2. Kontrol Kualitas dan Kuantitas Air - Efisiensi Keseragaman dan Kualitas Penyaringan Air dengan Tanaman Mentimun pada Budidaya Ikan Gurami Berbasis Teknologi Akuaponik

A.

Metode Akuaponik

1.

Teknologi Akuaponik

Akuaponik merupakan salah satu teknologi terapan hemat lahan dan air yang dikombinasikan dengan berbagai tanaman sayuran sehingga dapat dijadikan sebagai suatu model perikanan perkotaan, sekaligus diterapkan sebagai bagian dari tata kota pertanaman dikompleks perumahan. Akuaponik yang merupakan gabungan antara pemeliharaan ikan dan sayuran ternyata memberikan keuntungan ganda bagi peternak yang menerapkannya. Kandungan racun yang sering kali dihasilkan dari suatu usaha budidaya ikan umumnya dalam bentuk amonia. Ternyata kandungan racun tersebut dapat direduksi oleh tanaman hingga 90% dari kadar yang ada sehingga air tersebut masih layak digunakan kembali sebagai media dalam pemeliharaan ikan (Puspowardoyo,1992).

Dari hasil beberapa riset mengenai penggunaan filter dalam sistem resirkulasi dapat diketahui bahwa filter yang tersusun dari zeolit dan pasir dapat memperbaiki kondisi atau kualitas air yang digunakan dibandingkan jika tidak menggunakan filter. Pada suhu air 25-260C dan pH antara 6-7 yang mengunakan filter dapat menurunkan kadar nitrit dari 4,4 mg/l (Pinus, L, 2009).

2. Kontrol Kualitas dan Kuantitas Air

kadar parameter-parameter tersebut maka berbagai kemungkinan terburuk dapat dicegah jika kandungannya sudah melewati ambang batas.

Pengukuran suhu dan DO dilakukan setiap hari, sedangkan parameter pH dan amonia dapat dimonitor setiap 3 hari sekali. Adapun batas ambang dari masing-masing parameter yang diperolehkan dalam suatu budidaya adalah sebagai berikut.

- Suhu (fluktuasi) tidak boleh lebih dari 40C, suhu dibawah 250C akan lebih mudah terjadi serangan penyakit oleh bakteri Ich.

- DO minimum yang dibutuhkan untuk pertumbuhan ikan adalah 4 (mg/l). - Amonia maksimum yang ditolerir pada budidaya ikan adalah lebih kecil

dari 0,6 mg/l.

- pH diharapkan berkisar 6-8, khusus untuk ikan patin dan nila dapat bertahan pada pH yang lebih rendah (Nugroho, 2008).

B. Metode Hidroponik

Teknologi hidroponik substrat

Hidroponik substrat tidak menggunakan air sebagai media, tetapi menggunakan media padat (bukan tanah) yang dapat menyerap atau menyediakan nutrisi, air dan oksigen serta mendukung akar tanaman seperti halnya fungsi tanah(Sutioso, 2003).

Substrat yang permukaannya kasar dan bentuknya teratur perlu disiram lebih sering dibanding bentuknya yang tidak teratur, porus, atau partikelnya kecil-kecil. Partikel halus, seperti pasir atau serbuk gergaji, cukup dua kali disirami dalam sehari, sedangkan partikel kasar, seperti batu apung perlu diairi sejam sekali sepanjang hari (Sutioso, 2003).

Irigasi tetes untuk hidroponik substrat

Irigasi tetes atau lebih dikenal juga dengan irigasi mikro sangat cocok diterapkan untuk tanaman hidroponik. Irigasi ini memiliki konsep yang kontinu dan lamban sehingga mampu menghemat air. Irigasi ini menggunakan pipa dalam penyaluran airnya. Dalam prakteknya pemasangan dilakukan pada permukaan tanah atau dibawah permukaan tanah (irigasi bawah permukaan tanah).

Irigasi tetes pada permukaan tanah(surface irrigation system)

Pipa lateral terletak dipermukaan tanah dan air diteteskan dipermukaan tanah. Umumnya, debit emmiter lebih kecil dari 8 liter/jam untuk keluaran tunggal dan lebih kecil dari 12 liter/jam. Keuntungan sistem ini mudah dipasang, dikontrol dan dibersihkan (Lingga, 2002).

Q = V x A ………..(1)

V = Q/A ………..(2)

Dimana :

Q = Debit air (m3/detik)

V = Kecepatan aliran rata-rata (meter/detik) A = Luas penampang saluran (meter2)

Debit irigasi tetes tergantung dari jenis tanah dan tanaman. Debit irigasi tetes yang umum digunakan 4 liter/jam namun ada beberapa pengelolaan pertanian menggunakan debit 2, 6, 8 liter/jam (Keller dan Bliesner, 1990).

Menurut Sapei (2003), keseragaman aplikasi air merupakan salah satu faktor penentu efisiensi irigasi yang dihitung dengan persamaan koefisiensi keseragaman irigasi (CU/Coefficient Uniformity) dengan menggunakan persamaan Christiansen :

Cu = Koefisiensi keseragaman irigasi (%) xi = Volume air pada wadah ke-i (ml)

x = Nilai rata-rata dari volume air pada wadah (ml)

∑

xi−x = Jumlah dari deviasi absolut dari rata-rata pengukuran (ml).

Keseragaman irigasi tetes dapat dikatakan seragam atau layak apabila nilai Cu lebih besar dari 90% (>90%). Nilai Cu yang rendah dapat dijadikan indikator kehilangan air melalui perkolasi sangat tinggi (Sapei, 2003).

Irigasi tetes dibawah permukaan tanah (subsurface irrigation)

Pipa lateral ditanam dalam tanah dan irigasinya diteteskan pada zona perakaran. Sistem ini mulai diterima atau dijalankan setelah permasalahan mengenai emmiter yang tersumbat terselesaikan. Sistem irigasi tetes ini memerlukan beberapa peralatan seperti emmiter, pipa lateral, pipa utama, dan bangunan utama (Lingga, 2002).

C. Bentuk dan indikasi pencemaran air

Air dikatakan tercemar apabila kualitasnya menurun sehingga dapat menimbulkan bahaya bagi kesehatan dan keselamatan jiwa makhluk hidup, terutama manusia. Bentuk pencemaran terhadap (lingkungan) air bisa tiga macam yaitu :

a. Unsur-unsur fisis

Suhu yang berlebih

Energi cahaya matahari sebagian besar diserap lapisan permukaan air, intensitas cahaya matahari semakin dalam semakin berkurang. Suhu air mempengaruhi densitasnya. Semakin tinggi suhu air, densitasnya semakin rendah (gr/cm3). Suhu yang mematikan untuk hampir semua jenis ikan adalah 10-110C selama beberapa hari. Nafsu makan ikan akan menurun pada suhu dibawah 160C (Matthew,1992).

b. Unsur-unsur kimiawi

Derajat keasaman air

Keasaman (pH) air yang sesuai untuk benih ikan gurami berkisar pada angka 6,5-7,5. Apabila air yang akan digunakan belum sesuai dengan pH yang diinginkan maka pH air tersebut dapat diatur dengan menambahkan larutan asam atau basa. Perubahan pH tidak disarankan pada air yang sudah berisi ikan. Sebaliknya untuk menurunkan pH sebesar satu angka dapat ditambahkan asam fosfor sebanyak 1 gr/l (Senjaja dan Riski, 2002).

Derajat keasaman air dibagi menjadi tiga, yaitu pH rendah (asam), pH netral, dan pH tinggi (basa). Derajat keasaman air dipengaruhi oleh aktivitas ion hidrogen (H+). Air menjadi asam apabila pH < 7, dan dikatakan basa bila pH >7 (Puspowardoyo, 1992).

Kadar amonia

tidak terionisasi merupakan racun bagi ikan. Toksisitas amonia berkaitan erat dengan pH, dan sedikit terkait dengan suhu dan DO.

Pada pH tinggi, total amonia berubah menjadi bentuk tak terion (dalam keadaan bebas). Pada pH 7, amonia dalam bentuk tak terion yang beracun < 1%, selanjutnya semakin meningkat. Pada pH 8: 5-9 %, pada pH 9: 30-50 %, dan pada pH 10: 80-90 % fluktuasi pH sendiri berkaitan dengan nilai alkalinitas yang rendah (kadar alkalinitas yang baik > 20 mg/l CaCO3) kadar amonia akan meningkat jika suhu naik dan kadar DO rendah. Batas maksimal kadar amonia total pada air kolam perairan umum untuk budidaya ikan air tawar adalah dibawah 0,016 ppm (1 mg: 1 mg/liter). Amonia total sebesar 0,08 ppm sudah mengakibatkan penurunan nafsu makan dan pertumbuhan. Amonia total sebesar 0,3 ppm menyebabkan kerusakan pada insang sehingga ikan kekurangan oksigen (Rahmat, 1994).

Kadar nitrogen (NO2)

Nitrit (NO2) merupakan bentuk senyawa N. kadar nitrogen terlarut dalam perairan 0,1 ppm sudah menimbulkan penyakit brown blood. Kadar nitrit sebesar 1,0 ppm sudah menimbulkan kematian pada ikan. Diperairan, nitrit merupakan hasil proses dekomposisi dari organik oleh jasad renik. Kadar nitrit maksimum adalah 0,05 ppm (Tim redaksi agromedia pustaka, 2002).

Kesadahan total

budidaya ikan air tawar adalah yang mempunyai kesadahan total minimal 20 mg/l CaCO3- (Ciptanto, 2010).

Perubahan pH air dalam sudah tentu berbahaya bagi ikan dan kehidupan aquatic lain. pH diatas 9,0 dan di bawah 5,0 sangat potensial menyebabkan kematian ikan. pH yang tinggi mencerminkan keadaan asam, sedangkan pH yang rendah mencerminkan keadaan yang basa. pH sama dengan 7,0 menunjukkan keadaan normal atau netral (Santoso, 1993).

Oksigen terlarut (DO)

Salah satu faktor yang paling penting dan harus dipertimbangkan adalah jumlah oksigen di dalam air, biasanya disebut sebagai (dissolved oxygen) DO. DO persyaratan bervariasi sebagai fungsi dari spesies, suhu kualitas air, kepadatan tebar, dan air.Udara sekitar 21% O2 (berdasarkan volume), Tingkat transfer oksigen ke dalam air berkaitan dengan berikut :

- Suhu.

- Kotoran dalam air.

- Luas permukaan di mana difusi dapat terjadi (Landau,1992).

Keteruraian oksigen didalam air menurun dengan kenaikan temperatur dan garam-garam terlarut. Didalam air segar, keteruraian oksigen adalah 14,6 mg/l. Satuan DO dinyatakan dalam mg/l, pengukuran dapat dilakukan antara lain berdasarkan teknik titrasi dengan menggunakan metode modifikasi Azida. Berbagai alat pengukur oksigen terlarut (DO-meter) kini sudah banyak tersedia secara komersial. Kebutuhan oksigen bagi ikan bervariasi menurut jenis dan umurnya. Secara umum dapat dinyatakan bahwa rentang antara 3 sampai 6 mg/l merupakan interval tingkatan DO yang aman bagi hampir semua ikan( Dumairy, 1992).

D. Teknologi Vertikultur

Vertikultur adalah istilah Indonesia yang diambil dari istilah Verticulture dalam bahasa Inggris. Istilah ini berasal dari dua kata yaitu vertical dan culture, makna vertikultur adalah sistem budi daya pertanian yang dilakukan secara vertical atau bertingkat (Widarto, 1996).

Sejarah Ikan Gurami

Untuk memudahkan identifikasi dan melihat kekerabatan gurami dengan ikan yang lain telah dilakukan klasifikasi berdasarkan ilmu taksonomi. Klasifikasi ikan gurami secara lengkap adalah sebagai berikut:

Fillum : Chordata Subfillum : Vertebrata Class (kelas) : Pisces

Subklas (anak kelas) : Actinopterygi Ordo :Labyrinthici

Genus :Osphronemus

Spesies : Osphronemus Gouramy (Lacapede) (Rukmana , 2005).

Tabel. 1. Standart Kualitas Air Untuk Budi Daya Ikan Gurami

Sumber: Sapto ciptanto, 2010

Pemeliharaan gurami secara intensif juga dapat dilakukan secara tunggal (monokultur) atau campuran (polykultur). Dalam budidaya skala besar, pemeliharaan gurami dengan sistem monokultur maupun polykultur dapat memberikan keuntungan ganda (Harsono, 1992).

Parameter kualitas air Standar kualitas air

Suhu 24-28 0C

pH 6,5-8

Oksigen Terlarut (DO) > 5 mg/liter

NH3 < 0,6 mg/liter

Transparansi/Kecerahan 25-50 cm

Karbondioksida (CO2) 15-25 mg/liter

Nitrit (NO2) < 0,05 ppm

Alkalinitas > 20 mg/liter

Irigasi secara umum didefinisikan sebagai penggunaan air pada tanaman untuk keperluan penyediaan cairan yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman. Meskipun demikian, suatu definisi yang lebih umum dan termasuk sebagai irigasi adalah penggunaan air pada tanah untuk setiap jumlah.

Tabel. 2. Perbedaan irigasi permukaan dan irigasi tetes

Irigasi permukaan Irigasi tetes

Ekonomis penggunaannya/pembuatannya Mahal pembuatan jaringan irigasinya Sumber payau atau air garam tidak sesuai Garam tanah atau sumber air garam

payau, dapat dimanfaatkan

Boros air Hemat air

Hasil rendah Hasil tertinggi

Tanah hilang di bawah kanal saluran Maksimum penggunaan tanah Cocok untuk semua tanaman Cocok untuk menutup tumbuh,

tanaman sayuran dan buah-buahan Cocok untuk semua tanah kecuali tanah

sangat ringan

Cocok untuk semua tanah, khususnya tanah bertekstur kasar

Lokalisasi aplikasi pupuk tidak mungkin Aplikasi pupuk lokal meminimalkan penguapan

Tinggi perkolasi kerugian dan pencucian bawah pupuk

Perkolasi kerugian minimum; mengurangi pencucian down pupuk Kurang efektif dalam efisiensi distribusi

air

Lebih efektif dalam efisiensi distribusi air

Membutuhkan meratakan Tidak memerlukan meratakan Semua permukaan tanah jenuh, 20-50%

dibasahi bahkan dalam irigasi alur

Zona akar Hanya jenuh selama irigasi Faktor tanah memainkan peran penting

dalam membangun frekuensi irigasi

Faktor tanah memainkan peran yang kurang penting dalam membangun frekuensi irigasi

Gerakan uap air adalah normal dengan bentuk alur

Distribusi kelembaban Ultimate sekitar dua dimensi

Variasi pasokan sulit untuk membuat Pasokan ke lapangan dapat diatur dengan aese dengan mengatur katup Aliran permukaan dikaitkan dengan erosi

tanah

Tidak ada aliran permukaan dan tidak ada erosi tanah

Distribusi air tidak seragam, itu adalah rendah yang 25 sampai 50 persen pada irigasi alur

Distribusi air sangat seragam dan terkontrol karena masing-masing disributes nozzle dengan jarak dekat jumlah air yang sama

E. Jenis Tanaman

Mentimun

Kedudukan tanaman mentimun dalam tatanama tumbuhan, diklasifikasikan ke dalam:

Divisi : Spermtoaphyte Sub-divisi :Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Cucurbitales Famili : Cucurbitaceae Genus :Cucumis

Spesies : Cucumis Satifus L.

Mentimun termasuk tanaman semusim (annual) yang bersifat menjalar atau memanjat dengan perantaraan pemegang yang berbentuk pilin (spiral). Batangnya basah, berbulu serta berbuku-buku. Tinggi tanaman dapat mencapai 50 hingga 250 cm, bercabang dan bersulur yang tumbuh disisi tangkai daun (Rukmana, 1994).

Syarat pertumbuhan tanaman mentimun

mentimun. Jenis tanah yang cocok untuk penanaman mentimun diantaranya alluvial, latosol dan andosol (Supena, 2007).

Tanaman mentimun dapat tumbuh baik di ketinggian 0-1000 m diatas permukaan air laut. Untuk tumbuh dengan baik, tanaman mentimun menginginkan suhu tanah antara 18-300 C. Dengan suhu dibawah atau di atas kisaran tersebut, pertumbuhan tanaman mentimun kurang optimal. Namun, untuk perkecambahan biji, suhu optimal yang dibutuhkan antara 25-350 C (Heliani, 1992).

Benih mentimun yang sudah menjadi kecambah ditanam langsung dilubang tanam yang dibuat dengan cara penugalan sedalam 5 cm. Benih ditanam sebanyak 2 buah per lubang tugal dan selanjutnya lubang tanam ditutup tanah setinggi 1 cm. Jarak antar lubang tugalan adalah 25-30 cm.Aspek penggunaan jarak tanam memberikan pengaruh terhadap bobot hasil per satuan luas. Jarak tanam yang dapat diterapkan, yaitu 30 cm x 60 cm atau 40 cm x 60 cm (Sumpena, 2007).Pemasangan ajir dilakukan pada tanaman berumur 2 minggu atau sebelum tanaman keluar sulur atau rambatan. Pada masing-masing ajir, setiap jarak 30-50 cm dipasang benang atau tali raffia yang direntangkan ke ajir yang lain(Purwanto,2001).

Kangkung

Kangkung termasuk suku convolcvulaceae (keluarga kangkung-kangkungan). Kedudukan tanaman kangkung dalam sistematika tumbuh-tumbuhan diklasifikasikan kedalam:

Divisio : Spermatophyta Sub-divisio : Angiospermae Kelas :Dicotyledonae Family :Convolvulaceae Genus :Ipomea

Spesies :Ipomea reptans(Eko, 1991).

Kangkung merupakan tanaman yang tumbuh cepat yang memberikan hasil dalam waktu 4-6 minggu sejak dari benih. Kangkung yang dikenal dengan nama latin ipomea reptans terdiri dari 2 varietas, yaitu kangkung darat yang disebut kangkung cina dan kangkung air yang tumbuh secara alami disawah, rawa, atau parit-parit (Sumarna, 2011).

Syarat pertumbuhan tanaman kangkung

Tanaman ini dapat tumbuh dengan baik sepanjang tahun. Kangkung darat dapat tumbuh pada daerah yang beriklim panas. Jumlah curah hujan yang baik untuk pertumbuhan tanaman ini berkisar antara 500-5000 mm/tahun. Pada musim hujan tanaman kangkung pertumbuhannya sangat cepat dan subur asalkan disekelilingnya tidak tumbuh rumput liar. Dengan demikian, kangkung pada umumnya kuat menghadapi rumput liar, sehingga kangkung dapat tumbuh di padang rumput, kebun/ladang yang agak rimbun (Sumarna, 2011).

Panen dilakukan 2-3 minggu sekali. Setiap kali habis panen, biasanya akan terbentuk cabang-cabang baru. Setelah 5 kali panen atau 10-11 kali panen maka produksi kangkung akan menurun baik secara kuantitatif maupun kualitatif. Jika sudah terlihat bunga, sisakan ± 2 m untuk dikembangkan terus menjadi biji yang kira-kira memakan waktu 40 hari sampai dapat dikeringkan. Pertanaman kangkung secara komersial menghasilkan sekitar 15 ton/ha sepanjang beberapa pemanenan berturut-turut atau sekitar 160 kg/tahun/10 m (Sumarna,2011).

Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi. Dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan.

Pengukuran biaya produksi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).

Biaya BTT C

x BT tetap

  

 ₊

= ………..…………..….(4)

dimana:

BT = total biaya tetap (Rp/tahun) BTT = total biaya tidak tetap (Rp/jam) x = total jam kerja per tahun (jam/tahun) C = kapasitas alat (jam/satuan produksi) Biaya tetap

Biaya tetap terdiri dari :

- Biaya penyusutan (metode garis lurus)

………...………(5)

dimana :

D = Biaya penyusutan (Rp/tahun)

P = Nilai awal (harga beli/pembuatan) (Rp) S = Nilai akhir (10% dari P) (Rp)

n = Umur ekonomi (tahun)

(

)

n S P

- Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan, besarnya:

………....……….(6)

dimana :

i = Total persentase bunga modal dan asuransi (17% pertahun) - Biaya pajak

Di negara kita belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk bangunan dan peralatan pertanian, namun beberapa literatur menganjurkan bahwa biaya pajak pertanian diperkirakan sebesar 4% pertahun dari nilai awalnya.

Biaya tidak tetap

Biaya tidak tetap terdiri dari :

- Biaya perbaikan dapat dihitung dengan persamaan :

………..(7)

- Biaya karyawan/operator yaitu biaya untuk gaji operator. Biaya ini tergantung kepada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji pertahun dibagi dengan total jam kerjanya (Darun, 2002).

Break Event Point

Break event point (analisis titik impas) umumnya berhubungan dengan proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing). Dan selanjutnya dapat

berkembang sendiri (self growing). Dalam analisis ini, keuntungan awal dianggap sama dengan nol. Bila pendapatan dari produksi berada di sebelah kiri titik impas maka kegiatan usaha akan menderita kerugian, sebaliknya bila di sebelah kanan titik impas akan memperoleh keuntungan (Waldiyono, 2008).

Untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat digunakan rumus sebagai berikut:

……… (8) dimana:

N : Jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (Kg) F : Biaya tetap per tahun (Rp)