Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi III
ISBN 2407-4845Novi Laura Indrayani Tenaga Pengajar (Dosen) Universitas Islam 45 Bekasi
1Jurusan Teknik Mesin
[email protected] atau [email protected] Sri Nuryati Tenaga Pengajar (Dosen) Universitas Islam 45 Bekasi Jurusan Teknik Sipil
Faimah Dian Ekawati Tenaga Pengajar (Dosen) Universitas Islam 45 Bekasi Jurusan Teknik Mesin
PENGARUH MASSA EFFECTIVE
MICROORGANISMS-4 SEBAGAI
NUTRISI PADA PERTUMBUHAN
TANAMAN BAYAM DAN IKAN NILA
DENGAN SISTEM RESIRKULASI
AKUAPONIK
Effective Microorganisms-4 (EM-4) merupakan bakteri fermentasi bahan organik, terbuat dari hasil seleksi alami mikroorganisme fermentasi dan sintetik yang dikemas dalam medium cair. Limbah organik merupakan salah satu jenis limbah yang potensial sebagai pembentuk EM-4. Penelitian ini melakukan proses fermentasi selama 4 minggu menggunakan bahan baku limbah organik dari pasar tradisional Tambelang yaitu nanas, kulit pisang dan sayuran hijau dengan sumber nutrisi air kelapa dan gula. Pada hasil fermentasi didapatkan jumlah populasi bakteri sebesar 8,0 x 108cpu/ml. Bakteri yang teridentifikasi adalah 2,0 x 106 cpu/ml
Lactobacillus casei dan 3,5 x 105 cpu/ml Saccharomyces cerevisiae.
Berdasarkan kedua jenis bakteri ini akan dilihat aplikasinya pada budidaya tanaman bayam dan ikan nila. Pengujian dilakukan dengan menggunakan sistem resirkulasi akuaponik dengan melihat pertumbahan tanaman dan ikan dengan menggunakan EM-4 dan tanpa EM-4. Hasil yang didapatkan pada metode konvensional waktu tumbuh tanaman bayam selama 20 hari sedangkan dengan menggunakan EM-4 didapatkan bayam tumbuh selama 5 hari. Ikan Nila memerlukan waktu tumbuh lebih lama dari pada tanaman bayam yaitu 5 bulan, namun selama 2 bulan ini terlihat ikan nila dengan menggunakan EM-4 memiliki berat badan 120 gram/ekor dan secara konvensional berat ikan nila 73 gram/ekor. Belum didapatkan kandungan protein ikan nila karena usianya yang belum cukup untuk dipanen. Hasil yang diharapakan nantinya menjadi salah satu pilihan masyarakat untuk mengolah limbah dan memanfaatkan limbah kembali untuk aplikasi yang lebih baik.
Keywords: Fermentasi, EM-4, Tanaman Bayam, Ikan Nila, Sistem Resirkulasi Akuaponik.
1. PENDAHULUAN
Effective Microorganisms-4 (EM-4) atau lebih dikenal sebagai microorganisme lokal (MOL) merupakan bakteri fermentasi bahan organik, terbuat dari hasil seleksi alami mikroorganisme fermentasi dan sintetik yang dikemas dalam medium cair. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan pembuatan EM-4 dengan memanfaatkan limbah organik seperti limbah sayur dan buah-buahan [1]. EM-4 yang dihasilkan menunjukuan pertumubuhan mikroorganisme yang diharapkan. Pembuatan EM-4 dilakukan karena manfaatnya yang sangat beragam. EM-4 dapat digunakan untuk pupuk cair, pestisida dan bahan campuran pakan. Namun saat ini pasar masih menggunakan EM-4 sintetik. Dengan telah berhasilnya pembuatan EM-4 pada penelitan terdahulu dari bahan organik tentu kegunaan yang sebelumnya dikuasai oleh EM-4 sintetik bisa menjadi salah satu alternative pengganti. EM-4 organik akan lebih aman untuk lingkungan karena ditujukan untuk mahklup hidup lainnya seperti tanaman bayam, cabai, kangkung, dan tomat. Selain itu, hewan seperti ikan dapat pula menggunakan EM-4 karena akan membuat kandungan protein yang ada pada ikan lebih baik.
Akuaponik merupakan salah satu sistem pertanian berkelanjutan yang mengkombinasikan akuakultur dan hidroponik dilingkungan yang bersifat simbiotik. Salah satu bentuk dari akuaponik adalah integrasi anta-ra tanaman hidroponik dan ikan. Sistem akuaponik yaitu ikan diberi makan dan mengeluarkan limbah, yang dipecah oleh bakteri menjadi nutrisi. Tumbuhan memanfaatkan sebagian dari nutrisi ini, dan dalam prosesnya menyaring air dalam sistem. Sebagian besar sistem aquaponik mendaur ulang sistem akuakultur di mana air secara terus-menerus didaur ulang melalui serangkaian tangki ikan yang saling berhubungan dan sistem pen-golahan limbah [2].
Upaya awal dalam sirkulasi ulang akuakultur adalah adanya akumulasi amonia, produk sampingan yang berpotensi beracun dari limbah ikan [3]. Dalam satu pendekatan untuk meningkatkan kualitas air, para peneliti memasukkan tanaman sebagai biofilter [4] [5] [6] [7], yang merupakan aplikasi awal aquaponik. Akuaponik telah dibahas sebagai bagian dari pertanian intensif berkelanjutan, namun ada beberapa batasan untuk produksi makanan akuaponik yang dapat membuat akuaponik menjadi lebih baik atau lebih buruk pada skala tertentu atau di beberapa iklim atau wilayah di Indonesia. Kelemahan aquaponik meliputi: kurangnya pengetahuan, biaya yang mahal untuk memulai, menuntut energi/sumber daya, membutuhkan pemeliharaan harian, memiliki pilihan manajemen yang lebih sedikit daripada pertanian atau akuakultur, membutuhkan akses ke ikan dan benih tanaman, ikan dalam sistem memiliki kisaran suhu yang sempit, dan kesalahan atau kecelakaan dapat mengakibatkan kehancuran sistem [8]. Manfaat dari aquaponik adalah penggunaan air yang efisien, limbah yang terbatas, manajemen seperti organik, metode yang dapat menghasilkan dua produk per-tanian yaitu, ikan dan tanaman [8]. Manfaat-manfaat ini melebihi batasan bagi aquaponik agar layak secara ekonomi bagi petani, berkelanjutan secara lingkungan, dan bermanfaat bagi masyarakat. Bidang aquaponik telah tumbuh dalam beberapa tahun terakhir [9], namun, didapatkan temuan data pada penggunaan sumber daya, analisis biaya-manfaat, dan penilaian siklus hidup (LCA) aquaponik. Sehingga akan dicoba untuk membuat sistem akuaponik yang lebih efisien. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang sistem resirkulasi aquaponics sebagai media pertumbuhan tanaman bayam (Amarnthus spp) dan ikan nila (Oreochromis niloticus) dengan bantuan EM-4 organik yang terbuat dari limbah organik pasar Tambelang Kecamatan Bekasi. Selain itu, akan dilihat pengaruh massa EM-4 organik terhadap pertumbuhan tanaman bayam dan ikan nila.
2. METODE DAN BAHAN
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April hingga Agustus 2019. Penelitian ini terbagi dalam dua tahap; tahap membuat stater EM-4 dan tahap resirkulasi akuaponik tanaman bayam dan ikan nila dengan menggunakan EM-4 sebagai sumber nutrisi.
2.1 Bahan dan Alat
Bahan dan peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1.EM-4 bakteri hasil fermentasi limbah organik; limbah buah nanas, limbah kulit pisang, dan limbah sayur-sayuran hijau;
2.Tanaman Bayam (Amarnthus spp.) dengan kriteria bibit yang pada bagian kecambahnya mem-iliki kemampuan untuk memmem-iliki kecambah diatas 80%.
3.Ikan Nila (Oreochromis niloticus) dengan kriteria umur 35 hari, ukuran panjang 4,00-4,50 cm, dan berat 0,95-1,55 gram;
4.Air pada sistem resirkulasi akuaponik rak bertingkat merupakan bagian utama dan sumber ke-hidupan untuk tanaman bayam dan ikan nila.
2.2 Pembuatan Stater EM-4
Starter merupakan biakan mikroba tertentu yang ditumbuhkan di dalam substrat atau medium untuk tujua n proses tertentu. Pembuatan stater melalui beberapa tahap yaitu tahap pretreatment fisik dan tahap fermentasi. Pada pretreatment fisik, limbah nanas, limbah kulit pisang, dan limbah sayur-sayuran hijau diblender dan disaring dengan ukuran 40 mesh. Selanjutnya proses fermentasi, yaitu campuran limbah ditambah dengan air kelapa, air cucian beras, larutan gula dan ragi sebagai nutrien. Pertumbuhan bakteri akan terlihat setelah didiamkan selama 4 minggu. Pada tahap fermentasi kurva pertumbuhan memberikan gambaran mengenai
faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan suatu mikroba yaitu substrat, suhu lingkungan, aktivitas air, pH, dan nutrisi.
2.3 Pemeliharaan Ikan Nila dan Tanaman Bayam
Sistem resirkulasi akuaponik rak bertingkat atau Deep Flow Technique (DFT) di desain 2 kolam; kolam ikan dengan ukuran 50x70 cm; dan 20x70 cm kolam ikan [10]. Aerator dipasang diluar kolam dan diisi air untuk ikan sebanyak ¾ kolam atau tinggi air ± 37 cm dan ¼ kolam atau tinggi ± 12 cm untuk tanaman bayam (Gambar 1). Setelah diisi air media pemeliharaan didiamkan 24 jam kemudian diukur suhu, pH dan Oksigen terlarut. Benih ikan nila diaklimatisasi dahulu dengan cara meletakkan kantong plastik yang berisi ikan nila pada kolam akuaponik yang telah dipersiapkan. Sedikit demi sedikit plastik dibiarkan terisi air dari kolam sehingga ikan akan keluar dari plastik. Aklimatisasi ikan dalam media pemeliharaan dilakukan selama 1 minggu sebelum diberikan perlakuan. Bibit bayam sebelumnya telah disemai selama 1 minggu diluar sistem akuaponik. Perlakuan mulai diberikan setelah aklimatisasi ikan nila dan tanaman bayam berumur 2 minggu dengan pemberian EM-4 sebagai berikut: perlakuan A sebagai kontrol tanpa sumber nutrisi dari EM-4, perlakuan B pakan dengan EM-4 3% (v/b), perlakuan C pakan dengan EM-4 5% (v/b). Pada tanaman bayam EM-4 diberikan dengan cara disemprotkan sedikit demi sedikit. EM-4 yang digunakan pada penelitian ini adalah EM-4 yang dibuat sebelumnya. Pengukuran tinggi bayam, panjang dan berat tubuh ikan nila dilakukan setiap 1 minggu sekali. Cara pengukuran berat tubuh yaitu gelas plastik berisi air tawar ditimbang terlebih dahulu, kemudian baru 3 ekor ikan dimasukkan dan dihitung beratnya (berat setelah diberi ikan-berat sebelum diberi ikan). Untuk mengukur panjang tubuh ikan dilakukan dengan cara meletakkan penggaris dalam baki, kemudian ikan diletakkan di samping penggaris dan diukur panjangnya dari mulut sampai ekor. Sedangkan untuk mengukur tinggi bayam penggaris diletakan diatas dasar pot dan diukur dari akar hingga puncak batang.
Gambar 1. Akuaponik Sistem Deep Flow Technique (DFT); 1. Aerator; 2. Kolam Ikan; 3. Kolam Tanaman.
3. HASIL DAN DISKUSI
3.1 Pertumbuham Effective Microorganisms-4
Pada umumnya pertumbuhan suatu makhluk hidup adalah proses pertambahan ukuran tubuh sejak lahir hingga dewasa, dan siklus hidupnya akan berakhir pada kematian. Istilah pertumbuhan untuk mikroba berbeda dengan uraian tersebut. Pemahaman mengenai pertumbuhan mikroorganisme secara sederhana adalah peningkatan ukuran populasi dan massa populasi. Peningkatan jumlah populasi ini terkait pada jumlah sel maupun massa sel, sebagai akibat dari pembelahan sel. Hal ini dikarenakan bakteri berkembang dengan cara pembelahan biner (binary fission), penggandaan jumlah sel. Kurva pertumbuhan bakteri memberikan gambaran mengenai faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan suatu mikroba yaitu substrat, temperatur lingkungan, aktivitas air, pH, dan nutrisi [11].
Pembuatan starter EM-4 diawali dengan limbah sayur, limbah buah pisang, dan limbah buah nanas ditambahkan masing-masingnya dengan nutrien (air kelapa, air cucian beras, larutan gula dan ragi) dan didiamkan selama 1 minggu untuk pertumbuhan EM-2. Kondisi pH mula-mula pH sayur 5,8; pH nenas 4,9; dan pH pisang 5,4. Nutrien pada bakteri berfungsi sebagai pengelola substrat, bahan pembangun sel dan sebagai akseptor elektron dalam reaksi bioenergetik (reaksi yang menghasilkan energi). Larutan gula merupakan faktor penting bagi sel bakteri sebagai sumber energi untuk metabolisme yang pada akhirnya
akan berpengaruh terhadap konsentrasi etanol yang dihasilkan.
Proses pertumbuhan EM-3, setelah 1 minggu limbah disatukan dalam satu wadah dan ditambah kembali nutrien. Nutrisi yang digunakan pada tahap ini sama halnya dengan pertumbuhan EM-2. Penampakan EM-3 setelah 1 minggu didiamkan, mulai munculnya jamur putih dibagian atas dan gelembung gas. Hal ini menunjukan bahwa terdapat sumber kehidupan pada subtrat. Pada subtrat EM-3 pH tidak terlalu jauh berbeda dengan EM-2 yaitu 3,7, hal ini dikarenakan konsentrasi etanol yang meningkat. Selanjutnya substrat EM-3 disaring dan kembali didiamkan sebagi tahap akhir pembentukan starter. Pada tahap pembuatan EM-4 substrat tidak ditambahkan apapun, hanya didiamkan saja selama 1 minggu. Hasil akhir pembuatan EM-4 terlihat terbentuk jamur putih namun lebih banyak.
Berdasarkan lama waktu fermentasi (7, 14, 21, dan 28 hari), setiap mikroorganisme memiliki bentuk kurva pertumbuhan yang spesifik. Pada fase pembentukan EM-2 bakteri melakukan metabolisme dalam mempersiapkan dan menyesuaikan diri dengan kondisi pertumbuhan di lingkungan yang baru sehingga tidak ada pertambahan jumlah sel yang signifikan. Pertambahan sel mulai terlihat dan terus menanjak pada EM-3 dan EM-4. Fase ini juga disebut dengan fase eksponensial yaitu fase perbanyakan jumlah sel, aktivitas sel meningkat, dan merupakan fase yang penting dalam pertumbuhan effective microorganisme. Setelah terjadi pertambahan sel, aktivitas sel akan meningkat pula, pada umumnya akan cenderung stagnan, disebut fase stasioner yaitu pada EM-4. Pada fase ini nutrisi yang tersedia makin lama makin habis atau terjadi penimbunan zat racun sebagai bahan akhir metabolisme. Akibatnya kecepatan pertumbuhan menurun dan pertumbuhan akhirnya terhenti. Pertumbuhan bakteri berlangsung dengan mengkonsumsi nutrien sekaligus mengeluarkan produk-produk metabolisme yang terbentuk, maka setelah waktu tertentu laju pertumbuhannya akan menurun dan akhirnya akan terhenti sama sekali yang disebut dengan fase kematian (death phase). Namun, pada penelitian ini tidak ditemukan death phase karena pada bakteri minggu ke 4 kurva tetap menunjukkan grafik yang stagnan. Berdasarkan percobaan tersebut didapatkan data pertumbuhan mikroorganisme seperti pada Tabel 1. Pada tabel terlihat pertumbuhan mikroorganisme setiap minggunya.
Tabel 1. Pertumbuhan Mikroorganisme
NO. WAKTU KODE POPULASI EM
1. 7 Hari EM-1 Sayur 3.0 x 109 cfu/mL 2. 7 Hari EM-1 Buah Nanas 1.0 x 106 cfu/mL 3. 7 Hari EM-1 Buah Pisang 3.0 x 106 cfu/mL
4. 14 Hari EM-2 3.0 x 107 cfu/mL
5. 21 Hari EM-3 3.0 x 106 cfu/mL
6. 28 Hari EM-4 8.0 x 108 cfu/mL
Mikroorganisme terus berkembang dan tumbuh dengan cara pembelahan biner (binary fission), hal ini dikarenakan adanya tiga senyawa utama yaitu karbon, energi dan elektron-elektron sebagai aktivitas metabolismenya [11]. Bakteri diklasifikasikan berdasarkan metode yang digunakan untuk memperoleh tiga senyawa utama tersebut. Mikroorganisme memperoleh energi dari bahan-bahan kimia dalam hal ini nutrien, sedangkan elektron dan karbon dari senyawa-senyawa organik yang tersedia yaitu sel-sel dari masing-masing jenis limbah yang hidup pada awal minggu yaitu EM-1 sebelum dicampur. Namun, pada EM-2 setelah semua limbah dicampurkan didapatkan penurunan jumlah populasi mikroorganisme. Pada tahap ini mikroorganisme pada limbah sayur, nanas dan pisang saling bersaing untuk hidup dengan jumlah nutrisi yang sama, yang menjadikan mikroorganisme lebih kuat akan membunuh yang lemah untuk bertahan hidup. Pada EM-3 dan EM-4 jumlah populasi mikroorganisme kembali bertambah. Pada hasil fermentasi didapatkan jumlah populasi bakteri sebesar 8,0 x 108 cpu/ml dengan bakteri teridentifikasi adalah 2,0 x 106 cpu/ml Lactobacillus
casei dan 3,5 x 105 cpu/ml Saccharomyces cerevisiae.
Model matematika yang terkait dengan pertumbuhan mikroorganisme tersebut mengikuti persamaan a simple structured mathematical model for Biopolymer Production yang kemudian model matematika pada penelitian ini dibangun berdasarkan asumsi [12]:
1. Substrat sumber karbon adalah glukosa.
2. Sel (X) tersusun dari 2 komponen, yaitu komponen aktif (R) dan Produk (P) sehingga X = R+P. 3. Pengaruh nutrisi pembatas berupa sumber nitrogen (ion ammonium) dan sumber karbon
(glukosa).
Berdasarkan asumsi tersebut, maka kecepatan pertumbuhan sel aktif (R) dapat dinyatakan sebagai berikut:
(1)
(2)
Kecepatan pembentukan produk (P) pada fase pertumbuhan mengikuti model growth associated product dan non growth associated product sebagai berikut:
(3)
3.2 Pertumbuhan Tanaman Bayam dan Ikan Nila
Sistem resirkulasi akuaponik rak bertingkat atau DFT bisa menjadi sistem perikanan paling sederhana dan murah. Elemen-elemen penting dari sistem resirkulasi aquaponik adalah kolam pemeliharaan ikan, Total Suspended Solids (TSS) removal, biofilter, komponen hidroponik dan kolam tanaman [13]. Pada sistem aquaponik media pendukung seperti kerikil dan pasir kasar dapat memberikan biofiltrasi yang mencukupi. TSS removal merupakan bagian utama dari sistem resirkualsi akuaponik karena secara umum kolam ikan akan dipenuhi kotoran ikan dan tumpukan pakan yang tidak dikonsumsi, semuanya akan tersimpan dan membusuk secara anaerob di dasar kolam membentuk amonia (NH3), hal ini menjadikan kualitas air menurun, beracun dan dapat membahayakan ikan. TSS removal dalam sistem akuakultur melibatkan pengolahan dan penggunaan kembali air dengan kurang dari 10% dari total volume air yang diganti per hari. TSS removal dapat mensterilkan partikel organik sehingga sedikit ditemukan endapan di dasar kolam pada akhir percobaan. Penggantian air bervariasi dengan pengaturan waktu pada sistem, debit air yang digunakan adalah 2 L/menit, waktu tinggal air didalam filter adalah 35 menit dan laju pergantian air 1,5 jam.
Sistem resirkulasi akuaponik pada pertumbuhan ikan nila dan taman bayam dengan variabel perlakuan A: Kontrol, B: Penambahan EM-4 3% dan C: Penambahan EM-4 5% menunjukan adanya pertumbuhan dari awal hingga akhir penelitian. Pertumbuhan ikan nila ditunjukan dengan adanya pertambahan berat dan panjang setiap minggunya. Sedangkan tinggi tanaman menjadi salah satu tolak ukur dari unsur nitrogen yang terkandung di dalam air resirkulasi akuaponik. Nitrogen dibutuhkan dalam jumlah relatif besar pada setiap pertumbuhan tanaman, khususnya pada tahap pertumbuhan vegetatif, seperti pembentukan tunas atau perkembangan batang dan daun. Jika tanaman kekurangan nitrogen maka tanaman akan mengalami pertumbuhan yang lambat dan kerdil [14].
Tabel 2. Pertumbuhan Ikan Nila
NO. DOSIS KODE PERTUMBUHAN PANJANG PERTUMBUHAN BERAT
1. 0 % Perlakuan A 1,13 %.hari-1 1,48 %.hari-1
2. 3 % Perlakuan B 1,32 %.hari-1 2,37 %.hari-1
3. 5% Perlakuan C 1,30 %.hari-1 2,12 %.hari-1
Tabel. 2 pertumbuhan ikan nila pada sistem resirkulasi akuaponik perlakuakan A dosis 0% didapatkan pertumbuhan ikan berada di bawah dan lebih rendah dari perlakuan yang lain. Pada minggu ke-2, perlakuan B dan C dengan dosis 5% dan 3% mulai naik. Pada akhir pengukuran minggu ke-4 terlihat dosis perlakuan B lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan A dan C. Namun berdasarkan penambahan EM-4 organik dengan dosis 0%, 3% dan 5% kedalam pakan tidak berpengaruh secara signifikan terhadap peningkatan berat dan panjang ikan nila selama penelitian. Hal ini mungkin disebabkan EM-4 organik yang disemprotkan
n nm S n S b n S sn K b n S a g S sg K a g S obs R
1 R n nm S n S b n S sn K b n S a g S sg K a g S obs dt dR
1 R k dt dR k dt dP 2 ) ( 1 dalam pakan masih terlalu sedikit atau dosis yang diberikan kurang banyak sehingga perubahan pertumbuhan kurang terlihat. Penyebab lain adalah proses persiapan pakan yang kurang tepat. Pemberian pakan dengan dosis probiotik 4% pada ikan nila menunjukkan pertumbuhan yang lebih baik jika dibandingkan dosis lain dengan preparasi probiotik disemprotkan ke pakan tanpa dioven atau hanya dikeringanginkan beberapa menit saja [15]. Pada penelitian Hadi dan Wijaya [16], pertumbuhan berat bandeng lebih optimal pada perlakuan penambahan probiotik EM-4 dan menunjukkan pengaruh lebih signifikan dibandingkan hanya dilakukan penambahan vitamin pada pakan dengan adanya pengaruh resirkulasi. Selama pemeliharaan 30 hari ikan bandeng yang awalnya 50 g menjadi 125 g dengan pemberian probiotik EM-4 dan vitamin. Namun dapat dilihat ikan nila tumbuh dengan baik dengan mampu mempergunakan makanan dengan optimal dan dapat memanfaatkan hasil metabolisme untuk tumbuh dan bertahan hidup.
Tabel. 3 pertumbuhan tanaman bayam didapatkan bayam tumbuh dengan baik, namun konsentrasi EM-4 yang disemprotkan ke tanaman bayam dan dosis EM-EM-4 di pakan ikan yang larut didalam air tidak memberikan pengaruh nyata terhadap tinggi tanaman. Semakin banyak konsentrasi EM-4 seharusnya membuat semakin banyak mikroorganisme yang merombak senyawa makro menjadi mikro yang tersedia bagi tanaman. EM-4 yang terbuat dari bahan organik akan terdekomposisi sempurna dan memiliki ketersediaan unsur hara lebih cepat untuk diserap oleh akar tanaman. Pada sistem resirkulasi akuaponik, kandungan nitrogen didapatkan dari kotoran ikan dalam bentuk amonia (NH3). Amonia akan terlarut menjadi Nitrat (NO3-) dengan adanya EM-4 yang disemprotkan ke tanaman sebagai biomassa akan bereaksi membentuk gas nitrogen N2 dan N2O. Akar tanaman bayam hanya 20%-50% dari bobot total, pada beberapa tumbuhan yang hidup di lingkungan air berat akarnya akan sampai 90% dari bobot totalnya. Namun demikian pada tanaman bayam yang ditumbuhkan secara akuakultur dengan cukup air dan nitrogen, berat akar hanya akan 3%-5% dari biomassa tanaman tersebut [14]. Pada penelitian ini panjang akar tanaman bayam tidak jauh berbeda dengan yang ditanam ditanah, artinya sistem resirkulasi akuaponik baik untuk pertumbuhan bayam karena kandungan gas nitrogen yang cukup.
Tabel 3. Pertumbuhan Panjang Tanaman Bayam
NO. KODE
PERTUMBUHAN PANJANG (CM)
MINGGU 1 MINGGU 2 MINGGU 3 MINGGU 4
1. Perlakuan A 7,07 7,26 7,48 7,50
2. Perlakuan B 12,83 14,08 14,67 15,23
3. Perlakuan C 13,11 14,46 15,11 15,92
3.3 Kualitas Air
Kualitas air merupakan faktor utama yang dapat mempengaruhi pertumbuhan ikan nila dan tanaman bayam. Pada resirkulasi akuaponik parameter air yang diukur adalah pH, oksigen terlarut dan temeperatur. pH akan mempengaruhi ikan nila dan tanaman bayam dapat tumbuh dan berkembang biak, pH air harus dalam kondisi netral dan pada penelitian ini pH berkisaran antara 6,7-7,63. Oksigen terlarut dalam air dapat mempengaruhi aktivitas ikan nila dan berpengaruh pada metabolisme tubuh ikan. Menurut Kordi dan Gufran [16], ikan mampu hidup dalam kisaran oksigen terlarut sebesar 3-5 mg/L, sedangkan dalam penelitian berkisar antara 3,05-3,2 mg/L. Kadar oksigen terlarut masih masuk kedalam range yang dianjurkan sehingga ikan masih mampu bertahan hidup. Kecilnya kadar oksigen terlarut karena adanya resirkulasi air pada sistem akuaponik, selain itu terjadinya reaksi kimia antara amoniak dan oksigen terlarut menjadi nitrat dan gas nitrogen. Tem-peratur air berada dikisaran tempeartur lingkungan yaitu 27,3oC-28oC, ikan nila dapat hidup pada temperatur 18-37oC. Kualitas air masuk kedalam range untuk pertumbuhan ikan nila dan tanaman bayam.
4. KESIMPULAN
Studi ekperiment pengaruh dosis EM-4 pada pertumbuhan ikan nila dan tanaman bayam dengan sistem resikulasi akuaponik dapat ditarik kesimpulan setelah 4 minggu. Bakteri EM-4 yaitu Lactobacillus casei dan
Saccharomyces cerevisiae membantu pertumbuhan ikan nila dan tanaman bayam. Pada ikan nila pertumbuhan terbaik didapatkan pada dosis 3% EM-4, dimana didapatkan berat ikan 2,37 %.hari-1 dan
panjang ikan 1,32 %.hari-1. Sedangkan pada tanaman bayam didapatkan bahwa semakin tinggi konsentrasi EM-4 maka panjang tanaman bayam semakin baik, terlihat setelah 4 minggu tanaman bayam dengan dosis 5% EM-4 memiliki panjang 15,92 cm.
5. DAFTAR PUSTAKA
[1] Indrayani, Novi. Laura., Produksi Effective Microorganisms (EM) dari Limbah Organik Pasar Tradisional Kecamatan Tambelang sebagai Biokatalis, Laporan Penelitian Dosen Pemula, Kementrian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi, Indonesia, 2018.
[2] Rakocy, J.E., Masser, M.P., Losordo, T.M., “Recirculating aquaculture tank production system: aquaponic integrating fish and plant culture”, Southern Regional Aquaculture Center Publication no. 454, Stoneville, Ms, p. 16, 2006.
[3] Schneider, O., Sereti, V., Eding, E.H., Verreth, J.A.J., “Analysis of nutrient flows in integrated intensive aquaculture systems”, Journal Aquacultural Engineering v. 32, pp. 379–401. 2005. [4] Roosta, Hamid.R., and Mohsen, Hamidpour., “Effects of foliar application of some macro- and
micro-nutrients on tomato plants in aquaponic and hydroponic systems”, Journal Scientia Horticulturae v 129, pp 396-402, 2011.
[5] Rakocy, J.E., “Integrating filapia culture with vegetable hydroponics in recirculating systems. In: Costa-Pierce, B.A., Rakocy, J.E. (Eds.), Tilapia Aquaculture in the Americas”, Volume 1, World Aquaculture Society, Baton Rouge, Louisiana, 163-181. 2012.
[6] Rakocy, J.E., Bailey, D.S., Shultz, K.A., Cole, W.M., “Evaluation of a commercial- scale aquaponics unit for the production of tilapia and lettuce”. In: Fitzsimmons, K. (Ed), Tilapia Aquaculture: Proceedings fiom the Fourth International Symposium on Tilapia in Aquaculture, Northeast Regional Agricultural Engineering Service Cooperative Extension, Ithaca, New York.
280-299, 2800-2999. 2012.
[7] Diver, S., “Aquaponic-Integration of hydroponic with aquaculture”, Montana: National Centre for Appropriate Technology Agriculture Specialist, p28. 2006.
[8] Cohen, Abigail., Stephen, Malone., Zack, Moris., Marc, Weissburg., Bert, Bras., “Combined fish and lettuce cultivation: an aquaponics Life Cycle Assessment”, In: Proceedings CIRP Life Cycle Engineering (LCE) 69, pp 551-556, Copenhagen, Denmark, 2018.
[9] Forchino, A.A., Vincent, G., Silvia, M., Daniele, B., Charles, M., Roberto, P., “Eco-designing Aquaponics: a case study of an experimental production system in Belgium”, In: Proceedings CIRP Life Cycle Engineering (LCE) 69, pp 546-550, Copenhagen, Denmark, 2018.
[10]Khakyzadeh, V., Rafael, L., Mohammad, A.Z., Hadi, R.V., Hamid, S., Vahid, M., Ali, R.S., Ahmad, R.M., and Kun, Xu., “Waste to wealth: a sustainable aquaponic system based on residual nitrogen photoconversion”, Royal Society of Chemistry, 2014.
[11]Gozan, Misri., Pengantar Teknologi Bioproses, Erlangga, Jakarta, 2015.
[12]Shilpi, Khanna., Ashok, K.S., “A simple structured mathematical model for Biopolymer (PHB) Production”, Journal Biotechnol, v. 21, pp. 830-838, 2005.
[13]Liang, Jung-Yuan., Yew-Hu, Chien., “Effect of feeding frequency and photoperiod of water quality and crop production in a tilapia-water spinach raft aquaponic system”, Journal International Biodeterioration & Biodegradation, v. 85, pp. 693-700, 2013.
[14]Jumiati, Eka., “Pengaruh berbagai konsentrasi EM4 pada fermentasi pupuk organik terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman bayam merah (Amaranthus tricolor L.) secara hidroponik”, Tesis, Fakultas Pertanian, Unversitas Sebelas Maret, Surakarta, 2009.
[15]Ardita, Nita., Agung, B., Siti, L.A.S., “Pertumbuhan dan rasio konversi pakan ikan nila (Oreochromis niloticus) dengan penambahn prebiotik”, Jurnal Bioteknologi no. 12 v. 1, hal. 16-21. 2015.
[16]Hadi, W., dan Wijaya, “Pengaruh media air tersirkulasi dan teraerasi terhadap pertumbuhan ikan bandung dengan variasi pakan dan probiotik”, Teknik Lingkungan, ITS, Surabaya, 2012.
