBA) dan biomassa akhir tertinggi terdapat pada perlakuan BFT 1000 masing-masing sebesar 75.71 g dan 79.67 kg. Laju pertumbuhan harian tertinggi terdapat pada perlakuan BFT 500 sebesar 5.96% hari-1 dan BFT 1000 6.01% hari-1. Rasio konversi pakan menunjukkan tidak berbeda nyata antar perlakuan (P>0.05). Retensi protein memperlihatkan bahwa perlakuan bioflok berbeda nyata dibanding kontrol (P<0.05). Penggunaan air (PA) terbaik terdapat pada BFT 1000 sebesar 48.86 m3
dan BFT 750 sebesar 49.43 m3.
Tabel 1 Kinerja produksi ikan lele pada sistem intensif berbasis bioflok dan kontrol selama 8 minggu masa pemeliharaan
Nilai rata-rata (± standar deviasi) pada baris yang sama yang diikuti oleh huruf cetak atasyang sama menunjukkan tidak ada perbedaan nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Tukey). tingkat kelangsungan hidup (TKH), rata-rata bobot akhir (RBA), laju pertumbuhan harian (LPH), rasio konversi pakan (RKP), retensi protein (RP), penggunaan air (PA).
10
Keseimbangan Massa Nitrogen
Tabel 2 menunjukkan keseimbangan massa nitrogen pada budidaya ikan lele intensif berbasis bioflok. Tabel ini menunjukkan bahwa konsentrasi N yang tidak terukur pada BFT 500 lebih rendah dibanding perlakuan lainnya (P<0.05). Nilai efisiensi pemanfaatan nitrogen menunjukkan bahwa perlakuan bioflok BFT 500, BFT 750 dan BFT 1000 lebih tinggi dibanding kontrol (P<0.05) (Lampiran 3)
Biomassa flok 13.10±1.20 13.30±1.26 23.36±1.94 37.62±3.84
Air tersisa
DIN 11.49±1.23 11.80±0.44 11.49±0.91 12.22±0.77
DON 11.34±1.23 11.62±0.44 11.26±0.93 11.97±0.76
Biomassa flok 8.20±1.91 23.20±6.42 34.00±6.25 44.20±5.10
Ikan akhir 840±46 1188±35 1768±48 2003±44 sama menunjukkan tidak ada perbedaan nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Tukey).
Analisis Usaha
11 Tabel 3 Analisis Usaha pada pemeliharaan ikan lele selama 8 minggu
URAIAN Total Harga (Rp)
12
Pembahasan
Kualitas Air
Nilai TAN, nitrit, nitrat dan DIN relatif tidak berbeda antar perlakuan. Konsentrasi TAN dan nitrit yang dapat bersifat toksik untuk ikan masih di bawah batas maksimum yang dapat ditolerir oleh ikan. Hal ini membuktikan bahwa proses asimilasi TAN oleh bakteri heterotrof pada sistem bioflok berjalan dengan baik meskipun ikan ditebar dengan kepadatan yang tinggi. Konsentrasi nitrit dan nitrat selama masa pemeliharaan menunjukkan bahwa proses nitrifikasi berlangsung dalam semua sistem pemeliharaan, karena nitrit merupakan produk antara dari amonia menjadi nitrit, yang selanjutnya nitrit diubah oleh bakteri nitrifikasi menjadi nitrat. Nitrat dimanfaatkan oleh bakteri dan fitoplankton sebagai sumber N bagi kehidupannya (Montoya & Velasco 2000). Nitrogen inorganik terlarut (DIN) merupakan jumlah total dari kadar TAN, nitrit dan nitrat dalam media pemeliharaan. Transformasi nitrogen yang berlangsung di dalam sistem budidaya meliputi (1) asimilasi nitrogen anorganik (amonia dan nitrat), (2) fiksasi gas nitrogen menjadi amonia dan nitrogen organik oleh alga dan bakteri, (3) nitrifikasi yaitu oksidasi amonia menjadi nitrit dan nitrat, (4) Amonifikasi nitrogen organik untuk menghasilkan amonia pada proses dekomposisi bahan organik, dan (5) denitrifikasi yaitu merupakan reduksi nitrat menjadi nitrit (Gross A & Boyd CE. 2000; Ebeling et al. 2006). Berdasarkan informasi tersebut maka dapat dinyatakan bahwa proses konversi nitrogen yang terjadi dalam sistem bioflok didominasi oleh bakteri heterotrof sedangkan pada perlakuan kontrol konsentrasi amonia diencerkan melalui adanya pergantian air. Konversi N pada sistem ini didominasi oleh proses nitrifikasi. Bakar et al. (2015) menyatakan bahwa penambahan sumber karbon mampu menurunkan amonia sebesar 98.7% pada budidaya ikan lele menggunakan teknologi bioflok.
Pada penelitian ini dilakukan pengaturan volume flok dengan cara membatasi volume flok maksimal 80 ml L-1 melalui pembuangan endapan flok
secara teratur. Hal ini dilakukan karena untuk mengontrol konsumsi oksigen oleh biomassa bakteri heterotrof. Nilai TSS tertinggi pada BFT 1000 yaitu sebesar 900 mg L-1. Peningkatan kandungan TSS pada perlakuan ini disebabkan tingginya
akumulasi limbah nutrien pakan yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan kepadatan lain. Kisaran nilai TSS yang dianjurkan dalam teknologi bioflok adalah 200-1000 mg L-1 (De Schryver et al. 2008). Nilai indeks volume flok tertinggi selama masa pemeliharaan tertinggi pada BFT 1000 yang berkisar antara 15- 20 mg L-1, dan FVI yang baik untuk akuakultur memiliki nilai > 200 mL g-1 (De Schryver et al. 2008). Nilai indeks volume flok yang rendah selama penelitian mengindikasikan bahwa flok yang terbentuk pada sistem bioflok pada penelitian ini memiliki densitas dan daya endap yang tinggi.
Kinerja Produksi
13 menunjukkan kelangsungan hidup ikan terendah sebesar 60.45% yang diduga disebabkan oleh tingkat kanibalisme yang tinggi pada masa awal pemeliharaan. Padat tebar yang tinggi menyebabkan terjadinya kompetisi ruang dan pengambilan makanan yang berdampak pada meningkatnya agresi antar ikan yang berujung pada kematian (Manley et al. 2014). Kanibalisme yang tinggi berdampak pada menurunnya jumlah produksi panen. Strategi yang dilakukan untuk menurunkan tingkat kanibalisme adalah melakukan grading sekali dalam masa pemeliharaan. Carole et al (2011) menyatakan bahwa grading secara periodik pada budidaya ikan lele dengan cara memisahkan ikan yang lebih besar dapat meningkatkan produksi ikan lele, meningkatkan efisiensi pakan dan meningkatkan keuntungan.
Kinerja pertumbuhan ikan lele selama penelitian baik yang ditunjukkan oleh nilai rata-rata bobot akhir maupun laju pertumbuhan harian menunjukkan bahwa ikan lele yang dipelihara pada media bioflok berbeda nyata dengan kontrol (P<0.05). Hal ini dapat disebabkan oleh dua hal yaitu kualitas air yang lebih stabil pada sistem bioflok dan pemanfaatan flok sebagai sumber makanan tambahan bagi ikan lele yang selanjutnya dapat mempengaruhi pertumbuhan ikan lele. Rasio konversi pakan menunjukkan bahwa tidak berbeda nyata antar perlakuan (P>0.05). Namun, perlakuan bioflok dapat meningkatkan retensi protein lebih tinggi (49.70–51.95%) dibanding kontrol (32.34%) (P<0.05). Hasil ini menunjukkan ikan lele dapat memanfaatkan flok yang terbentuk sehingga flok yang dimakan digunakan untuk sintesis protein tubuh. Ekasari et al. (2014) menyatakan bahwa bioflok memiliki sumber protein yang berkualitas tinggi, dan memiliki komposisi asam amino esensial yang tinggi pada valin, lisin, leusin, fenilalanin dan threonin. Budidaya ikan lele secara intensif menggunakan teknologi bioflok akan meningkatkan hasil produksi karena adanya aktivitas bakteri heterotrof yang menekan limbah amonia meskipun ikan lele ditebar kepadatan yang tinggi. Pada budidaya konvensional, kepadatan tinggi akan berdampak pada tingginya limbah amonia pada media budidaya yang sangat toksik terhadap ikan budidaya (Wedemeyer 1996) sehingga dapat meningkatkan kebutuhan air untuk menghindari akumulasi amonia. Penggunaan air pada bioflok lebih rendah daripada kontrol (P<0.05). Perlakuan BFT 750 dan 1000 dapat menghemat 50% penggunaan air dibanding kontrol. Crab et al (2012) menyatakan bahwa teknologi bioflok dapat meminimalkan biaya dalam pengelolaan air sebesar 30% dibanding secara konvensional. Pengelolaan limbah N pada sistem konvensional adalah dengan menghilangkan padatan bahan tersuspensi. Metode ini memiliki kelemahan karena memerlukan pengelolaan air tambahan dan hanya dapat mencapai perbaikan air secara parsial (Crab et al 2007). Dengan demikian, langkah yang harus dilakukan adalah melakukan pergantian air dengan jumlah yang sangat besar.
Keseimbangan massa nitrogen
Nilai N yang tidak terukur BFT 500 lebih rendah dibanding perlakuan lainnya. Hal ini berarti bahwa semakin intensif budidaya lele maka peluang kehilangan N akan semakin tinggi. Total N hilang dan tidak terukur merupakan gambaran dari N yang hilang melalui difusi dan pelepasan gas N2 yang terbentuk
14
pada perlakuan bioflok diduga karena adanya peran bakteri dalam mengasimilasi amonia menjadi flok yang selanjutnya dapat dimanfaatkan sebagai pakan untuk pertumbuhan ikan lele.
Analisis usaha
Hasil analisis usaha menunjukkan bahwa pendapatan BFT 750 tidak berbeda nyata dengan BFT 1000 tetapi menghasilkan pendapatan yang lebih tinggi dibanding BFT 500 dan kontrol. Hasil analisis usaha juga menunjukkan bahwa budidaya lele sistem bioflok dapat mempercepat pengembalian modal usaha dibanding kontrol.
4 SIMPULAN
Simpulan
Ikan lele yang dipelihara selama 56 hari dengan padat tebar 1000 ekor m-3
sistem bioflok menghasilkan biomassa, retensi protein, dan efisiensi nitrogen yang tinggi, penggunaan air yang lebih sedikit, serta lebih menguntungkan secara ekonomi dibandingkan dengan padat tebar 500 dan 750 ekor m-3.
Saran
15
DAFTAR PUSTAKA
Allsopp M, Johnston P, Santillo D. 2008. Challenging the Aquaculture Industry on Sustainability: Technical Overview. Washington: Greenpeace Research Laboratories Technical.
APHA, 1998. Standard methods for the examination of the water and wastewater. American public health association. Washington DC.
Avnimelech, Y. 1999. Carbon/nitrogen ratio as a control element in aquaculture systems. Aquaculture. 176: 227-235.
Bakar NSA, Nasir NM, Lananan F, Hamid SHA, Lam SS, Jusoh A. 2015. Optimization of c/n ratios for nutrient removal in aquaculture system culturing African catfish, (Clarias gariepinus) utilizing bioflocs technology. International Biodeterioration & Biodegradation (x) : 1-7 http://dx.doi .org/10.1016/j.ibiod.2015.04.001.
Brune DE, Schwartz G, Eversole AG, Collier JA, Schwedler TE. 2003. Intensification of pond aquaculture and high rate photosynthetic system. Aquaculture Engineering 28: 65-86.
Carole RE, Brent S, Pratheesh OS, Adam N. 2011. Production and economic effects of in-pond grading of channel catfish. Aquaculture Engineering 45:1-8.
Crab R, Avnimelech Y, Defoirdt T, Bossier P, Verstraete W. 2007. Nitrogen removal techniques in aquaculture for a sustainable production. Aquaculture.270:1-14.
Crab R, Defoirdt T, Bossier P, Verstraete W. 2012. Biofloc technology in aquaculture : Benefical effects and future challenges. Aquaculture. 356-357.
[DJPB] Direktorat Jenderal Perikanan Budidaya. Statistik triwulan 3 tahun 2016. Data statistik series produksi perikanan budidaya indonesia. http://
www.djpb.kkp.go.id/index.php/arsip/c/208/data-statistik-series-produksi-perikanan-budidaya-indonesia
De Schryver P, Crab R, Defoirdt T, Boon N, Verstraete W. 2008. The basic of bio-flocs technology : The added value for aquaculture. Aquaculture. 277: 125-127.
Ebeling JM, Timmons MB, Bisogni JJ. 2006. Engineering analysis of the stoichiometry of photoautotrophic, autotrophic and heterotrophic removal of ammonia–nitrogen in aquaculture systems. Aquaculture. 257: 346–358.
Effendi I. 2004. Pengantar Akuakultur. Penebar Swadaya. Depok.
Ekasari J. 2009. Teknologi Bioflok : teori dan aplikasi dalam perikanan budidaya system intensif. Jurnal Akuakultur Indonesia. 8(2): 117-126.
Ekasari J. 2014. Biofloc-based shrimp integrated multitrophic culture system. [PhD thesis]. Belgium (BE): Ghent University.
Ekasari J, Rivandi RD, Firdausi PA, Suradwijaja HE, Zairin M Jr, Bossier P, De Schryver. 2015. Biofloc technology positifely affects Nile tilapia (Oreochromis niloticus) larvae performance. Aquaculture. 441:72-77. Goddard S. 1996. Feed Management in Intensive Aquaculture. New York.
16
Gross A, Boyd CE. 2000. Nitrogen transformations and balance in chanel catfish ponds. Aquaculture Engineering. 24: 1-14.
Hari B, Madhusoodana K, Varghese JT, Schrama JW, Verdegem MCJ. 2004. Effects of carbohydrate addition on production in extensive shrimp culture systems. Aquaculture. 241:179-194.
Huisman EA. 1987. Principles of Fish Production. Wageningen Agricultural Netherland (NL) : University Press.
Manley CB, Rakocinski CF, Lee PG, Blaylock RB. 2014. Stocking density effect on aggressive and cannibalistic behaviors in larval hatchery-reared spotted seatrout Cynoscion nebulosus. Aquaculture. 420-421: 89-94. Montoya R, Velasco M. 2000. Role of bacteria on nutritional anda management
strategies in aquaculture systems. Global Aquaculture Advocate 3(2) : 36-35.
Olsen Y, Otterstad O, Duarate CM, 2008. Status and future perspectives of marine aquaculture, in; Holmer M, Black K, Duarte CM, Marba N, Karaksis I. 2008 Aquaculture in the ecosystem. Springer. The Netherlands.pp 293-319.
Robert KM, Daryl KG, Victor WR. 2009. Biokimia Harper. Ed ke-27: Penerbit Buku Kedokteran EGC.
Storebakken T, Shearer KD, Roem AJ, 2000. Growth, uptake and retention of nitrogen and phosphorus, and absorption of other minerals in Atlantic salmon Salmo salar feed diets with fish meal and soy – protein concentrate as the main sources of protein. Aquaculture Nutrition. 6:103-108.
Watanabe T. 1988. Fish nutrition and mariculture, JICA textbook the general aquaculture course. Tokyo: Kanagawa international fish training center.
Wedemeyer GA. 1996. Physiology of Fish in Intensive Culture Systems. Chapman & Hall. New York, 277 p.
17
18
Lampiran 1 Prosedur penambahan karbon
Sumber karbohidrat yang digunakan adalah tapioka. Penggunaan tepung tapioka sebagai sumber karbon dihitung berdasarkan prosedur penambahan karbon berikut dengan mengacu pada metode De Schryver et al. (2008) :
1. Protein pakan 33,99%
2. Karbohidrat dalam pakan 38,98% 3. Kadar nitrogen dalam protein 16%
4. Kadar nitrogen yang terbuang ke media budidaya 75% 5. C/N rasio target 10
6. Kadar karbon dalam tapioka 50% Prosedur penghitungan penambahan karbon
Misal ∑ pakan A
Jumlah C A x 0,3898 0,3898 A
Jumlah protein pakan 33,99% x A 0,3399 A
Jumlah N 0,3399 x 0,16 0,05438
Jumlah N yang dibuang 0,05438 A x 0,75 0,040788 Jumlah C yang ditambahkan 0,040788 A x 10 0,40788 C dari tapioka 0,40788 A – 0,3898 A 0,01808
19 Lampiran 2 Analisis statistik parameter kinerja produksi
a. TKH
P<0.05 artinya perlakuan berpengaruh terhadap parameter.
Tukey HSD
PERLAKUAN Ulangan α = 0.05
1 2
20
Tukey HSD
Perlakuan Ulangan α = 0.05
1 2 3
P<0.05 artinya perlakuan berpengaruh terhadap parameter. Tukey HSD
Perlakuan Ulangan α= 0.05
21
P<0.05 artinya perlakuan berpengaruh terhadap parameter Tukey HSD
Perlakuan Ulangan α= 0.05
1 2 3
P>0.05 artinya perlakuan tidak berpengaruh terhadap parameter.
f. RP
Uji homogenitas
Statistik level db1 db2 P
22
P<0.05 artinya perlakuan berpengaruh terhadap parameter Tukey HSD
Perlakuan Ulangan α= 0.05
1 2
P<0.05 artinya perlakuan berpengaruh terhadap parameter Tukey HSD
Perlakuan Ulangan α= 0.05
23 Lampiran 3 Analisis statistik parameter keseimbangan massa nitrogen
a. Total output
2796600.201 3 932200.067 449.643 0.000 16585.594 8 2073.199
2813185.795 11
P<0.05 artinya perlakuan berpengaruh terhadap parameter Tukey HSD
Perlakuan Ulangan α= 0.05
1 2 3 4
1088412.604 3 362804.20 6.295 0.017 461084.744 8 57635.593
1549497.348 11
24
Kontrol 500 3 1633.8867 1633.8867
BFT 1000 3 1862.0567
25 Lampiran 4 Analisis statistik parameter analisis usaha
a. Pendapatan
Uji homogenitas
Statistik level db1 db2 P
1.635 3 8 0.257
Analisis ragam
Sumber Keragaman Jumlah kuadrat db Kuadrat tengah F P Perlakuan
Sisa Total
100559946011.3 3 33519982003.8 7.98 0.009
33613858264.7 8 4201732283.08
134173804276.0 11
P<0.05 artinya perlakuan berpengaruh terhadap parameter Tukey HSD
Perlakuan Ulangan
α= 0.05
1 2
Kontrol 500 3 319077.6667
BFT 750 3 373661.3333 373661.3333
BFT 1000 3 521400.6667
Sumber Keragaman Jumlah kuadrat db Kuadrat tengah F P Perlakuan
26
Sumber Keragaman Jumlah kuadrat db Kuadrat tengah F P Perlakuan
P>0.05 artinya perlakuan tidak berpengaruh terhadap parameter c. BEP volume
Sumber Keragaman Jumlah kuadrat db Kuadrat tengah F P Perlakuan
P<0.05 artinya perlakuan berpengaruh terhadap parameter Tukey HSD
Perlakuan Ulangan α= 0.05
27 a.
Analisis ragam
Sumber Keragaman Jumlah kuadrat db Kuadrat tengah F P Perlakuan
P>0.05 artinya perlakuan tidak berpengaruh terhadap parameter e. PP
Sumber Keragaman Jumlah kuadrat db Kuadrat tengah F P Perlakuan
P<0.05 artinya perlakuan berpengaruh terhadap parameter Tukey HSD
Perlakuan Ulangan Subset for alpha = 0.05
28
