PENENTUAN WAKTU RETENSI SISTEM AKUAPONIK

UNTUK MEREDUKSI LIMBAH BUDIDAYA

IKAN NILA Oreochromis sp.

RULY RATANNANDA

DEPARTEMEN BUDIDAYA PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

7

ABSTRAK

RULY RATANNANDA. Penentuan waktu retensi sistem akuaponik untuk

mereduksi limbah budidaya ikan nila Oreochromis sp. Dibimbing oleh Yuni Puji

Hastuti dan Lies Setijaningsih.

Ketersediaan lahan dan air untuk proses akuakultur semakin terbatas seiring

dengan pertambahan penduduk dan perkembangan pembangunan. Inovasi

teknologi diperlukan untuk mengantisipasi penurunan produksi akuakultur akibat

penyusutan lahan budidaya dan penurunan kualitas perairan. Salah satu inovasi

teknologi yang dapat diterapkan yaitu budidaya ikan yang terintegrasi dengan

tanaman melalui sistem akuaponik. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan

waktu retensi sistem akuaponik yang optimal sehingga mampu mereduksi limbah

dan mendukung produktivitas budidaya ikan nila Oreochromis sp. Penelitian ini

dilaksanakan dari tanggal 13 Juni s.d. 23 Juli 2011, bertempat di Instalasi Riset

Lingkungan Perikanan Budidaya dan Toksikologi, Cibalagung, Bogor. Penelitian

ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan perlakuan waktu retensi 30

menit, 60 menit, dan 120 menit. Air dialirkan dengan prinsip resirkulasi, sehingga

air buangan dari proses budidaya ikan yang masuk ke dalam wadah pemeliharaan

tanaman kangkung selanjutnya akan digunakan kembali sebagai sumber air pada

proses budidaya ikan. Hasil penelitian menunjukkan penentuan waktu retensi

sistem akuaponik yang berbeda memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata

pada selang kepercayaan 95% terhadap tingkat kelangsungan hidup dan laju

pertumbuhan spesifik ikan nila BEST. Akan tetapi, berpengaruh terhadap nilai

reduksi amonia, nitrit, dan nitrat media budidaya. Semakin lama waktu retensi

maka persentase reduksi amonia, nitrit, dan nitrat akan semakin tinggi, namun

tidak berbanding terbalik dengan konsentrasi amonia, nitrit, dan nitrat pada media

budidaya. Kisaran konsentrasi amonia, nitrit, dan nitrat terendah terukur pada

perlakuan waktu retensi 60 menit sebesar 0,029-0,615 ppm, 0,045-0,162 ppm, dan

0,227-0,658 ppm.

Kata kunci: akuaponik, waktu retensi, ikan nila BEST, amonia, nitrit, nitrat

------------------------

ABSTRACT

RULY RATANNANDA. Determination of retention time aquaponic system to

reduce waste cultured tilapia Oreochromis sp. Supervised by Yuni Puji Hastuti

and Lies Setijaningsih.

The availability of land and water for aquaculture process has become more

limited as the population growth and development progress. Technological

innovations needed to anticipate the decline of aquaculture production as a result

of depreciation of land cultivation and decreased water quality. One of the

technological innovations that can be applied to the fish farming integrated with

crop through aquaponic system. This study aims to determine the optimal

8

retention time aquaponic system so as to reduce waste and support the

productivity of cultured tilapia Oreochromis sp. The research was conducted from

June 13th to July 23

th 2011, at the Environment of Aquaculture Research

Installation and Toxicology, Cibalagung, Bogor. This study using Randomized

Complete Design with treatment retention time 30 minutes, 60 minutes, and 120

minutes. Water flowed to the principle of recirculation, so that waste water from

fish farming process that goes into the container kale plant maintenance will then

be reused as a water source in the process of fish farming. The results showed the

determination of retention time aquaponic systems that do not influence

significantly different on the 95% confidence interval to survival rate and specific

growth rate of tilapia BEST. However, effected to reduction of ammonia, nitrite,

and nitrate culture media. The longer retention time will be increase the

percentage reduction of ammonia, nitrites, and nitrates, but not inversely

proportional to the concentration of ammonia, nitrite, and nitrate in culture media.

Retention time 60 minutes show the lowest range concentrations of ammonia,

nitrite, and nitrate at 0.029-0.615 ppm, 0.045-0.162 ppm, and 0.227-0.658 ppm.

Key words: aquaponic, retention time, tilapia BEST, ammonia, nitrite, nitrate

2

PENENTUAN WAKTU RETENSI SISTEM AKUAPONIK

UNTUK MEREDUKSI LIMBAH BUDIDAYA

IKAN NILA Oreochromis sp.

RULY RATANNANDA

SKRIPSI

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada

Program Studi Teknologi dan Manajemen Perikanan Budidaya

Departemen Budidaya Perairan,

Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,

Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN BUDIDAYA PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

3

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI

DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul :

PENENTUAN WAKTU RETENSI SISTEM AKUAPONIK UNTUK

MEREDUKSI LIMBAH BUDIDAYA IKAN NILA Oreochromis sp.

adalah benar merupakan hasil karya yang belum diajukan dalam bentuk apapun

kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan 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 skripsi ini.

Bogor, Agustus 2011

RULY RATANNANDA

C14070062

4

Judul Skripsi : Penentuan waktu retensi sistem akuaponik untuk

mereduksi limbah budidaya ikan nila Oreochromis sp.

Nama Mahasiswa : Ruly Ratannanda

NRP : C14070062

Disetujui

Pembimbing I Pembimbing II

Yuni Puji Hastuti, M.Si. Lies Setijaningsih, M.Si.

NIP. 19810604 200701 2 001 NIP. 19610203 198703 2 004

Mengetahui,

Kepala Departemen Budidaya Perairan

Dr. Ir. Odang Carman, M.Sc.

NIP. 19591222 198601 1 001

Tanggal Lulus:

5

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-

Nya sehingga skripsi yang berjudul ―Penentuan waktu retensi sistem akuaponik

untuk mereduksi limbah budidaya ikan nila Oreochromis sp.‖ ini telah berhasil

diselesaikan. Penelitian yang bertema lingkungan perikanan budidaya ini

dilaksanakan dari tanggal 13 Juni s.d. 23 Juli 2011, bertempat di Instalasi Riset

Lingkungan Perikanan Budidaya dan Toksikologi, Cibalagung, Bogor. Analisa

kualitas air dilaksanakan di Laboratorium Lingkungan Departemen Budidaya

Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Yuni Puji Hastuti, M.Si.

dan Ibu Lies Setijaningsih, M.Si. selaku dosen pembimbing, dan Ir. Yani

Hadiroseyani, M.M. selaku pembimbing akademik dan dosen penguji tamu atas

arahan dan masukannya selama penelitian sampai penyelesaian skripsi ini.

Disamping itu, penulis menyampaikan penghargaan kepada Pemerintah Daerah

Kabupaten Kuningan yang telah memberikan beasiswa kepada penulis dan

Instalasi Riset Lingkungan Perikanan Budidaya dan Toksikologi, Cibalagung

yang telah memberikan bantuan baik berupa tempat, pendanaan, maupun teknis.

Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada ayahanda Sutrisno, ibunda

Yayah Nuriyah, kakak Ferdy Triguna, adik Roni Kurnia dan Franky Wahyulullah

atas doa, dukungan, dan kasih sayangnya. Penulis juga mengucapkan banyak

terima kasih kepada saudara seperjuangan (Noor, Nana, Arie, dan Aryono),

sahabat HIMARIKA (Rona, Inda, Ridwan, Acha, Anyuh, Dery, Ian, Dudi, Julian,

Gery, Didit, Bams), teman-teman COMB44T, dan yang terkasih Ima Febriya yang

selalu ada dan mendukung terselesaikannya skripsi ini.

Bogor, Agustus 2011

Ruly Ratannanda

6

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kuningan, tanggal 2 Juli 1988 dari ayah Sutrisno dan

Ibu Yayah Nuriyah. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara.

Pendidikan formal yang pernah dilalui penulis adalah SMAN 1 Cilimus

dan lulus pada tahun 2007. Pada tahun yang sama, penulis lulus seleksi masuk

IPB melalui jalur Beasiswa Utusan Daerah (BUD) dan memilih mayor Teknologi

dan Manajemen Perikanan Budidaya, Departemen Budidaya Perairan, Fakultas

Perikanan dan Ilmu Kelautan.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah magang di Balai Budidaya

Laut Lampung dan praktek lapangan akuakultur (PLA) di Isaku Koi Farm, Blitar.

Penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Fisika Kimia Perairan semester genap

2008/2009 dan 2010/2011, Manajemen Kualitas Air semester ganjil 2010/2011,

Konstruksi Wadah dan Fasilitas Perikanan Budidaya semester genap 2010/2011,

dan Engineering Aquaculture semester genap 2010/2011. Penulis pernah

mengikuti Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) Penelitian dengan judul

―Efektivitas pemberian ekstrak mengkudu Morinda citrifolia melalui pakan alami

terhadap sifat kanibalisme ikan lele Clarias sp. pada sistem budidaya intensif‖.

Selain itu, penulis juga aktif menjadi pengurus Himpunan Mahasiswa

Akuakultur (HIMAKUA) periode 2009/2010 dan OMDA Himpunan Mahasiswa

Aria Kamuning (HIMARIKA) Kuningan periode 2008/2009. Tugas akhir dalam

pendidikan tinggi diselesaikan dengan menulis skripsi yang berjudul ―Penentuan

waktu retensi sistem akuaponik untuk mereduksi limbah budidaya ikan nila

Oreochromis sp.‖

9

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL .............................................................................. ii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................... iii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................... iv

I. PENDAHULUAN .......................................................................... 1

II. METODE PENELITIAN .......................................................... 4

2.1 Rancangan Penelitian ................................................................... 4

2.2 Rancangan Sistem Akuaponik ..................................................... 5

2.3 Persiapan Wadah dan Bahan ........................................................ 5

2.4 Pemeliharaan Ikan dan Tanaman ................................................. 7

2.5 Analisa Kualitas Air ..................................................................... 7

2.6 Analisa Data ................................................................................. 9

III. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................... 10

3.1 Hasil ............................................................................................. 10

3.1.1 Parameter Kualitas Air ....................................................... 10

3.3.2 Persentase Reduksi Amonia, Nitrit, dan Nitrat .................. 10

3.1.3 Tingkat Kelangsungan Hidup (SR) .................................... 11

3.1.4 Laju Pertumbuhan Spesifik (SGR) .................................... 12

3.2 Pembahasan ......................................................................................... 12

IV. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................... 19

4.1 Kesimpulan ......................................................................................... 19

4.2 Saran .................................................................................................... 19

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................ 20

10

DAFTAR TABEL

Halaman

1. Alat dan metode yang digunakan dalam pengukuran parameter fisika

dan kimia air ......................................................................................... 8

2. Kisaran parameter kualitas air media budidaya ikan nila BEST.......... 10

3. Persentase reduksi ammonia, nitrit, dan nitrat media budidaya ........... 10

11

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Rancangan sistem akuaponik ............................................................... 5

2. Sirkulasi air dan limbah nitrogen pada sistem akuaponik .................... 5

3. Wadah pemeliharaan tanaman kangkung (a) dan kolam ikan yang

digunakan dalam penelitian (b) ............................................................ 6

4. Ikan nila BEST (a) dan kangkung Ipomoea reptans yang digunakan

dalam penelitian (b) .............................................................................. 7

5. DO meter (a), pH meter (b), dan spektrofotometer (c) ........................ 9

6. Tingkat kelangsungan hidup ikan nila BEST pada setiap perlakuan

selama pemeliharaan ............................................................................ 11

7. Laju pertumbuhan spesifik ikan nila BEST pada setiap perlakuan

selama pemeliharaan ............................................................................ 12

12

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Perhitungan debit air untuk penentuan waktu retensi ........................... 23

2. Perhitungan pergantian air kolam ......................................................... 23

3. Rumus perhitungan persentase reduksi amonia, nitrit, dan nitrat ......... 24

4. Jumlah ikan akhir dan tingkat kelangsungan hidup ikan nila BEST .... 24

5. Analisa statistik tingkat kelangsungan hidup ikan nila BEST .............. 24

6. Laju pertumbuhan spesifik ikan nila BEST .......................................... 25

7. Analisa statistik laju pertumbuhan spesifik ikan nila BEST. ................ 25

I. PENDAHULUAN

Akuakultur merupakan kegiatan pemeliharaan ikan dalam wadah dan

sistem terkontrol dengan tujuan peningkatan produksi perikanan yang

berkelanjutan, sehingga mampu menghasilkan keuntungan yang sebesar-besarnya.

Akuakultur telah tumbuh paling pesat dengan rata-rata 8,9% per tahun sejak 1970,

dibandingkan dengan perikanan tangkap dan peternakan yang hanya mengalami

peningkatan sebesar 1,2% dan 2,8% per tahun dalam periode waktu yang sama

(FAO, 2004 dalam Crab et al., 2007). Akuakultur dituntut menjadi kontributor

utama peningkatan produksi perikanan nasional. Menurut Kementrian Kelautan

Perikanan (2010), produksi perikanan Indonesia tahun 2010 sebesar 10,83 juta ton

atau melebihi sasaran produksi yang ditargetkan sebesar 10,76 juta ton. Sebanyak

5,478 juta ton atau 50,55% disumbangkan dari sektor akuakultur. Selama kurun

waktu 2006-2010 akuakultur mengalami pertumbuhan sebesar 19,56%.

Ketersediaan lahan dan air untuk proses akuakultur semakin terbatas

seiring dengan pertambahan penduduk dan perkembangan pembangunan.

Pertumbuhan penduduk yang diikuti dengan meningkatnya kegiatan industri,

pertanian, dan pemukiman telah menggusur lahan budidaya, sehingga dari tahun

ke tahun luasnya semakin berkurang. Disamping itu, aktifitas penduduk akan

mengakibatkan pencemaran baik berupa limbah organik maupun anorganik.

Pencemaran perairan juga dapat ditimbulkan oleh limbah dari aktifitas budidaya

itu sendiri. Output dari proses budidaya ikan selain produksi ikan juga limbah

kimia seperti unsur nitrogen dan fosfat yang dapat menjadi penyebab proses

pengkayaan perairan (eutrofikasi). Pada tingkat yang berlebihan, eutrofikasi

mampu mengakibatkan kegagalan budidaya ikan akibat mortalitas massal yang

berkaitan dengan konsentrasi oksigen terlarut dan senyawa beracun seperti NH3

dan H2S (Boyd & Linchtkoppler, 1982).

Aktivitas budidaya ikan tidak terlepas dari limbah yang dihasilkan,

terutama dari sisa pakan, feses, dan hasil aktivitas metabolisme ikan. Pada sistem

budidaya tanpa pergantian air (zero water exchange) seperti pada kolam air

tenang, konsentrasi limbah budidaya seperti amonia (NH3), nitrit (NO2), dan CO2

akan meningkat sangat cepat dan bersifat toksik bagi organisme budidaya

2

(Surawidjaja, 2006). Limbah budidaya ikan yang merupakan hasil aktivitas

metabolisme banyak mengandung amonia (Effendi, 2003). Ikan mengeluarkan 80-

90% amonia (N-anorganik) melalui proses osmoregulasi, sedangkan dari feses

dan urine sekitar 10-20% dari total nitrogen (Rakocy et al., 1992 dalam

Sumoharjo, 2010). Akumulasi amonia pada media budidaya merupakan salah satu

penyebab penurunan kualitas perairan yang dapat berakibat pada kegagalan

produksi budidaya ikan.

Inovasi teknologi diperlukan untuk mengantisipasi penurunan produksi

akuakultur akibat penyusutan lahan budidaya dan penurunan kualitas perairan.

Inovasi teknologi tersebut diharapkan mampu mengurangi limbah dan

meningkatkan produktifitas persatuan luas lahan budidaya. Salah satu inovasi

teknologi yang dapat diterapkan yaitu budidaya ikan yang terintegrasi dengan

tanaman melalui sistem akuaponik. Akuaponik merupakan bio-integrasi yang

menghubungkan akuakultur berprinsip resirkulasi dengan produksi

tanaman/sayuran hidroponik (Diver, 2006). Teknologi akuaponik terbukti mampu

berhasil memproduksi ikan secara optimal pada lahan sempit dan sumber air

terbatas, termasuk di daerah perkotaan (Ahmad et al. 2007). Teknologi ini pada

prinsipnya disamping menghemat penggunaan lahan dan air juga meningkatkan

efisiensi usaha melalui pemanfaatan hara dari sisa pakan dan metabolisme ikan,

serta merupakan salah satu sistem budidaya ikan yang ramah lingkungan.

Pemilihan komoditas memegang peranan penting dalam merencanakan

dan mendapatkan hasil sesuai dengan apa yang diinginkan. Menurut Pramono

(2009) jenis ikan air tawar yang dapat dibudidayakan pada sistem akuaponik

antara lain nila/tilapia, mas, koi, lele, dan udang galah. Namun, ikan nila

merupakan jenis ikan yang tumbuh dengan baik dan paling umum digunakan

dalam sistem akuaponik (Rakocy et al., 1992 dalam Sumoharjo, 2010; Rakocy et

al., 2006). Salah satu strain ikan nila yang berpotensi untuk dikembangkan adalah

ikan nila BEST (Bogor Enhanced Strain Tilapia). Ikan nila BEST memiliki

tingkat pertumbuhan dan daya tahan terhadap lingkungan yang lebih baik

daripada jenis ikan nila lainnya (Arifin et al, 2009). Sedangkan untuk tanaman

yang bisa dimanfaatkan sebaiknya mempunyai nilai ekonomis, misalnya bayam

hijau, bayam merah, kangkung, dan selada. Tanaman yang umumnya digunakan

3

yaitu kangkung, karena harga jual dan permintaan yang cukup tinggi. Kangkung

merupakan tanaman dengan akar yang tidak terlalu kuat dan dalam

pemeliharaanya memerlukan air secara terus menerus (Nugroho dan Sutrisno,

2008). Selain itu, kangkung juga mudah dibudidayakan dengan waktu panen yang

cukup singkat. Kangkung yang ditanam di daerah tercemar akan menyerap zat-zat

beracun yang terdapat di lingkungan sekitarnya (Nazaruddin, 1999). Penggunaan

kangkung dalam sistem akuaponik mampu mereduksi limbah nitrogen budidaya

ikan hingga 58% (Setijaningsih, 2009).

Selama ini berbagai penelitian tentang akuaponik hanya terfokus pada

penentuan jenis komoditas (ikan ataupun tanaman), padat penebaran dan

penanaman, konstruksi wadah, dan jenis substrat tanaman yang digunakan. Perlu

dilakukan kajian tentang lamanya air limbah budidaya ikan tertahan/tinggal dalam

wadah pemeliharaan tanaman (waktu retensi), sehingga tanaman yang

diintegrasikan dalam sistem akuaponik mampu menyerap limbah budidaya ikan

secara optimal.

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan waktu retensi sistem akuaponik

yang optimal sehingga mampu mereduksi limbah dan mendukung produktivitas

budidaya ikan nila Oreochromis sp.

II. METODE PENELITIAN

2.1 Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap

(RAL) dengan 3 perlakuan dan 3 kali ulangan. Perlakuan yang diterapkan yaitu

perbedaan waktu retensi sistem akuaponik (waktu tinggal air buangan dari proses

budidaya ikan nila BEST dalam wadah pemeliharaan tanaman kangkung). Waktu

retensi yang diujikan yaitu 30 menit, 60 menit, dan 120 menit. Pengaturan waktu

retensi dilakukan dengan cara mengatur debit air buangan dari proses budidaya

ikan yang masuk ke dalam wadah pemeliharaan tanaman kangkung.

Model percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

Yij = µ + τi + εij

Keterangan:

Yij = data pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-j

µ = nilai tengah data

τi = pengaruh perlakuan ke-i

εij = galat percobaan pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-j

Parameter penelitian yang diamati adalah tingkat kelangsungan hidup ikan

nila BEST, laju pertumbuhan spesifik ikan nila BEST, dan kualitas air selama

pemeliharaan.

2.2 Rancangan Sistem Akuaponik

Sistem akuaponik dirancang dengan cara menempatkan wadah tanaman di

atas kolam ikan sehingga hampir menutupi sekitar 30% luasan kolam ikan. Wadah

pemeliharaan tanaman dilengkapi dengan batu apung yang berfungsi sebagai filter

fisik, media tempat tumbuh mikroorganisme, dan tempat berdirinya tanaman

kangkung. Wadah tanaman juga dilengkapi dengan pipa PVC berdiameter 1 inchi

sebagai saluran inlet dan outlet. Bagian ujung pipa yang berada dalam kolam

disambungkan dengan pompa untuk menyedot air naik ke wadah pemeliharaan

tanaman, sedangkan bagian ujung pipa lainnya disambungkan dengan keran air

untuk mengatur debit air yang masuk ke dalam wadah pemeliharaan tanaman. Air

5

dialirkan dengan prinsip resirkulasi. Rancangan sistem akuaponik yang digunakan

dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Rancangan sistem akuaponik.

Air dialirkan dengan prinsip resirkulasi, sehingga air buangan dari proses

budidaya ikan yang masuk ke dalam wadah pemeliharaan tanaman kangkung

selanjutnya akan digunakan kembali sebagai sumber air pada proses budidaya

ikan. Penghitungan waktu retensi dilakukan dengan cara menentukan to pada saat

air limbah pertama kali masuk ke dalam wadah tanaman kangkung, kemudian

dicatat waktunya hingga air tersebut keluar dari wadah tanaman kangkung menuju

kolam ikan (t30, t60, dan t120). Efektifitas dari sistem akuaponik terhadap

pemeliharaan ikan dan pengelolaan kualias air diketahui dengan adanya kolam

kontrol, yaitu kolam pemeliharaan ikan tanpa diintegrasikan dengan tanaman

kangkung (kolam non-akuaponik). Sirkulasi air dan limbah nitrogen pada sistem

akuaponik dapat dilihat pada Gambar di bawah ini.

Gambar 2. Sirkulasi air dan limbah nitrogen pada sistem akuaponik.

6

2.3 Persiapan Wadah dan Bahan

Wadah pemeliharaan ikan yang digunakan berupa kolam beton berukuran

3 x 2,5 x 1 m sebanyak 12 buah. Sedangkan wadah pemeliharaan tanaman terbuat

dari papan kayu berukuran 2,7 x 1 x 0,15 m sebanyak 9 buah yang dilapisi dengan

terpal dan dilengkapi dengan pipa PVC sebagai saluran inlet dan outlet. Wadah

pemeliharaan tanaman diletakkan di atas kolam pemeliharaan ikan dan bagian

pipa PVC yang berfungsi sebagai saluran inlet disambungkan dengan pompa air

yang diletakkan di dasar kolam. Wadah pemeliharaan tanaman kemudian diisi

batu apung yang sebelumnya telah dicuci dan dibersihkan. Bagian luar tiap wadah

pemeliharaan tanaman kangkung ditempatkan terminal listrik sebagai sumber

listrik untuk pompa air.

(a) (b)

Gambar 3. Wadah pemeliharaan tanaman kangkung (a) dan kolam ikan yang

digunakan dalam penelitian (b).

Pengujian debit air yang masuk ke dalam wadah tanaman dilakukan untuk

mengetahui waktu yang tercatat selama air limbah dari kolam ikan mengisi penuh

wadah pemeliharaan tanaman hingga memasuki saluran outlet dan kembali ke

kolam pemeliharaan ikan. Waktu retensi selama 30 menit (perlakuan 1) dapat

dicapai dengan debit air inlet sebesar 0,109 liter/detik, sehingga pergantian air

kolam yang tercatat yaitu sebesar 200% dalam 24 jam. Waktu retensi selama 60

menit (perlakuan 2) dapat dicapai dengan debit air inlet sebesar 0,055 liter/detik,

sehingga pergantian air kolam yang tercatat yaitu sebesar 100% dalam 24 jam.

Sedangkan, waktu retensi selama 120 menit (perlakuan 3) dapat dicapai dengan

debit air inlet sebesar 0,027 liter/detik, sehingga pergantian air kolam yang

tercatat yaitu sebesar 50% dalam 24 jam. Sistem diadaptasikan selama satu

7

minggu agar dapat merangsang pertumbuhan mikroorganisme yang berperan

dalam proses dekomposisi limbah nitrogen pada wadah pemeliharaan tanaman.

Kolam yang berfungsi sebagai kolam kontrol merupakan kolam air tenang dengan

pergantian air sebesar 100% dalam 24 jam.

Ikan yang digunakan adalah ikan nila BEST (Bogor Enhanced Strain

Tilapia) dengan bobot sekitar 4-5 gram/ekor. Ikan ditebar dengan kepadatan 133

ekor/m2. Ikan tersebut diadaptasikan terlebih dahulu dalam kolam pemeliharaan

selama 2 minggu sebelum diintegrasikan dengan tanaman. Tanaman yang

diintegrasikan dengan budidaya ikan dalam sistem akuaponik kali ini yaitu

tanaman kangkung Ipomoea reptans. Kangkung disemai terlebih dahulu selama 2

minggu sebelum ditanam dalam media tanam pada sistem akuaponik. Kangkung

ditanam dengan kepadatan 10 batang/rumpun, dengan jarak antar rumpun 20 cm.

(a) (b)

Gambar 4. Ikan nila BEST (a) dan kangkung Ipomoea reptans yang digunakan dalam penelitian (b).

2.4 Pemeliharaan Ikan dan Tanaman

Masa pemeliharaan ikan berlangsung selama 40 hari, sedangkan masa

pemeliharaan tanaman kangkung berlangsung selama 20 hari, sehingga dalam satu

kali siklus budidaya ikan diperoleh dua kali siklus budidaya tanaman kangkung.

Pemberian pakan ikan dilakukan 3 kali sehari secara at satiation. Pakan yang

diberikan berupa pelet dengan kandungan protein sekitar 30%. Sampling

pertumbuhan ikan dilakukan setiap 10 hari sekali dengan parameter yang diukur

berupa pertambahan bobot ikan. Tidak ada penanganan khusus selama masa

pemeliharaan tanaman kangkung, hanya dilakukan pengawasan rutin agar

tanaman kangkung terhindar dari hama dan predator.

8

2.5 Analisa Kualitas Air

Analisa kualitas air dilakukan setiap 10 hari sekali dengan parameter

berupa suhu, pH, DO (Dissolved Oxygen), total amoniak nitrogen (TAN), nitrit,

dan nitrat. Sampel air yang dianalisa diambil dari tiga titik, yaitu saluran inlet

wadah tanaman kangkung, saluran outlet wadah tanaman kangkung, dan air dalam

kolam budidaya ikan. Sedangkan untuk kolam kontrol, sampel air yang dianalisa

hanya diambil dari dalam kolam budidaya ikan. Nilai persentase reduksi amonia,

nitrit, dan nitrat diperoleh dengan cara mengukur konsentrasi amonia, nitrit, dan

nitrat pada saluran inlet (Ci) dan outlet (Co) wadah tanaman kangkung, kemudian

selisih nilai yang terukur (Ci - Co) dibagi dengan nilai yang terukur pada saluran

inlet (Ci). Tabel 1 di bawah ini menunjukkan alat dan metode yang digunakan

dalam analisa kualitas air.

Tabel 1. Alat dan metode yang digunakan dalam pengukuran parameter fisika dan

kimia air

Parameter Satuan Alat/Metode

Suhu oC DO meter

Ph - pH meter

DO mg/l DO meter

TAN mg/l Spektrofotometer/Phenate

Nitrit mg/l Spektrofotometer/Sulfanilamide

Nitrat mg/l Spektrofotometer/Brucine

Pengukuran suhu, pH, dan DO dilakukan langsung di tempat penelitian

(in-situ) menggunakan alat DO meter (Gambar 5a) dan pH meter (Gambar 5b),

sedangkan pengukuran total amoniak nitrogen (TAN), nitrit, dan nitrat dilakukan

di laboratorium menggunakan alat spektrofotometer (Gambar 5c).

(a) (b)

9

(c)

Gambar 5. DO meter (a), pH meter (b), dan spektrofotometer (c).

2.6 Analisa Data

Data yang diperoleh dari hasil penelitian kemudian ditabulasi dan

dianalisis menggunakan bantuan program Microsoft Excel 2010 dan SPSS 16.0,

yang meliputi Analisis Ragam (ANOVA) dan uji F pada selang kepercayaan 95%.

Program tersebut digunakan untuk menentukan ada atau tidaknya pengaruh

perlakuan terhadap konsentrasi dan persentase reduksi limbah budidaya, serta

kelangsungan hidup dan laju pertumbuhan spesifik ikan nila BEST. Apabila

berpengaruh nyata, untuk melihat perbedaan antar perlakuan akan diuji lanjut

dengan menggunakan uji Tuckey atau Beda Nyata Jujur. Selanjutnya data

disajikan dalam bentuk tabel dan grafik.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil

3.1.1 Parameter Kualitas Air

Parameter kualitas air yang diukur meliputi suhu, pH, oksigen terlarut

(DO), amonia, nitrit, dan nitrat. Tabel di bawah ini menunjukkan kisaran

parameter kualitas air media budidaya ikan nila BEST yang diukur selama

penelitian.

Tabel 2. Kisaran parameter kualitas air media budidaya ikan nila BEST

Perlakuan Parameter Kualitas Air

Suhu (oC) pH DO (ppm) Amonia (ppm) Nitrit (ppm) Nitrat (ppm)

Waktu

Retensi

(menit)

30 26,0 - 33,1 6,00 - 7,49 0,71 - 5,90 0,060 - 2,707 0,075 - 0,147 0,193 - 1,725

60 26,1 - 31,9 6,01 - 7,59 1,20 - 5,56 0,029 - 0,615 0,045 – 0,162 0,227 - 0,658

120 26,0 - 31,5 6,01 - 7,34 1,13 - 5,28 0,053 - 1,404 0,053 - 0,184 0,227 - 1,040

Kontrol 25,4 - 31,1 6,00 - 8,53 0,82 - 7,65 0,135 - 1,810 0,165 - 0,294 0,458 - 1,858

Berdasarkan tabel 2 di atas, kisaran suhu dan pH cenderung sama pada

setiap perlakuan. Kisaran suhu tertinggi terukur pada perlakuan waktu retensi 30

menit sebesar 26,0-33,1 oC.

Kisaran pH tertinggi terukur pada kolam kontrol

sebesar 6,00-8,53. Kisaran DO tertinggi terukur pada kolam kontrol sebesar 0,82-

7,65 ppm. Kisaran amonia, nitrit, dan nitrat terendah terukur pada perlakuan

waktu retensi 60 menit sebesar 0,029-0,615 ppm, 0,045-0,162 ppm, dan 0,227-

0,658 ppm.

3.1.2 Persentase Reduksi Amonia, Nitrit, dan Nitrat

Persentase reduksi ammonia, nitrit, dan nitrat media budidaya ikan nila

BEST oleh sistem hidroponik pada setiap perlakuan (waktu retensi 30, 60, dan

120 menit) ditunjukkan oleh Tabel di bawah ini.

Tabel 3. Persentase reduksi ammonia, nitrit, dan nitrat media budidaya

Parameter Waktu Retensi

(menit)

Konsentrasi (ppm) Reduksi (%)

Influent Effluent

Amonia

30 1,541 1,387 10,03

60 0,433 0,321 25,76

120 1,381 0,574 58,40

Nitrit

30 0,115 0,112 2,93

60 0,204 0,171 16,11

120 0,088 0,042 51,99

Nitrat

30 0,351 0,358 -1,76

60 0,799 0,675 15,60

120 0,583 0,386 33,88

11

Persentase reduksi amonia media budidaya ikan nila BEST oleh sistem

hidroponik pada setiap perlakuan (waktu retensi 30, 60, dan 120 menit) berkisar

antara 10,03-58,40%. Nilai tertinggi dicapai pada perlakuan waktu retensi 120

menit sebesar 58,40%, sedangkan nilai terendah pada perlakuan waktu retensi 30

menit sebesar 10,03%. Persentase reduksi nitrit berkisar antara 2,93-51,99%. Nilai

tertinggi dicapai pada perlakuan waktu retensi 120 menit sebesar 51,99%,

sedangkan nilai terendah pada perlakuan waktu retensi 30 menit sebesar 2,93%.

Sementara itu, persentase reduksi nitrat berkisar antara (-1,76)-33,88%. Nilai

tertinggi dicapai pada perlakuan waktu retensi 120 menit sebesar 33,88%,

sedangkan nilai terendah pada perlakuan waktu retensi 30 menit sebesar -1,76%.

3.1.3 Tingkat Kelangsungan Hidup (Survival Rate, SR)

Tingkat kelangsungan hidup ikan nila BEST yang dipelihara selama 40

hari berkisar antara 64,5-80,8% (Gambar 6). Nilai rata-rata tingkat kelangsungan

hidup ikan nila BEST tertinggi dicapai pada perlakuan waktu retensi 60 menit

sebesar 80,8±8,1%, sedangkan nilai terendah pada perlakuan waktu retensi 30

menit sebesar 64,5±14,3%. Hasil analisa data (ANOVA) pada selang kepercayaan

95% menunjukkan bahwa kontrol (kolam non-akuaponik) dengan perlakuan

waktu retensi (30, 60, dan 120 menit) memberikan hasil yang tidak berbeda nyata

terhadap tingkat kelangsungan hidup ikan nila BEST.

Keterangan : Huruf yang sama menunjukkan hasil tidak berbeda nyata

Gambar 6. Tingkat kelangsungan hidup ikan nila BEST pada setiap perlakuan

selama pemeliharaan.

a a a a

12

3.1.4 Laju Pertumbuhan Spesifik (Specific Growth Rate, SGR)

Laju pertumbuhan spesifik ikan nila BEST yang dipelihara selama 40 hari

berkisar antara 2,75-3,46% (Gambar 7). Nilai rata-rata laju pertumbuhan spesifik

ikan nila BEST tertinggi dicapai pada perlakuan waktu retensi 120 menit sebesar

3,46±0,65%, sedangkan nilai terendah pada kontrol sebesar 2,75±0,91%. Hasil

analisa data (ANOVA) pada selang kepercayaan 95% menunjukkan bahwa

kontrol (kolam non-akuaponik) dengan perlakuan waktu retensi (30, 60, dan 120

menit) memberikan hasil yang tidak berbeda nyata terhadap laju pertumbuhan

spesifik ikan nila BEST.

Keterangan : Huruf yang sama menunjukkan hasil tidak berbeda nyata

Gambar 7. Laju pertumbuhan spesifik ikan nila BEST pada setiap perlakuan

selama pemeliharaan.

3.2 Pembahasan

Akuaponik merupakan bio-integrasi yang menghubungkan akuakultur

berprinsip resirkulasi dengan produksi tanaman/sayuran hidroponik (Diver, 2006),

dimana ikan dan tanaman tumbuh dalam satu sistem yang terintegrasi dan mampu

menciptakan suatu simbiotik diantara keduanya (Pramono, 2009). Sistem

akuaponik ini diharapkan mampu meminimalkan limbah budidaya ikan dan juga

menjadi salah satu alternatif mengurangi jumlah penggunaan air dalam kegiatan

budidaya.

Limbah budidaya ikan yang merupakan hasil aktivitas metabolisme

banyak mengandung amonia (Effendi, 2003). Amonia (NH3) merupakan salah

satu bentuk transformasi nitrogen. Di perairan alami, pada suhu dan tekanan

normal amonia berada dalam bentuk gas dan membentuk kesetimbangan dengan

a a a a

13

gas amonium. Kesetimbangan antara gas amonia dan gas amonium ditunjukkan

dalam persamaan reaksi:

NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH

-

Amonia yang terukur di perairan berupa amonia total (NH3 dan NH4+). Amonia

bebas (NH3) yang tidak terionisasi bersifat toksik terhadap organisme akuatik.

Makin tinggi pH air tambak/kolam, daya racun amonia semakin meningkat, sebab

sebagian besar berada dalam bentuk NH3, sedangkan amonia dalam bentuk

molekul (NH3) lebih beracun daripada yang berbentuk ion (NH4+). Amonia dalam

bentuk molekul dapat menembus bagian membran sel lebih cepat daripada ion

NH4+ (Colt & Amstrong, 1981 dalam Kordi & Tancung, 2007). Ikan tidak dapat

bertoleransi terhadap kadar amonia bebas yang terlalu tinggi karena dapat

mengganggu proses pengikatan oksigen oleh darah (Effendi, 2003).

Persentase reduksi amonia menunjukkan seberapa besar amonia yang

direduksi oleh sistem hidroponik. Jadi semakin tinggi persentase reduksi amonia

maka akan semakin rendah konsentrasi amonia pada media budidaya ikan.

Namun, hasil penelitian menunjukkan bahwa kisaran konsentrasi amonia terendah

dicapai pada perlakuan waktu retensi 60 menit sebesar 0,029-0,615 ppm,

sedangkan persentase reduksi amonia tertinggi dicapai pada perlakuan waktu

retensi 120 menit sebesar 58,40%. Hal ini diduga terjadi karena perbedaan waktu

retensi sistem akuaponik berpengaruh pada perbedaan persentase pergantian air

kolam setiap harinya. Perlakuan waktu retensi 60 menit menghasilkan pergantian

air kolam sebesar 100% dalam 24 jam. Sedangkan perlakuan waktu retensi 120

menit menghasilkan pergantian air kolam sebesar 50% dalam 24 jam. Semakin

tinggi persentase pergantian air setiap harinya maka media budidaya akan

mengalami proses pengenceran dan akan berpengaruh secara langsung terhadap

penurunan konsentrasi amonia pada media budidaya, begitupun sebaliknya.

Konsentrasi amonia pada setiap perlakuan berada dalam kisaran yang

cukup berbahaya untuk budidaya ikan. Konsentrasi amonia pada setiap perlakuan

berkisar antara 0,029-2,707 ppm. Menurut Sawyer dan McCarty (1978) dalam

Effendi (2003) kadar amonia bebas yang tidak terionisasi sebaiknya tidak lebih

dari 0,2 mg/liter. Jika kadar amonia bebas lebih dari 0,2 mg/liter, perairan bersifat

toksik bagi beberapa jenis ikan. Menurut EIFAC (1973) dalam Pillay (2004)

14

konsentrasi amonia yang toksik dalam periode waktu yang singkat berkisar antara

0,6-2,0 mg/l. Konsentrasi amonia 0,4-3,1 mg/liter menyebabkan kematian sebesar

50% populasi ikan dalam waktu 96 jam (Ball, 1967 dalam Boyd, 1982). Pengaruh

langsung dari kadar amonia tinggi yang belum mematikan adalah rusaknya

jaringan insang, dimana lempeng insang membengkak sehingga fungsinya sebagai

alat pernafasan akan terganggu. Sebagai akibat lanjut, dalam keadaan kronis

ikan/udang tidak lagi hidup normal (Kordi & Tancung, 2007).

Perairan alami biasanya mengandung nitrit (NO2) dalam jumlah yang

sangat sedikit, lebih sedikit daripada nitrat, karena bersifat tidak stabil dengan

keberadaan oksigen. Nitrit merupakan bentuk peralihan (intermediate) antara

amonia dan nitrat (nitrifikasi), dan antara nitrat dan gas nitrogen (denitrifikasi).

Ion nitrit dapat berperan sebagai sumber nitrogen bagi tanaman. Nitrit (NO2) juga

beracun terhadap ikan dan udang karena mampu mengoksidasi Fe2+ dalam

hemoglobin, sehingga kemampuan darah dalam mengikat oksigen sangat merosot

(Effendi, 2003). Oksidasi amonia menjadi nitrit ditunjukkan oleh persamaan

reaksi berikut :

2NH3 + 3O2 −Nitrosomonas→ 2NO2- + 2H

+ +2H2O

Persentase reduksi nitrit menunjukkan seberapa besar nitrit yang direduksi

oleh sistem hidroponik. Jadi semakin tinggi persentase reduksi nitrit maka akan

semakin rendah konsentrasi nitrit pada media budidaya ikan. Namun, hasil

penelitian menunjukkan bahwa kisaran konsentrasi nitrit media budidaya terendah

dicapai pada perlakuan waktu retensi 60 menit sebesar 0,045–0,162 ppm,

sedangkan persentase reduksi nitrit tertinggi dicapai pada perlakuan waktu retensi

120 menit sebesar 51,99%. Hal ini diduga sama seperti kasus amonia, perbedaan

waktu retensi sistem akuaponik berpengaruh pada perbedaan persentase

pergantian air kolam setiap harinya. Perlakuan waktu retensi 60 menit

menghasilkan pergantian air kolam dua kali lipatnya dibanding perlakuan waktu

retensi 120 menit dalam 24 jam. Semakin tinggi persentase pergantian air setiap

harinya maka media budidaya akan semakin encer dan akan berpengaruh secara

langsung terhadap penurunan konsentrasi nitrit pada media budidaya, begitupun

sebaliknya.

15

Konsentrasi nitrit pada setiap perlakuan masih dalam kisaran yang dapat

ditoleransi oleh ikan nila. Konsentrasi nitrit yang terukur pada setiap perlakuan

berkisar antara 0,05-0,18 ppm. Menurut Meade (1989) dan Pillay (2004)

konsentrasi nitrit untuk budidaya sebagian besar jenis ikan diupayakan agar lebih

kecil dari 0,1 ppm. Konsentrasi nitrit yang berkisar antara 0,003-0,856 ppm masih

menghasilkan tingkat kelangsungan hidup sebesar 70% untuk ikan nila yang

dipelihara dengan sistem resirkulasi (Murtiati et al., 2010). Konsentrasi nitrit pada

kolam kontrol lebih tinggi dibanding kolam akuaponik, yaitu berkisar antara

0,165-0,294 ppm. Hal ini diduga karena proses nitrifikasi yang terjadi kurang

optimal jika dibandingkan dengan proses nitrifikasi pada kolam akuaponik. Proses

nitrifikasi pada kolam kontrol hanya terjadi dalam kolam ikan. Selain itu, tidak

ada proses penyerapan limbah nitrogen yang dilakukan oleh tanaman seperti pada

kolam akuaponik.

Nitrat (NO3) adalah bentuk utama nitrogen di perairan alami dan

merupakan nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan alga. Nitrat sangat

mudah larut dalam air dan bersifat stabil (Effendi, 2003). Proses nitrifikasi oleh

bakteri nitrifikasi mengubah sekitar 93-96% amonia menjadi nitrat dalam kondisi

yang optimal dalam unit biofiltrasi (Tyson, 2007). Hasil penelitian menunjukkan

bahwa kisaran konsentrasi nitrat media budidaya terendah dicapai pada perlakuan

waktu retensi 60 menit sebesar 0,227-0,658 ppm, sedangkan persentase reduksi

nitrat tertinggi dicapai pada perlakuan waktu retensi 120 menit sebesar 33,88%.

Kolam kontrol mempunyai kisaran konsentrasi nitrat tertinggi dibanding yang

lainnya, yaitu sebesar 0,458-1,858 ppm. Hal ini diduga karena nitrat pada kolam

kontrol hanya dimanfaatkan sebagai sumber nutrisi oleh alga yang berada dalam

media budidaya, sedangkan nitrat pada setiap kolam akuaponik tidak hanya

dimanfaatkan oleh alga, akan tetapi dimanfaatkan juga oleh tanaman kangkung

sebagai sumber nutrisi.

Nitrogen sangat penting untuk pertumbuhan vegetatif tanaman. Campuran

nitrogen NO3 dan NH4 dengan bagian NO3 lebih tinggi dibanding NH4 umumnya

memberikan hasil terbaik terhadap pertumbuhan vegetatif tanaman (Rubatzky &

Yamaguchi, 1999). Kadar nitrat yang lebih dari 0,2 mg/liter dapat mengakibatkan

terjadinya eutrofikasi perairan, yang selanjutnya menstimulir pertumbuhan alga

16

dan tumbuhan air secara pesat (blooming). Nitrat tidak bersifat toksik terhadap

organisme akuatik (Effendi, 2003). Namun, konsentrasi nitrat yang dianjurkan

harus kurang dari 100 mg/l (Pillay, 2004).

Persentase reduksi nitrat yang bernilai negatif pada perlakuan waktu

retensi 30 menit menunjukkan bahwa pada perlakuan ini konsentrasi nitrat

cenderung mengalami peningkatan ketika keluar dari wadah pemeliharaan

tanaman kangkung. Hal ini diduga karena proses penyerapan nitrat oleh tanaman

kangkung belum terjadi secara optimal. Waktu retensi yang terlalu rendah

menyebabkan singkatnya kontak antara air pembawa nitrat dengan akar tanaman

kangkung, padahal proses pembentukan nitrat (nitrifikasi) dalam wadah tanaman

kangkung tetap berjalan sehingga konsentrasi nitrat mengalami penambahan.

Ketika ikan pertama kali dimasukkan ke dalam wadah budidaya akan

terlihat peningkatan konsentrasi amonia media budidaya hingga 10 hari pertama.

Setelah itu, terjadi peningkatan konsentrasi nitrit dan penurunan konsentrasi

amonia karena mulai terjadi proses nitrifikasi oleh bakteri Nitrosomonas. Setelah

lebih dari 10 hari, akan terlihat peningkatan konsentrasi nitrat dan penurunan

konsentrasi nitrit media budidaya karena terjadi proses nitrifikasi oleh bakteri

Nitrobacter. Setelah lebih dari 20 hari, sistem akan stabil dan proses nitrifikasi

akan berlanjut secara alami (Nelson, 2008).

Tingkat kelangsungan hidup merupakan persentase ikan nila BEST yang

hidup hingga akhir pemeliharaan. Sedangkan laju pertumbuhan spesifik

menggambarkan persentase pertambahan bobot ikan nila BEST setiap harinya.

Hasil analisa data (ANOVA) pada selang kepercayaan 95% menunjukkan bahwa

kontrol (kolam non-akuaponik) dengan perlakuan waktu retensi (30, 60, dan 120

menit) memberikan hasil yang tidak berbeda nyata terhadap tingkat kelangsungan

hidup dan laju pertumbuhan spesifik ikan nila BEST. Hal ini diduga terjadi karena

konsentrasi oksigen terlarut media budidaya pada setiap perlakuan dibawah

kisaran yang optimal untuk kehidupan dan pertumbuhan ikan nila. Oksigen

terlarut merupakan faktor pembatas dalam budidaya ikan (Surawidjaja, 2006),

sehingga pengaruhnya sangat vital terhadap kelangsungan hidup dan pertumbuhan

ikan nila BEST.

17

Konsentrasi oksigen terlarut media budidaya pada setiap perlakuan

berkisar antara 0,71-5,90 ppm. Sedangkan kolam kontrol memiliki kisaran

oksigen terlarut yang lebih tinggi yaitu berkisar antara 0,82-7,65 ppm. Oksigen

terlarut pada setiap perlakuan tidak hanya digunakan untuk respirasi ikan dan

proses nitrifikasi yang terjadi dalam kolam, akan tetapi digunakan juga untuk

proses nitrifikasi yang terjadi dalam wadah tanaman kangkung. Kedua bakteri

nitrifikasi memerlukan banyak oksigen dalam proses nitrifikasi, minimum 80%

saturasi (jenuh) untuk proses yang normal (Kordi & Tancung, 2007). Menurut

Boyd (1982) oksigen terlarut yang optimal untuk pertumbuhan ikan harus lebih

dari 5 ppm. Oksigen terlarut yang berkisar antara 1-5 ppm mengakibatkan

pertumbuhan ikan menjadi lambat. Sedangkan oksigen terlarut yang kurang dari 1

ppm dapat bersifat toksik bagi sebagian besar spesies ikan.

Kisaran konsentrasi amonia, nitrit, dan nitrat terendah terukur pada

perlakuan waktu retensi 60 menit sebesar 0,029-0,615 ppm, 0,045-0,162 ppm, dan

0,227-0,658 ppm. Hal ini diduga terjadi karena dengan semakin lama waktu

retensi maka proses nitrifikasi yang terjadi dalam wadah tanaman kangkung

semakin optimal, selain itu proses penyerapan limbah oleh tanaman kangkung

juga semakin optimal. Namun, hal ini harus didukung dengan tingginya proses

pergantian air untuk kolam ikan. Perlakuan waktu retensi 60 menit merupakan

perlakuan yang tepat karena selain memiliki waktu retensi yang tinggi, perlakuan

ini juga menghasilkan pergantian air kolam yang mencapai 100% dalam 24 jam.

Kisaran kualitas air yang mencakup suhu dan pH pada media

pemeliharaan ikan nila BEST masih tergolong optimal untuk kehidupan dan

pertumbuhan ikan nila BEST. Suhu pada setiap media pemeliharaan berkisar

antara 25,4-33,1 oC . Menurut Ahira (2008) suhu yang baik untuk kehidupan ikan

nila berkisar antara 14-38 oC. Akan tetapi, suhu yang optimal untuk pertumbuhan

dan perkembangbiakan ikan nila berkisar antara 25-30 oC. pH pada setiap media

pemeliharaan berkisar antara 6,0-8,5. Menurut Boyd (1982) pH yang optimal

untuk pertumbuhan sebagian besar spesies ikan berkisar antara 6,5-9,0. Namun,

ikan nila masih dapat tumbuh dengan baik pada pH dengan kisaran 5-10 (Sucipto,

2010). Tanaman optimal dalam menyerap nutrien pada kisaran pH 5,5-6,5

(Hochmuth, 2001 dalam Tyson, 2007; Rakocy et al., 2006), sementara pH

18

optimum untuk proses nitrifikasi berkisar antara 7,0-9,0 (Rakocy et al., 2006) dan

7,5-9,0 (Hochheimer & Wheaton, 1998 dalam Tyson, 2007). Oleh karena itu, pH

yang optimal untuk sistem akuaponik berkisar antara 6,5-7,5. Proses nitrifikasi

berjalan lambat ketika pH turun di bawah 7,0 dan ketika pH kurang dari 6,0

proses nitrifikasi perlahan-lahan berhenti (Nelson, 2008).

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Perbedaan waktu retensi sistem akuaponik tidak berpengaruh secara

signifikan terhadap tingkat kelangsungan hidup dan laju pertumbuhan spesifik

ikan nila BEST. Namun, berpengaruh terhadap nilai reduksi amonia, nitrit, dan

nitrat media budidaya. Semakin lama waktu retensi maka persentase reduksi

amonia, nitrit, dan nitrat akan semakin tinggi, namun tidak berbanding terbalik

dengan konsentrasi amonia, nitrit, dan nitrat pada media budidaya. Kisaran

konsentrasi amonia, nitrit, dan nitrat terendah terukur pada perlakuan waktu

retensi 60 menit dengan nilai 0,029-0,615 ppm, 0,045-0,162 ppm, dan 0,227-

0,658 ppm.

4.2 Saran

Perlu adanya aerasi atau penambahan oksigen agar konsentrasi oksigen

terlarut pada media budidaya tetap terjaga dengan baik. Selain itu, diperlukan

penutup/pelindung dari bahan transparan agar tanaman kangkung terhindar dari

hama dan predator, namun tetap terpapar sinar matahari.

DAFTAR PUSTAKA

Ahira A. 2008. Budidaya dan nilai gizi ikan nila. http://www.anneahira.com/ikan-

nila.html [25 Juli 2011].

Ahmad T., Sofiarsih L., & Rusmana. 2007. The growth of Patin Pangasius

hypopthalmus in a close system tank. Aquaculture. 2(1): 67-73.

Arifin O.Z., Huwoyon G.H., & Gustiano R. 2009. Keragaan pertumbuhan ikan

nila hitam (BEST) dan nila merah (NIFI) dalam pemeliharaan terpisah di

kolam. Prosiding Seminar Nasional 2009. Universitas Gajah Mada.

Jogjakarta.

Boyd C.E. 1982. Water Quality Management for Pond Fish Culture. Netherlands:

Elsevier Science Publishers

Boyd & Linchtkoppler. 1982. Water Quality Development Series no 22.

International Center for Aquaculture. Aquaculture Experiment Station,

Auburn, Alabama.

Crab R., Avnimelech Y., Defoirdt T., Bossier P., & Verstraete W. 2007. Nitrogen

removal techniques in aquaculture for a sustainable production.

Aquaculture. 270 (2007): 1–14.

Diver S. 2006. Aquaponic-integration hydroponic with aquaculture. National

Centre of Appropriate Technology. Department of Agriculture’s Rural

Bussiness Cooperative Service. P. 28.

Effendi H. 2003. Telaah Kualitas Air. Jogjakarta: Kanisius.

Kementerian Kelautan dan Perikanan. 2010. KKP optimis tingkatkan produksi

perikanan budidaya.

http://www.kkp.go.id/index.php/mobile/arsip/c/3830/kkp-optimis-

tingkatkan-produksi-perikanan-budidaya/?category_id=34 [17 juli 2011].

Kordi M.G. & Tancung A.B. 2007. Pengelolaan Kualitas Air dalam Budidaya

Perairan. Jakarta: Rineka Cipta.

Meade J.W. 1989. Aquaculture Management. New York: Thomson Publishing.

Murtiati, Elyani Y., Murtiana T., & Sunarma A. 2010. Perekayasaan teknik

perbaikan kualitas air dan kesehatan ikan pada sistem resirkulasi.

http://bbat-sukabumi.tripod.com/air.html [25 Juli 2011].

Nelson R.L. 2008. Aquaponic equipment: the biofilter.

http://www.aquaponicsjournal.com/docs/Aquaponic-Equipment-The-

BioFilter.pdf [21 Februari 2011].

21

Nazaruddin. 1999. Budi Daya dan Pengaturan Panen Sayuran Dataran Rendah.

Jakarta: Penebar Swadaya.

Nugroho E. & Sutrisno. 2008. Budidaya Ikan dan Sayuran dengan Sistem

Akuaponik. Jakarta: Penebar swadaya.

Pillay T.V.R. 2004. Aquaculture and The Environment, Second Edition. UK:

Blackwell Publishing.

Pramono T.B. 2009. Budidaya ikan di lahan dan air terbatas. Suara Merdeka.

April. 2009.

Rakocy J.E., Masser M.P., & Losordo T.M. 2006. Recirculating aquaculture tank

production systems: aquaponics—integrating fish and plant culture.

Southern Regional Aquaculture Center, United States Department of

Agriculture, Cooperative State Research, Education, and Extension Service.

Rubatzky V. & Yamaguchi M. 1999. Sayuran Dunia: Prinsip, Produksi, dan

Gizi, jilid 3. Bandung: ITB press.

Serdiati N. 2008. Pengaruh padat penebaran terhadap pertumbuhan ikan nila GIFT

yang dipelihara dalam wadah terkontrol. Jurnal ilmu kelautan dan

perikanan. 18 (4): 301-305.

Setijaningsih L. 2009. Peningkatan produktivitas kolam melalui perbedaan jarak

tanam tanaman akuaponik pada pemeliharaan ikan mas (cyprinus carpio).

Laporan Hasil Riset Perikanan Budidaya Air Tawar Bogor Tahun 2009.

Sucipto A. 2010. Memilih lokasi untuk budidaya ikan.

http://www.adisucipto.com/aquatika/memilih-lokasi-untuk-budidaya-

ikan.html [25 Juli 2011].

Sumoharjo. 2010. Penyisihan limbah nitrogen pada pemeliharaan ikan nila

Oreochromis niloticus dalam sistem akuaponik : konfigurasi desain

bioreaktor. [Tesis]. Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Surawidjaja E.H. 2006. Akuakultur berbasis ―trophic level‖: revitalisasi untuk

ketahanan pangan, daya saing ekspor, dan kelestarian lingkungan. Orasi

Ilmiah Guru Besar Tetap Ilmu Akuakultur.

Tyson R.V. 2007. Reconciling pH for ammonia biofiltration in a cucumber/tilapia

aquaponics system using a perlite medium. [Disertasi]. University of

Florida.

22

LAMPIRAN

23

Lampiran 1. Perhitungan debit air untuk penentuan waktu retensi

Diketahui: - luas penampang wadah tanaman kangkung = 28.080 cm2

- tinggi wadah = 10 cm

- maka volume wadah = 280,8 liter

catatan: batu apung menempati 30% volume wadah

- volume wadah yang telah diisi batu apung = 196,56 liter

a. untuk memperoleh waktu retensi 30 menit (1800 detik), maka debit air

yang diperlukan sebesar:

Q = 196,56 liter/1800 detik = 0,109 liter/detik

b. untuk memperoleh waktu retensi 60 menit (3600 detik), maka debit air

yang diperlukan sebesar:

Q = 196,56 liter/3600 detik = 0,055 liter/detik

c. untuk memperoleh waktu retensi 120 menit (7200 detik), maka debit air

yang diperlukan sebesar:

Q = 196,56 liter/7200 detik = 0,027 liter/detik

Lampiran 2. Perhitungan pergantian air kolam

Diketahui: - volume kolam ikan = 4.875 liter

- 24 jam = 86.400 detik

a. waktu retensi 30 menit, dengan debit air 0,109 liter/detik

maka pergantian air sebesar: 0,109 liter/detik x 86.400 detik = 9.435 liter

b. waktu retensi 60 menit, dengan debit air 0,055 liter/detik

maka pergantian air sebesar: 0,055 liter/detik x 86.400 detik = 4.717 liter

c. waktu retensi 120 menit, dengan debit air 0,027 liter/detik

maka pergantian air sebesar: 0,027 liter/detik x 86.400 detik = 2.359 liter

24

Lampiran 3. Rumus perhitungan persentase reduksi amonia, nitrit, dan nitrat

a. Reduksi amonia = Ci amonia - Co amonia x 100%

Ci amonia

b. Reduksi nitrit = Ci nitrit - Co nitrit x 100%

Ci nitrit

c. Reduksi nitrat = Ci nitrat - Co nitrat x 100%

Ci nitrat

keterangan: Ci amonia = konsentrasi amonia di inlet wadah tanaman

Co amonia = konsentrasi amonia di outlet wadah tanaman

Ci nitrit = konsentrasi nitrit di inlet wadah tanaman

Co nitrit = konsentrasi nitrit di outlet wadah tanaman

Ci nitrat = konsentrasi nitrat di inlet wadah tanaman

Co nitrat = konsentrasi nitrat di outlet wadah tanaman

Lampiran 4. Jumlah ikan akhir dan tingkat kelangsungan hidup ikan nila BEST

Perlakuan Ulangan ke- Jumlah ikan akhir (ekor) SR (%)

Waktu Retensi

(menit)

30

1 696 69,6

2 484 48,4

3 755 75,5

60

1 856 85,6

2 715 71,5

3 853 85,3

120

1 823 82,3

2 715 71,5

3 709 70,9

kontrol

1 677 67,7

2 768 76,8

3 863 86,3

Lampiran 5. Analisa statistik tingkat kelangsungan hidup ikan nila BEST

ANOVA

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 456.590 3 152.197 1.578 .269

Within Groups 771.487 8 96.436

Total 1228.077 11

25

SR

Waktu_Retensi N

Subset for alpha = 0.05

1

Tukey HSDa 30 menit 3 64.5000

120 menit 3 73.8333

kontrol 3 78.0000

60 menit 3 80.8000

Sig.

.253

Lampiran 6. Laju pertumbuhan spesifik ikan nila BEST

Perlakuan Ulangan ke- Laju pertumbuhan spesifik (%)

Waktu Retensi

(menit)

30

1 3.51

2 3.13

3 2.95

60

1 3.63

2 3.63

3 3.00

120

1 3.69

2 3.97

3 2.73

kontrol

1 3.39

2 3.17

3 1.71

Lampiran 7. Analisa statistik laju pertumbuhan spesifik ikan nila BEST

ANOVA

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 2.165 3 .722 3.360 .076

Within Groups 1.718 8 .215

Total 3.883 11

SGR

Waktu_Retensi N

Subset for alpha = 0.05

1

Tukey HSDa Kontrol 3 2.5367

30 menit 3 3.1967

60 menit 3 3.4200

120 menit 3 3.6833

Sig.

.064