DEPIK
Jurnal Ilmu-Ilmu Perairan, Pesisir dan Perikanan
Journal homepage: www.jurnal.unsyiah.ac.id/depik
* Corresponding author.
Email address: [email protected]
pISSN 2089-7790; Electronic ISSN 2502-6194
Received 24 January 2020; Received in revised from 15 May 2020; Accepted 25 June 2020 Available online 6 August 2020
Efektivitas low light emitting diode sebagai lampu pengumpul ikan untuk perikanan bagan tancap
The effectiveness of low light emitting diode as fishing lamp for fixed lift net fisheries
Adi Susanto1,2*, Sugeng Hari Wisudo3, Mulyono Sumitro Baskoro3, Mochammad Riyanto3, Fis Purwangka3
1 Program Studi Ilmu Perikanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Serang Banten 42122, Indonesia.
2 Pusat Unggulan IPTEK Ketahanan Pangan Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Serang Banten 42122, Indonesia.
3 Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor, Bogor Jawa Barat 16680, Indonesia.
ARTICLE INFO ABSTRACT Keywords:
Light Intensity Optimum Response
Behavior
Kata kunci:
Cahaya Intensitas Optimum Respons Tingkah laku
DOI: 10.13170/depik.9.2.15582
The effectiveness of the artificial lights on fishing activity with a fixed lift net is significant influences on the success of fishing operations. The used of color and intensity must be adjusted to the preferences, response and behavior of the target fish, due to the fish can be more quickly attracted and concentrated in the catchable area. The development of LED technology as an energy-saving lamp has a great opportunity to be applied as a fishing lamp for fixed lift net fisheries. The purpose of this study is to determine the effectiveness of low power LEDs as a fishing lamp based on fish behavioral response. The study was conducted on a research field laboratory that was built in the waters of the Banten Bay in July - August 2018. Test fish were collected from catches of the guiding barrier around the research vehicle. Data on response and behavior of fish to fluorescent lights, blue, green and white LEDs were recorded using 360 ° sonar and side imaging sonar. The results showed the green LEDs had better effectiveness in attracting, focusing and concentrating fish in the main zone than other types of lights. The fish gather more quickly, form groups and have a stable and consistent swimming pattern in the main lighting zone. Green LED is more appropriate to be used as a fishing lamp on fixed lift net fishing with an optimum intensity range of 4-20 μW cm².
ABSTRAK
Efektivitas lampu yang digunakan pada proses penangkapan dengan bagan tancap sangat berpengaruh terhadap keberhasilan operasi penangkapan ikan. Intensitas dan warna yang digunakan harus disesuaikan dengan preferensi, respons dan tingkah laku ikan target sehingga ikan lebih cepat terkumpul dan terkonsentrasi pada catchable area. Perkembangan teknologi LED sebagai lampu hemat energi berpeluang besar digunakan sebagai fishing lamp untuk perikanan bagan tancap. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan efektivitas low power LED sebagai lampu pemikat ikan berdasarkan aspek respons dan tingkah laku ikan. Penelitian dilakukan pada wahana penelitian yang dibangun di perairan Teluk Banten pada bulan Juli - Agustus 2018. Ikan uji diperoleh dari hasil tangkapan sero yang berada di sekitar wahana penelitian. Data respons dan tingkah laku ikan terhadap lampu neon, LED biru, hijau dan putih direkam menggunakan sonar 360° dan side imaging sonar. Hasil penelitian menunjukkan LED hijau memiliki efektivitas yang lebih baik dalam memikat, mengumpulkan dan mengkonsentrasikan ikan pada main zone dibandingkan jenis lampu lainnya. Ikan lebih cepat berkumpul, membentuk kelompok serta memiliki pola renang yang stabil dan konsistem di zona utama pencahayaan. LED hijau lebih tepat digunakan sebagai fishing lamp pada bagan tancap dibandingkan jenis lampu lainnya dengan intensitas optimum antara 4-20 μW/cm².
Pendahuluan
Bagan tancap (fixed lift net) merupakan salah satu teknologi penangkapan ikan yang menggunakan alat bantu cahaya untuk mengumpulkan ikan di sekitar alat tangkap. Susanto (2019) menyatakan bahwa selain faktor musim dan kelimpahan ikan, keberhasilan penangkapan ikan menggunakan alat bantu cahaya sangat dipengaruhi oleh pemilihan dan penggunaan lampu pemikat ikan (fishing lamp) yang tepat dengan efektivitas yang tinggi. Pada perikanan bagan tangkap, lampu yang digunakan umumnya adalah jenis neon (fluorescent). Lampu neon dipilih karena tersedia di pasaran, mudah diperoleh, harga terjangkau, cahayanya menyebar luas dan memiliki varian yang beragam baik dari segi bentuk maupun daya (watt) yang tersedia (Susanto, 2019; Sudirman et al., 2013; Susanto et al., 2017b). Meskipun demikian, penggunaan lampu neon memiliki beberapa kelemahan antara lain umur teknis singkat, konsumsi BBM dan energi tinggi serta radiasi panas yang besar sehingga dibutuhkan alternatif fishing lamp yang lebih efisien dalam penggunaan energi dan efektif untuk mengkonsentrasikan ikan di area penangkapan.
Berkembangnya light emitting diode (LED) sebagai teknologi lampu hemat energi (Choi et al., 2009; Hua dan Xing, 2013; Shen et al., 2013) sangat potensial untuk diterapkan sebagai lampu pengumpul ikan (LED fishing lamp) yang lebih efektif dan efisien serta ramah lingkungan. Menurut Susanto (2019), salah satu jenis LED yang potensial untuk digunakan sebagai lampu pengumpul ikan adalah jenis dual in- line package (DIP) yang dikenal sebagai low power LED. Lampu LED jenis ini memiliki kebutuhan daya kecil, mudah diperoleh, harga terjangkau, tersedia dalam berbagai warna, dan mudah diaplikasikan pada berbagai bentuk desain lampu yang dikembangkan.
Pengembangan LED sebagai lampu pemikat ikan merupakan pilihan yang tepat dengan berbagai berbagai keunggulan, yaitu umur teknis yang lama, konsumsi energi rendah dan efisiensi energi yang tinggi (Hua dan Xing, 2013 dan Shen et al., 2012).
Upaya untuk menghasilkan LED fishing lamp sebagai pengganti lampu eksisting telah dilakukan melalui berbagai penelitian. Penelitian Taufiq et al. (2015) menunjukkan bahwa penggunaan lampu celup DIP LED warna biru mendapatkan hasil tangkapan yang lebih tinggi (3.339 kg) dibandingkan dengan lampu neon (2.343 kg) pada perikanan bagan apung di Aceh Jaya. Himam et al. (2018) menyatakan bahwa penggunaan lampu celup DIP LED warna putih memilihi efektivitas 132% lebih tinggi dibandingkan lampu neon pada perikanan bagan perahu di Aceh
Besar. Namun demikian, ketersediaan lampu LED yang didesain khusus sebagai lampu pemikat ikan hingga saat ini belum tersedia di pasaran.
Dibutuhkan suatu inovasi LED fishing lamp yang memiliki efektivitas lebih tinggi dibandingkan dengan lampu neon sehingga dapat menjadi alternatif bagi nelayan dalam pemilihan sumber cahaya untuk penangkapan ikan.
Respons dan tingkah laku ikan menjadi aspek penting yang harus dipertimbangkan untuk dapat menentukan warna dan intensitas yang optimum untuk perikanan bagan tancap. Pemilihan warna, intensitas dan bentuk lampu yang dikembangkan harus didasarkan pada preferensi ikan yang menjadi target tangkapan. Pemilihan warna, intensitas dan bentuk lampu yang tepat akan meningkatkan efektivitas dan efisiensi penangkapan sehingga diharapkan dapat meningkatkan pendapatan nelayan. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan efektivitas low power LED sebagai fishing lamp serta menentukan warna dan intensitas yang optimum berdasarkan aspek respons dan tingkah laku ikan.
Bahan dan Metode
Lokasi dan waktu penelitian
Penelitian dilakukan di perairan Teluk Banten pada bulan Maret hingga Agustus 2018. Penelitian dilakukan pada wahana laboratorium lapangan yang dibangun di perairan Teluk Banten pada koordinat 6°0’33.3936” LS dan 106°11’02.3712” BT seperti disajikan pada Gambar 1. Wahana penelitian berupa karamba tancap terbuat dari bambu, berukuran panjang 10 m dan lebar 10 m yang dipasang pada kedalaman 5 meter. Karamba jaring berbentuk persegi dengan panjang 8 m, lebar 8 m, dan tinggi 5 m terbuat dari bahan polietilena D9 dengan ukuran mata jaring 0.75 inci. Bagian bawah jaring karamba dipasang dengan jarak satu meter dari dasar perairan sehingga tinggi karamba yang terendam air adalah 4 m. Desain wahana penelitian yang digunakan disajikan pada Gambar 2.
Pengumpulan ikan uji
Ikan uji diperlukan untuk menentukan respons dan tingkah lakunya terhadap warna dan intensitas cahaya LED yang berbeda di wahana penelitian.
Ikan uji yang digunakan diperoleh dari hasil tangkapan sero yang beroperasi di perairan Teluk Banten. Pengumpulan ikan uji dilakukan dengan memanfaatkan empat unit sero yang memiliki jarak relatif dekat dengan wahana penelitian. Hal ini dilakukan untuk mengurangi risiko kematian ikan uji ketika dipindahkan. Sero yang digunakan pada penelitian ini terbuat dari rangka bambu, sedangkan sebagai penaju, badan dan kantong sero
menggunakan bahan waring. Sero dipasang tegak lurus pantai dengan kedalaman bervariasi antara 3 - 6 meter.
Penentuan jenis ikan uji didasarkan pada jenis ikan dominan yang diperoleh nelayan bagan tancap di Teluk Banten. Pada penelitian ini jenis ikan yang digunakan adalah ikan selar (Selaroides sp.), ikan tembang (Sardinella sp.), ikan teri (Stolephorus sp.), cumi-cumi (Loligo sp.) dan sotong (Sephia sp.).
Pengumpulan ikan uji dilakukan pada Bulan Juli 2018. Pengambilan ikan uji dilakukan pada pagi hari untuk menghindari panas yang berlebihan yang dapat meningkatkan stres ikan. Ikan yang diambil adalah ikan yang masih sehat dengan gerakan renang yang lincah dan sisik yang masih utuh.
Gambar 1. Peta lokasi wahana penelitian
Gambar 2. Desain wahana penelitian yang digunakan
Ikan dipindahkan dengan hati-hati ke wadah penampungan (volume 60 liter) dan kepadatan ikan di setiap wadah diatur antara 15 - 20 ekor.
Kepadatan yang tinggi dapat menyebabkan ikan mengalami stres yang ditandai dengan banyaknya lendir dan buih pada wadah penampungan. Kondisi ikan yang stres selama proses pemindahan akan menyebabkan ikan mati sebelum sampai di karamba penelitian. Risiko stres dan kematian ikan dapat dikurangi dengan melakukan penggantian air dalam wadah penampungan secara periodik selama proses pengumpulan ikan uji hingga ikan dipindahkan ke karamba penelitian. Jumlah ikan uji yang digunakan dalam penelitian sebanyak 549 ekor dengan rincian seperti disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Jumlah ikan uji yang digunakan dalam penelitian
No Jenis ikan Jumlah (ekor)
1 Ikan selar (Selaroides sp.) 65 2 Ikan tembang (Sardinella sp.) 269 3 Ikan teri (Stolephorus sp.) 13 4 Cumi-cumi (Loligo sp.) 141
5 Sotong (Sephia sp.) 61
Total 549
Lampu pengumpul ikan
Lampu pengumpul ikan yang digunakan dalam penelitian terdiri atas dua jenis yaitu lampu neon sebagai lampu eksisting yang digunakan nelayan dan DIP LED. Lampu neon yang digunakan adalah tipe jari 4U dengan daya 50 watt. Jenis DIP LED yang digunakan adalah super brigt LED dengan ukuran 5 mm berwarna biru, hijau dan putih dengan desain berbentuk tabung berdiameter 25 mm, panjang 600 mm. Daya yang dibutuhkan satu unit DIP LED fishing lamp adalah 0,5 watt. Pemasangan DIP LED dilakukan kombinasi sejajar yang terdiri atas 3 unit lampu (total daya 1,5 watt) untuk menghasilkan intensitas yang setara dengan lampu neon. Intensitas cahaya lampu yang digunakan diukur dengan ILT 5000 research radiometer. Desain LED penelitian disaikan pada Gambar 3.
Pengamatan respons dan tingkah laku ikan Data yang dikumpulkan dibedakan menjadi data respons dan data tingkah laku ikan. Jenis data respons ikan yang dikumpulkan adalah waktu pertama kali ikan mendekati area pusat cahaya dan waktu pertama kali terbentuknya kelompok ikan pada masing-masing jenis lampu yang digunakan.
Data tingkah laku ikan yang dikumpulkan antara radius renang kelompok ikan, kedalaman renang kelompok ikan serta proporsi ikan pada masing- masing zona pencahayaan pada lampu yang berbeda.
Pengamatan respons dan tingkah ikan dilakukan setelah ikan melakukan adaptasi pada karamba penelitian selama tiga hari. Respons dan tingkah laku ikan diamati secara visual, direkam menggunakan video kemera dan direkam menggunakan sonar. Jenis sonar yang digunakan adalah 360° imaging sonar (Sonar 360) dan side imaging sonar (SIS) yang dipasang pada bagian tengah wahana penelitian. Sonar 360 digunakan untuk menentukan jarak kelompok ikan dari lampu secara horizontal dan SIS digunakan untuk menentukan jarak kelompok ikan secara vertikal.
Pengamatan respons dan tingkah laku ikan dimulai pada pukul 19.00 WIB setelah seluruh peralatan dipasang dengan sempurna. Setiap seri tahapan perlakuan terdiri atas 60 menit pengamatan dengan penggunaan lampu dan 60 menit pengamatan dalam kondisi tanpa cahaya. Hal ini dilakukan untuk mengembalikan adaptasi mata ikan uji pada kondisi adaptasi gelap (scotophic adaptation).
Urutan proses pengamatan yang dilakukan disajikan pada Gambar 4.
Gambar 3. Desain DIP LED fishing lamp yang digunakan dalam penelitian
Gambar 4. Skema pelaksanaan pengamatan respons dan tingkah laku ikan
Data pada unit sonar dicatat dan disimpan setiap satu menit untuk mendapatkan posisi kelompok ikan secara vertikal dan horizontal. Setiap perlakuan diulang masing-masing sebanyak tiga kali untuk memperoleh data yang lebih menggambarkan respons dan tingkah laku ikan terhadap perbedaan lampu yang digunakan. Area pencahayaan pada wahana penelitian secara horizontal dan vertikal dibagi menjadi tiga zona untuk mendapatkan hasil analisis yang lebih detail. Pembagian zona pencahayaan dilakukan berdasarkan sebaran dan nilai intensitas cahaya yang dihasilkan. Zona pencahayaan dibedakan menjadi zona pusat cahaya (centre zone) dengan radius dan kedalaman 0 - 1 m, zona utama pencahayaan (main zone) dengan radius dan kedalaman 1 - 2 m dan zona remang-remang (shadow zone) pada radius dan kedalaman 2 - 3 m seperti disajikan pada Tabel 2.
Analisis data
Analisis citra (image analysis) digunakan untuk menentukan posisi kelompok ikan pada setiap perlakuan yang diberikan. Reid dan Simmonds (1993) dan McInnes et al. (2015) menyatakan bahwa analisis citra dapat dilakukan untuk menentukan proporsi keberadaan ikan pada setiap interval menit pengamatan baik secara horizontal maupun vertikal.
Dalam penelitian ini, analisis respons dan tingkah laku ikan dibagi berdasarkan enam interval menit pengamatan yaitu 0 - 10; 11 - 20; 21 - 30; 31 - 40; 41 - 50 dan 51 - 60. Marchesan et al. (2005) dan Susanto et al. (2018) menyakatan bahwa pembagian interval menit pengamatan (tiap 10 menit) dilakukan untuk mendapatkan hasil yang lebih detail terhadap perubahan posisi, jarak kelompok ikan dan kedalaman renang ikan pada menit awal (0-20), pertengahan (21-40) serta menit akhir pencahayaan (41-60). Adanya interval menit pengamatan juga memudahkan dalam menentukan perbedaan respons ikan terhadap masing-masing perlakuan.
Proses analisis data diawali dengan melakukan digitasi citra hasil rekaman sonar 360 dan SIS untuk setiap menit pengamatan. Hasil digitasi posisi ikan pada setiap menit pengamatan selanjutnya digabungkan untuk mendapatkan satu citra gabungan yang menunjukkan posisi kelompok ikan selama interval menit pengamatan yang telah ditentukan (10 menit). Citra hasil overlay untuk setiap interval menit pengamatan selanjutnya digunakan untuk menghitung luasan area kelompok ikan yang terbentuk pada setiap perlakuan. Luas area kelompok ikan digunakan untuk menentukan proporsi dominan kelompok ikan berdasarkan jarak horizontal dan vertikal pada setiap interval menit pengamatan (Simbolon et al. 2015).
cahaya gelap Cahaya gelap cahaya gelap
Gambar 4. Skema pelaksanaan pengamatan respons tingkah laku ikan
19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 00.00 01.00
Nilai proporsi untuk masing-masing interval kedalaman diperoleh dengan formula sebagai berikut:
𝑃 = 𝑝𝑖
𝑝𝑡 × 100%
Keterangan:
P : proporsi kelompok ikan
pi : luas area kelompok ikan pada interval jarak ke-i pt : luas total area kelompok ikan
Hasil analisis citra posisi kelompok ikan pada setiap interval menit pengamatan selanjutnya dioverlay dengan sebaran intensitas cahaya masing- masing lampu untuk menentukan posisi dominan kelompok ikan pada masing-masing kedalaman dan radius pengamatan pada area pencahayaan. Semakin tinggi proporsi jumlah ikan yang berada dan bertahan pada main zone, maka lampu tersebut memiliki efektivitas yang lebih baik dibandingkan dengan lampu lainnya. Semakin cepat ikan terkonsentrasi di main zone juga menjadi indikator bahwa lampu yang digunakan memiliki efektivitas yang tinggi dalam memikat ikan di area pencahayaan.
Hasil
Pola tingkah laku ikan
Pada menit awal pencahayaan, ikan menyebar pada seluruh area pencahayaan mulai dari radius terdekat hingga radius paling jauh dari sumber cahaya secara horizontal. Penggunaan lampu yang berbeda pada menit-menit awal belum berpengaruh terhadap posisi kelompok ikan karena sebagian besar masih berada pada main zone. Kondisi yang serupa juga terjadi pada sebaran kelompok ikan secara vertikal. Distribusi kelompok ikan tersebar pada kedalaman < 2 m (centre zone hingga main zone).
Meskipun demikian, sebagian besar kelompok ikan dominan berada pada centre zone dengan kedalaman hingga satu meter.
Durasi pencahayaan memberikan pengaruh terhadap perubahan respons dan tingkah laku ikan yang terjadi baik secara horizontal maupun vertikal.
Secara horizontal, penambahan durasi pencahayaan pada lampu neon menghasilkan pola renang yang konsisten hingga menit akhir pengamatan. Ikan tersebar merata pada centre zone hingga main zone dengan radius utama antara 0,5 – 2,0 m. Pada LED putih, durasi pencahayaan yang semakin lama mengakibatkan terbentuknya pola yang berbeda pada menit akhir pengamatan. Kelompok ikan terbagi menjadi dua kelompok dengan radius renang yang berbeda. Kelompok pertama berada lebih dekat dengan sumber cahaya dengan radius antara 0,5 – 1,5 m sedangkan kelompok lainnya berada
lebih jauh dengan radius 1.8 - 2.4 m dari sumber cahaya. Meskipun demikian, pola kelompok ikan yang terbentuk dominan berada pada main zone.
Penambahan durasi pencahayaan juga menyebabkan perubahan respons dan tingkah laku ikan pada penggunaan LED biru dan hijau. Pola tingkah laku ikan yang terbentuk lebih konsisten pada kedua warna LED tersebut. Ikan terbagi menjadi dua kelompok dengan ukuran kelompok dan radius renang yang berbeda. Kelompok ikan yang berukuran besar pada LED biru memiliki radius yang lebih lebar (0,5 – 2,5 m) dibandingkan dengan kelompok yang lebih kecil (1,2 – 2,4 m).
Meskipun demikian, sebagian kelompok ikan masih berada pada main zone. Kondisi yang relatif sama juga terjadi pada penggunaan LED hijau. Kelompok ikan yang lebih kecil memiliki radius renang yang lebih sempit antara 1,8 – 2,4 m sedangkan kelompok yang lebih besar memiliki radius renang yang luas yaitu 0,5 – 2,3 m. Meskipun demikian, sepanjang waktu pencahayaan ikan dominan berada pada main zone. Perbedaan karakteristik kelompok ikan pada lampu neon dan LED secara horizontal disajikan pada Gambar 5.
Berbeda dengan pola tingkah laku ikan secara horizontal, penambahan durasi pencahayaan tidak memberikan perubahan yang signifikan terhadap perubahan kedalaman renang kelompok ikan secara vertikal. Penggunaan lampu neon cenderung tidak memberikan perubahan terhadap pola kelompok ikan selama periode pencahayaan. Meskipun demikian, terjadi penurunan proporsi kelompok ikan yang berada di centre zone, dan konsentrasi utama terdapat pada main zone. Kondisi yang sama juga terjadi pada penggunaan LED biru, hijau dan putih. Bahkan menjelang akhir pengamatan, konsentrasi kelompok ikan pada lapisan permukaan terutama pada centre zone mengalami penurunan.
Ikan lebih dominan berada pada area main zone dengan kedalaman 1 - 2 m sebagai bentuk adaptasi optimum terhadap yang intensitas cahaya yang diterima. Karakteristik kelompok ikan pada lampu neon dan lampu LED secara vertikal disajikan pada Gambar 6.
Respons dan tingkah laku ikan yang diperoleh selama pengamatan digunakan untuk menentukan kisaran nilai intensitas optimum pada masing- masing lampu. Waktu respons, waktu terbentuknya kelompok dan pola tingkah laku ikan menjadi indikator yang digunakan untuk menentukan nilai intensitas optimum. Ringkasan respons dan tingkah laku ikan terhadap lampu yang berbeda serta kisaran intensitas optimum yang diperoleh disajikan pada Tabel 3.
Proporsi ikan pada area pencahayaan
Bila dilihat dari proporsi ikan yang berkumpul pada masing-masing zona cahaya secara horizontal, maka penambahan durasi pencahayaan pada lampu neon meningkatkan proporsi ikan yang berada pada shadow zone. Pada menit awal pengamatan, ikan yang berada pada zona ini hanya 2% dan meningkat menjadi 25% pada menit akhir pengamatan. Secara vertikal, penggunaan lampu neon menghasilkan sebaran kelompok ikan yang terbatas hanya sampai kedalaman dua meter (main zone). Proporsi ikan pada centre zone menurun drastis dari 64% pada menit awal menjadi 14% pada menit akhir pengamatan.
Sebaliknya, ikan lebih terkonsentrasi pada main zone dengan proporsi mencapai 89% pada menit akhir pengamatan.
Proporsi ikan secara horizontal pada centre zone menggunakan LED biru cenderung berfluktuasi dari menit awal hingga akhir pengamatan. Secara horizontal, proporsi paling rendah pada zona ini terdapat pada menit 11 - 20 sebesar 4% sedangkan proporsi tertinggi diperoleh pada menit ke 31 - 40 sebesar 18%. Fluktuasi yang sama juga terjadi pada main zone yang memliki nilai maksimum pada akhir pengamatan (77%). Secara vertikal, ikan juga dominan berada pada main zone dengan nilai proporsi yang bervariasi. Proporsi kelompok ikan pada main zone paling tinggi terdapat pada menit akhir pengamatan yaitu sebesar 65%. Sementara itu pada shadow zone, proporsi ikan cenderung mengalami penurunan dari 23% di awal pencahayaan menjadi 7% pada akhir pengamatan.
Penggunaan LED hijau memberikan peningkatan proporsi ikan pada centre zone secara horizontal selama periode pengamatan berlangsung. Proporsi pada menit awal pengamatan yang hanya sebesar 9%
meningkat menjadi 14% pada akhir pencahayaan.
Proporsi ikan pada main zone paling tinggi diperoleh pada menit pengamatan 11 - 20 sebesar 80% dan mengalami penurunan menjadi 57% pada menit akhir pengamatan. Proporsi pada shadow zone mengalami peningkatan di menit akhir pengamatan (27%) dibandingkan dengan menit awal pencahayaan (17%). Secara vertikal, kelompok ikan yang berada pada centre zone paling tinggi diperoleh pada menit 21-30 dengan jumlah 38%. Nilainya mengalami penurunan hingga menit akhir pencahayaan (19%). Proporsi ikan pada main zone cenderung meningkat dari awal pencahayaan (69%) hingga menit akhir pengamatan (76%). Peningkatan ini diikuti oleh penurunan proporsi ikan pada shadow zone dari sebesar 8% di awal pengamatan menjadi hanya 5% pada akhir pencahayaan.
Secara horizontal, penggunaan LED putih pada menit awal pengamatan hanya menghasilkan proporsi ikan pada centre zone sebesar 4%.
Proporsinya terus meningkat seiring dengan bertambahnya durasi pencahayaan menjadi 24%.
Meskipun demikian, ikan lebih dominan berada pada main zone dengan proporsi tertinggi sebesar 71% pada menit ke 21 – 30. Secara vertikal, kelompok ikan dominan terkonsentrasi pada kedalaman satu hingga dua meter (main zone) dengan proporsi dari awal hingga akhir pengamatan lebih dari 65%. Sementara itu, proporsi ikan yang berada pada shadow zone cenderung rendah selama pengamatan berlangsung. Proporsi kelompok ikan pada masing-masing perlakuan dan zona pencahayaan disajikan pada Gambar 7.
Pembahasan
Lampu neon dan LED memiliki karakteristik penyebaran cahaya yang berbeda. Lampu neon model 4U menghasilkan cahaya yang menyebar ke segala arah dengan intensitas horizontal yang relatif homogen. Kondisi ini menyebabkan pola kedatangan ikan mendekati centre zone terjadi dari berbagai arah dengan pola yang tidak beraturan.
Kelompok ikan yang telah berkumpul pada centre zone bertahan sesaat, dan selanjutnya kembali berenang dan bertahan lebih lama pada main zone, dengan sesekali bergerak menjauh hingga ke shadow zone. Intensitas cahaya yang dihasilkan oleh lampu neon memiliki sebaran vertikal menyerupai huruf W dengan intensitas tertinggi terdapat pada kedalaman centre zone. Penambahan durasi pencahayaan dengan intensitas yang tetap mendorong perubahan respons dan tingkah laku ikan, yang ditunjukkan dengan berkurangnya kelompok ikan pada centre zone. Hal ini dipicu oleh kondisi ikan yang telah beradaptasi optimum sehingga berusaha mencari kedalaman dengan intensitas yang lebih rendah, yaitu pada kedalaman main zone dengan intensitas 0,5-10,0 μW/cm². Richards et al. (2007) dan Susanto et al.
(2018) menyatakan bahwa perpindahan kedalaman renang ikan yang terpapar intensitas cahaya tertentu secara kontinyu bertujuan untuk mendapatkan area dengan intensitas cahaya yang sesuai dengan batasan (threshold) yang diinginkan serta menghindari kejenuhan yang dapat berakibat stres pada ikan.
Lampu LED biru, hijau dan putih memiliki sebaran intensitas yang lebih terfokus ke dasar karamba penelitian sehingga secara horizontal membentuk pola sebaran yang heterogen. Kondisi tersebut menyebabkan pola renang yang berbeda saat kelompok ikan mendekati centre zone. Ikan berenang ke centre zone dengan gerakan melingkar
searah jarum jam dalam dua kelompok yang berbeda radius dan kepadatannya. Ketika ikan telah beradaptasi optimum terhadap cahaya terang (photopic condition), maka ikan akan berusaha mencari area dengan intensitas yang sesuai (optimum) dan bertahan untuk jangka waktu tertentu. Pola tersebut menyebabkan fluktuasi proporsi kelompok ikan yang berada pada masing-masing zona secara horizontal.
Intensitas cahaya LED yang mengarah ke sudut tertentu secara vertikal terlihat jelas pada sebaran intensitas LED biru dan hijau yag menyerupai huruf U dan LED putih yang menyerupai huruf V.
Penetrasi cahaya LED yang lebih fokus ke bagian bawah karamba direspons berbeda oleh kelompok ikan. Pada LED biru, meskipun kelompok ikan
dominan berada pada kedalaman main zone namun terjadi perubahan pola kelompok ikan pada menit akhir pencahayaan. Hal ini mengindikasikan bahwa paparan intensitas cahaya biru menyebabkan mata ikan cepat mencapai fase adaptasi optimum sehingga kelompok ikan bergerak ke lapisan shadow zone yang memiliki intensitas lebih rendah. Hasil ini sesuai dengan hasil penelitian Marchesan et al.
(2005) dan Susanto et al. (2017c) yang menemukan bahwa paparan cahaya biru lebih cepat memicu stress pada ikan Mugil cephalus dan Stolephorus sp.
sehingga ikan lebih cepat meninggalkan area pencahayaan dengan dengan intensitas tinggi menuju intensitas yang lebih rendah.
Tabel 2. Klasifikasi area pencahayaan pada karamba penelitian
No Jenis Lampu
Intensitas vertikal (μW/cm²) Intensitas horizontal (μW/cm²) Centre zone Main zone Shadow zone Centre zone Main zone Shadow zone
Kedalaman Radius
0 - 1 m 1 - 2 m 2 - 3 m 0 - 1 m 1 - 2 m 2 - 3 m
1 Neon 10 - 40 0,5 - 10 0,2 - 0.5 20 - 40 9 – 20 0,2 - 9.0
2 LED putih 10 - 30 2 - 10 0,05 - 2.0 9 - 30 2 – 9 0,9 - 2.0
3 LED biru 10 - 50 2 - 10 0,02 - 2.0 20 - 50 4 – 20 0,2 - 4.0
4 LED hijau 15 - 40 1 - 15 0,02 - 1.0 10 - 40 4 - 10 0,2 - 4.0
Gambar 5. Pola tingkah laku ikan secara horizontal pada lampu yang berbeda pada menit awal (0-10) dan akhir (51-60) pengamatan
Gambar 6. Pola tingkah laku ikan secara vertikal pada lampu yang berbeda pad menit awal (0-10) dan akhir pengamatan (51-60)
Tabel 3. Efektivitas lampu dalam memikat, mengumpulkan dan mengkonsentrasikan kelompok ikan pada karamba penelitian
No Lampu Waktu respons (menit)
Waktu terbentuk kelompok (menit)
Tingkah laku ikan Intensitas
optimum (μW/cm²) 1 Neon 5 20 Ikan berenang mendekati centre dan main zone dari berbagai arah,
bertahan pada main zone dalam waktu singkat dan kembali menyebar dengan radius utama antara 1-2 m
Kelompok ikan terbentuk dalam formasi dan arah renang yang tidak teratur
Tidak terbentuk pola renang yang konsisten hingga akhir pengamatan
10,0-20,0
2 LED
putih 7 21 Ikan berenang ke centre zone dari lapisan yang lebih dalam (2-3 m) ke permukaan
Kelompok ikan yang terbentuk tidak stabil dan terpecah pada menit awal hingga 35 menit setelah lampu dinyalakan
Ikan membentuk formasi makan ketika berada di centre dan main zone
Formasi ikan lebih stabil setelah menit ke 50 dan cenderung berputar searah jarum jam di main zone pada menit akhir pengamatan
7,0-20,0
3 LED
biru 4 18 Arah renang ikan mendekati centre zone pada 0 - 20 menit waktu pencahayaan terjadi secara acak
Kelompok ikan yang awalnya stabil terpecah menjadi dua kelompok dengan ukuran berbeda menjelang akhir pengamatan (menit 40)
Kelompok ikan konsisten berenang searah jarum jam pada main zne dan shadow zone hingga akhir pengamatan
Jarak antar individu dalam satu kelompok relatif jauh (renggang)
4,0-20,0
4 LED
hijau 2 12 Ikan bergerak menuju main zone dari berbagai arah dan kedalaman
Kelompok ikan membentuk formasi untuk bergerak searah jarum jam mengelilingi zentre zone
Kelompok ikan yang awalnya stabil terpecah menjadi dua kelompok berbeda ukuran pada menit ke 30
Kelompok ikan konsisten berenang searah jarum jam pada area pencahayaan hingga akhir pengamatan
Jarak antar individu dalam satu kelompok relatif dekat (rapat)
4,0-15,0
Gambar 7. Proporsi kelompok ikan pada perlakuan lampu dan area pencahayaan berbeda Respons ikan secara vertikal terhadap LED hijau
cenderung lebih stabil dan konsisten dengan waktu bertahan di centre zone yang lebih lama. Pola tingkah laku kelompok ikan yang terbentuk juga lebih stabil
dan konsisten. Pola kelompok ikan yang serupa juga terjadi pada LED putih. Paparan cahaya hijau dan putih dalam waktu 60 menit juga belum menunjukkan adanya tingkah laku stres yang
Main zoneShadow zoneCentre zone
ditandai dengan perubahan tingkah laku renang secara mendadak sehingga belum berpengaruh terhadap pola renang yang terjadi. Hasil penelitian Shin et al. (2013), Stien et al. (2014), dan Sierra- Flores et al. (2015) juga menunjukkan bahwa LED hijau dapat digunakan untuk menurunkan stres ikan pada ikan Gadus morhua, Scophthalmus maximus,
Chrysiptera parasema dan Salmo salar.
Sullivan et al. (2016) menyatakan bahwa pola tingkah laku ikan yang konsisten dan stabil mengindikasikan bahwa stimulant warna dan intensitas cahaya yang diberikan sesuai dengan nilai intensitas cahaya minimum yang dibutuhkan oleh kelompok ikan.
Intensitas cahaya yang tinggi dalam suatu perairan akan berpengaruh prositif terhadap kemampuan penglihatan ikan. Hasil penelitian Glass et al. (1986), McMahon dan Holanov (1995), Miyazaki dan Nakamura (1990) dan Miyazaki et al.
(2000) menunjukkan bahwa kemampuan penglihatan ikan yang berada dalam suatu kelompok akan meningkat bila didukung dengan intensitas cahaya yang cukup. Hal tersebut akan memudahkan setiap individu ikan untuk memelihara kepadatan kelompok yang terbentuk sehingga formasi dan pola renang yang terjadi akan stabil dan konsisten. Secara umum, kelompok ikan tembang memberikan respons yang lebih cepat dibandingkan ikan selar pada semua perlakuan lampu yang digunakan. Ikan tembang berenang ke centre zone pada menit ke lima setelah lampu neon dinyalakan dan membentuk schooling pertama kali pada menit ke-21 setelah pencahayaan. Formasi kelompok ikan tembang yang telah terbentuk selanjutnya bergerak mendekati dan menjauhi centre zone secara acak hingga akhir menit pengamatan.
Respons ikan tembang lebih cepat terhadap LED hijau dibandingkan dengan LED biru dan LED putih. Ikan telah berenang ke main zone hanya dua menit setelah LED hijau dinyalakan dan schooling ikan sudah terbentuk pada menit ke-12. Setelah terbentuk kelompok, ikan tembang berenang searah jarum jam mengelilingi area centre zone hingga akhir pengamatan. Flamarique dan Hwryshyn (1998) menyatakan bahwa respons ikan tembang yang lebih cepat disebabkan spektrum cahaya yang dihasilkan oleh LED hijau sesuai dengan nilai sensitivitas spektral mata famili clupeidae yang berada pada panjang gelombang 500-520 nm. Selain itu struktur sel kon ikan Sardinella aurita sebagaimana dinyatakan oleh Salem (2016) memiliki mosaik kotak yang menunjukkan bahwa kelompok ikan Sardinella sp.
(termasuk ikan tembang) tidak hanya peka terhadap perbedaan intensitas, namun juga responsif terhadap
warna cahaya sesuai dengan kisaran sensitivitas spektralnya.
Kelompok ikan selar mendekati pusat cahaya mulai dari menit ke-13 setelah lampu neon dinyalakan. Sementara itu, pada waktu respons ikan selar pada LED hijau lebih cepat (7 menit) dibandingkan dengan LED biru (9 menit) dan purih (15 menit). Awalnya ikan selar membentuk kelompok berukuran kecil pada awal menit ke 12.
Ukuran kelompok ikan selar semakin besar seiring bertambahnya durasi pencahayaan. Ikan selar memiliki pola tingkah laku yang sama dengan ikan tembang namun memiliki radius renang yang lebih jauh dan lapisan renang yang lebih dalam. Begitu pula dengan waktu terbentuknya kelompok, dimana pada LED hijau ikan selar lebih cepat membentuk kelompok dibandingkan warna LED lainnya.
Susanto et al. (2018) juga mendapatkan respons dan pola renang ikan selar yang lebih stabil dan konsisten pada penggunaan LED hijau dengan intensitas optimum antara 3 - 23μW/cm².
Fluktuasi proporsi kelompok ikan terjadi pada centre zone dan main zone baik secara horizontal meupun vertikal pada semua lampu yang digunakan.
Meskipun demikian, kecenderungan berbeda diperoleh pada nilai proporsi ikan pada main zone secara vertikal. Trend peningkatan proporsi jumlah ikan terjadi pada penggunaan lampu neon dan LED hijau seiring dengan penambahan durasi pencahayaan. Hal tersebut mengindikasikan bahwa kisaran nilai intensitas lampu neon dan LED hijau pada main zone direspons baik oleh ikan dengan membentuk kelompok, mempertahankan kelompok dan beraktivitas secara stabil dan konsisten pada
zona tersebut untuk waktu tertentu.
Ryer et al. (2009) menyatakan bahwa ikan Sebastes caurinus dan S. malige juga memberikan respons yang lebih baik terhadap LED hijau yang ditunjukkan dengan tingginya frekuensi ikan mendekati sumber cahaya. Semakin lama ikan bertahan di suatu zona artinya ikan telah menemukan intensitas optimum yang diinginkan.
Berdasarkan hasil analisis terhadap waktu respons, waktu terbentuknya kelompok dan tingkah laku ikan yang terjadi pada masing-masing lampu maka LED hijau memiliki efektivitas yang lebih baik dalam menarik, mengumpulkan dan mengkon- sentrasikan ikan pada karamba penelitian. Meskipun lampu neon dan LED biru dan putih juga memiliki efektivitas yang cukup baik dalam menarik dan mengumpulkan ikan, namun ketiga lampu tersebut kurang efektif untuk mengkonsentasikan kelompok ikan yang telah terbentuk. Pada ketiga lampu tersebut, kelompok yang terbentuk tidak stabil dan
memiliki pola yang tidak konsisten di semua zona pencayaan. Dalam aktivitas penangkapan ikan dengan bagan tancap, lampu LED biru dan putih akan lebih efektif jika digunakan sebagai lampu pemikat sedangkan LED hijau lebih efektif digunakan sebagai lampu pengkonsentrasi dalam penangkapan ikan.
Nilai intensitas optimum masing-masing lampu yang menghasilkan respons dan tingkah laku yang stabil dan konsisten memiliki kisaran yang relatif sama yaitu 4 - 20μW/cm². Intensitas tersebut sesuai dengan hasil penelitian Susanto et al. (2018) yang menyatakan bahwa ikan selar memberikan respons yang stabil dan konsisten pada intensitas antara 3 - 23μW/cm². Penggunaan intensitas yang lebih tinggi justru mengakibatkan kelompok ikan lebih cepat berada pada fase adaptasi optimum sehingga kelompok ikan yang terbentuk akan berenang meninggalkan centre zone yang memiliki intensitas tinggi menuju zona pencahayaan dengan intensitas yang lebih rendah (shadow zone).
Kesimpulan
Low power LED hijau memiliki efektivitas yang lebih tinggi dalam memikat, mengumpulkan dan mengkonsentrasikan ikan dibandingkan dengan LED biru, putih dan lampu neon. Waktu respons dan waktu terbentuknya kelompok ikan pada LED hijau lebih cepat dengan pola renang berputar searah jarum jam yang stabil dan konsisten. LED hijau ideal digunakan sebagai fishing lamp dengan intensitas optimum antara 4-20 μW/cm².
Ucapan Terimakasih
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat (DRPM), Ditjen Penguatan Riset dan Pengembangan, Kemenristekdikti yang memberikan pendanaan untuk pelaksanaan penelitian ini. Penulis juga mengucpkan terima kasih kepada semua pihak yang terlibat secara teknis dan non teknis dalam pelaksanaan penelitian ini.
Referensi
Choi, J.S., S.K. Choi, S.J. Kim, G.S. Kil, C.Y. Choi. 2009.
Photoreaction analysis of squids for the development of a LED fishing lamp. Proceedings of the 2nd International Conference on Maritime and Naval Science and Engineering. 2009 Sept 24- 26; Rumania. Rumania (RO): Transilvania University of Brasov.
p 92-95.
Flamarique, I.N., C.W. Hawryshyn. 1998. Photoreceptor types and their relation to the spectral and polarization sensitivities of clupeid fishes. Journal of Comparative Physiology A, 182: 793- 803.
Glass, C.W., C.S. Vardle, W.R. Mojsiewicz. 1986. A light Intensity threshold for schooling in the Atlantic mackerel Scomber scombrus. J Fish Biol., 29 (Suppl A): 71-81.
Hua, L.T., J. Xing. 2013. Research on LED fishing light. Reseach Journal of Applied Science, Engieering and Technology, 5(16):
4138-4141.
Himam, M.I., W. Mawardi, Diniah, Zulkarnain. 2018. Efektivitas lampu LED celup sebagai lampu hauling pada bagan perahu.
Albocore, 2(1): 69-77.
Marchesan, M., M. Spoto, L. Verginellab, E.A. Ferreroa. 2005.
Behavioural effects of artificial light on fish species of commercial interest. Fisheries Research, 73: 171-185.
McInnes, A.M., A. Khoosal, B. Murrell, D. Merkle, M. Lacerda, R.
Nyengera, J.C. Coetzee, L.C. Edwards, P.G. Ryan, J. Rademan.
2015. Recreational fish-finders-an inexpensive alternative to scientific echo-sounders for unravelling the links between marine top predators and their prey. Plos One, 10(11): 1-18.
McMahon, T.E., S.H. Holanov. 1995. Foraging success of largemouth bass at different light intensities: implications for time and depth of feeding. Journal of Fish Biology, 46: 759-767.
Miyazaki, T., Y. Nakamura. 1990. Single line acuity of 0-yearold japanese parrotfish determined by the conditioned reflex method. Nippon Suisan Gakkaishi, 56: 887-892 (in Japanese with english abstract).
Miyazaki, T., S. Shiozawa, T. Kogane, R. Masuda, K. Maruyama, K.
Tsukamoto. 2000. Developmental changes of the light intensity threshold for school formation in the striped jack Pseudocaranx dentex. Marine Ecology Progress Series, 192: 267-275.
Reid, D.G., E.J. Simmonds. 1993. Image analysis techniques for the study of fish schoo structure from acoustic survey data.
Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Science, 50: 886-893.
Richards, N.S., S.R. Chipps, M.L. Brown. 2007. Stres response and avoidance behavior of fishes as influenced by high-frequency strobe lights. North American Journal of Fisheries Management, 27(4): 1310-1315.
Ryer, C.H., A.W. Stoner, P.J. Iseri, M.L. Spencer. 2009. Effects of simulated underwater vehicle lighting on fish behavior. Marine Ecology Progress Series, 391: 97-106.
Shen, S.C., H.J. Huang, C.C. Chao, M.C. Huang. 2012. Design and analysis of a high-intensity led lighting module for underwater illumination. Applied Ocean Research, 39: 89-96.
Shin, S.H., N.N Kima, Y.J. Choi, H.R. Habibi, J.W. Kim, C.Y. Choi.
2013. Light-emitting diode spectral sensitivity relationship with reproductive parameters and ovarian maturation in yellowtail damselfish, Chrysiptera parasema. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 127: 108-113.
Sierra-Flores, R., A. Davie, B. Grant, S. Carboni, T. Atack, H.
Migaud. 2015. Effects of light spectrum and tank background colour on Atlantic cod (Gadus morhua) and turbot (Scophthalmus maximus) larvae performances. Aquaculture, 450: 6-13.
Simbolon, D., A. Priatna, T. Hestirianoto, A. Purbayanto. 2015.
Perbandingan antara marine acoustic remote sensing dan swept area trawl dalam pendugaan densitas ikan demersal di Perairan Tarakan. Jurnal Penginderaan Jauh, 12(2): 91-106.
Sullivan, B.G., A.D.M. Wilson, L.F.G. Gutowsky, P.H. Patrick, M.
Sills, S.J. 2016. The behavioral responses of a warm water teleost to different spectra of light-emitting diodes. North American Journal of Fisheries Management, 36(5): 1000-1005.
Stien, L.H., J.E. Fosseidengen, M.E. Malm, H. Sveier, T. Torgersen, D.W. Wright, F. Oppedal. 2014. Low intensity light of different colours modifies Atlantic salmon depth use. Aquacultural Engineering, 62: 42-48.
Sudirman, Najamuddin, M. Palo. 2013. Efektivitas penggunaan berbagai jenis lampu listrik untuk menarik perhatian ikan pelagis kecil pada bagan tancap. Jurnal Penelitian Perikanan Indonesia, 19(3): 157-165.
Susanto, A., M.S. Baskoro, S.H. Wisudo, M. Riyanto, F. Purwangka.
2017b. Performance of Zn-Cu and Al-Cu electrodes in seawater battery at different distance and surface area. International Journal of Renewable Energy Research, 7: 298-303.
Susanto, A., A.D.P. Fitri, Y. Y. Putra, H. Sutanto, T. Alawiyah.
2017c. Respons dan adaptasi ikan teri (Stolephorus sp.) terhadap lampu light emitting diode (LED). Marine Fisheries, 8(1): 39-49.
Susanto, A., M.S. Baskoro, S.H. Wisudo, M. Riyanto, F. Purwangka.
2018. Penentuan warna dan intensitas lampu light emitting diode (LED) yang optimum pada penangkapan ikan selar kuning (Selaroides leptolepis) untuk perikanan bagan tancap. Marine Fisheries, 9(2): 145-155.
Susanto, A. 2019. Pengembangan teknologi pencahayaan untuk perikanan lift net yang hemat energi dan ramah lingkungan.
Disertasi. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. 288 hlm.
Taufiq, W. Mawardi, M.S. Baskoro, Zulkarnain. 2015. Rekayasa lampu LED celup untuk perikanan bagan apung di Perairan
Patek Kabupaten Aceh Jaya Propinsi Aceh. Jurnal Teknologi Perikanan dan Kelautan, 6(1): 51-67.
How to cite this paper:
Susanto, A., S.H. Wisudo, M.S. Baskoro, M. Riyanto, F.
Purwangka. 2020. Efektivitas low light emitting diode sebagai lampu pengumpul ikan untuk perikanan bagan tancap. Depik Jurnal Ilmu-Ilmu Perairan, Pesisir dan Perikanan, 9(2): 365-376.
