PENGKOMBINASIAN BAKTERI Bacillus polymyxa,

Corynebacterium kutscheri DAN Bacillus coagulan

DALAM MENDEGRADASI TAN (Total Ammonia Nitrogen)

(Skripsi)

Oleh

UTAMI WIJAYA

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2016

ABSTRACT

COMBINATION OF Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri

AND Bacillus coagulan BACTERIA IN DEGRADING TAN

(Total Ammonia Nitrogen)

By

UTAMI WIJAYA

Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri and Bacillus coagulan were

indigenous bacteria obtained from traditional tiger shrimp ponds in the Mulyosari

village, district of Pasir Sakti, Regency of Lampung Timur, Province of Lampung

was known to lower the TAN in in vivo and in vitro. These three bacteria are not

pathogenic for vannamei shrimp larvae. The combination of the three bacteria

isolates was done in order to be applied in ponds as bioremediator. This study was

conducted to determine the best combination of indegenous bacteria namely

Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri and Bacillus coagulan in

degrading TAN. The capability of combination bacteria to degrade TAN

combination was tested using a completely randomized design (CDR) with 5

treatments, those were 4 combinations of three indigeneous bacteria and without

indigenous bacteria. The density of bacteria combination was 106 CFU/mL

inoculated into the medium with concentration of 1 mg/L TAN, then TAN value

was analyzed. TAN the results showed that all combination of bacteria were

capable of degrading TAN. The best combination bacteria degrading TAN was

Bacillus polymyxa combinated with Corynebacterium kutscheri with degradation

of TAN of 0,218 mg/L or decreased by 92,11% over the 5 days.

Keywords : Bioremediation, Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri,

Bacillus coagulan, TAN (Total Ammonia Nitrogen)

ABSTRAK

PENGKOMBINASIAN BAKTERI Bacillus polymyxa,

Corynebacterium kutscheri DAN Bacillus coagulan

DALAM MENDEGRADASI TAN (Total Ammonia Nitrogen)

Oleh

UTAMI WIJAYA

Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan adalah

bakteri lokal yang didapat dari tambak tradisional udang windu di Desa

Mulyosari, Kecamatan Pasir Sakti, Kabupaten Lampung Timur, Provinsi

Lampung diketahui dapat menurunkan TAN secara in vivo maupun in vitro.

Ketiga isolat bakteri tersebut tidak bersifat patogen terhadap larva udang

vannamei. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kombinasi terbaik dari

bakteri lokal yaitu Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri dan

Bacillus coagulan dalam kemampuannya mendegradasi TAN. Uji kemampuan

kombinasi bakteri dalam mendegradasi TAN dilakukan menggunakan Rancangan

Acak Lengkap (RAL) dengan 5 perlakuan yaitu 4 kombinasi bakteri dari 3 bakteri

lokal dan tanpa pemberian kombinasi bakteri lokal. Kepadatan kombinasi bakteri

sebanyak 106 CFU/mL kemudian dimasukkan ke dalam media TAN dengan

konsentrasi 1 mg/L selanjutnya dilakukan analisis nilai TAN. Hasil pengujian

nilai TAN menunjukkan bahwa semua kombinasi bakteri mampu dalam

mendegradasi TAN. Kombinasi yang paling baik dalam mendegradasi TAN

adalah kombinasi bakteri kombinasi bakteri Bacillus polymyxa dengan

Corynebacterium kutscheri dengan penurunan TAN sebesar 0,218 mg/L atau

mengalami penurunan sebesar 92,11 % selama 5 hari.

Kata kunci : Bioremediasi, Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri,

Bacillus coagulan, TAN (Total Ammonia Nitrogen)

PENGKOMBINASIAN BAKTERI Bacillus polymyxa,

Corynebacterium kutscheri DAN Bacillus coagulan

DALAM MENDEGRADASI TAN (Total Ammonia Nitrogen)

Oleh

UTAMI WIJAYA

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA PERIKANAN

Pada

Program Studi Budidaya Perairan

Fakultas Pertanian Universitas Lampung

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2016

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 14

Oktober 1993 sebagai anak pertama dari dua bersaudara dari

pasangan Bapak Mardiran AP dan Ibu Budiyati.

Pendidikan yang ditempuh penulis dimulai dari Taman

Kanak-Kanak Kartika II – 31 yang diselesaikan pada tahun 1999, Sekolah Dasar

Kartika II – 6 yang diselesaikan pada tahun 2005, Sekolah Menengah Pertama

Negeri 7 Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun pada tahun 2008, dan

Sekolah Menengah Atas Negeri 16 Bandar Lampung yang diselesaikan pada

tahun 2011. Selanjutnya, penulis diterima di Program Studi Budidaya

Perairan/Perikanan Fakultas Pertanian Universitas Lampung pada tahun 2011

melalui jalur Seleksi Masuk Bersama Perguruan Tinggi Negeri (SMBPTN).

Selama masa kuliah penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa

Budidaya Perairan UNILA (HIDRILA) sebagai anggota bidang Penelitian dan

Pengembangan pada tahun 2012 – 2013 dan 2013 – 2014. Pada tahun 2014,

penulis melaksanakan Praktik Umum (PU) di Loka Pemeriksaan Penyakit Ikan

dan Lingkungan (LP2IL) Serang, Banten dengan judul “Pengujian Kandungan

Logam Berat (Pb2+

, Cd2+

dan Hg2+

) pada Udang Vannamei

(Litopenaeus vannamei) di loka Pemeriksaan Penyakit dan Lingkungan (LP2IL)

Serang, Banten”. Penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Pasar

Batang, Kecamatan Penawar Aji, Kabupaten Tulang Bawang pada tahun 2015.

Penulis pernah menjadi asisten praktikum pada mata kuliah Biologi Perikanan,

Limnologi, Genetika dan Pemuliaan Ikan, Manajemen Kesehatan Ikan dan

Mikrobiologi Akuatik. Penulis menyelesaikan tugas akhir pada tahun 2016

dengan menulis skripsi yang berjudul “Pengkombinasian Bakteri

Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan

dalam Mendegradasi TAN (Total Ammonia Nitrogen)”.

SANWACANA

Puji syukur kepada Allah SWT, karena atas limpahan karunia, rahmat serta

hidayah-Nya yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi

yang berjudul “Pengkombinasian Bakteri Bacillus polymyxa,

Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan dalam Mendegradasi TAN

(Total Ammonia Nitrogen)” yang dilakukan sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar sarjana di Program Studi Budidaya Perairan, Universitas

Lampung. Shalawat serta salam semoga tercurahkan kepada Nabi Muhammad

SAW.

Dalam penyelesaian skripsi ini, penulis mendapat bantuan dan bimbingan

dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Kedua orang tua dan adikku yang telah mencurahkan kasih sayang, do’a,

dukungan, dan perhatian kepada penulis sehingga dapat tetap berjuang

sampai detik ini.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa, M.Si., selaku Dekan Fakultas

Pertanian Universitas Lampung;

3. Ibu Ir. Siti Hudaidah, M.Sc., selaku Ketua Program Studi Budidaya

Perairan;

4. Ibu Esti Harpeni, S.T., MAppSc., selaku Pembimbing Utama atas

kesediannya dalam memberikan bimbingan, dukungan, saran serta kritik

dalam proses penyelesaian skripsi ini;

5. Bapak Dr. Supono, S.Pi., M.Si., selaku Pembimbing Akademik dan

Pembimbing Kedua atas kesediannya dalam memberikan bimbingan,

dukungan, saran serta kritik dalam proses penyelesaian skripsi ini;

6. Bapak Eko Effendi, S.T., M.Si., selaku Penguji yang telah memberikan

masukkan dan saran untuk perbaikan skripsi ini;

7. Seluruh dosen dan staf Program Studi Budidaya Perairan Universitas

Lampung;

8. Keluargaku baik di Lampung dan yang di Jawa, terimakasih atas do’a serta

dukungan kalian. Didik, Om Sugeng dan Om Supri terimakasih sudah

menjadi tempat curhat, temen begadang dan lawan berantemanku.

9. Teman-teman satu perjuangan (Ahjussi, Mba Ncim, Ana, Mba Euis dan

yang lainnya) yang telah saling menyemangati dan membantu baik selama

penelitian maupun dalam penyelesaian skripsi;

10. Melinda, Mba Indah, Mba Bene, Ahjumma, Novi, Kiky, Anggun, Ibum,

Nainai, Nenek, Ika, Ayu, Syoib, Anggita, Bembeng, Fajri, Ardhi dan Nhana

terimakasih atas bantuannya baik tenaga, semangat dan dukungan sehingga

penelitian dan skripsi ini dapat terselesaikan;

11. Keluarga Besar Budidaya Perairan Unila angkatan 2009 – 2014 (terkhusus

angkatan 2011) yang telah membantu baik secara langsung dan tidak

langsung; serta

12. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan pada skripsi sehingga sangat

diharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun. Semoga skripsi ini dapat

bermanfaat bagi kita semua.

Bandar Lampung, Februari 2016

Penulis

Utami Wijaya

i

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ................................................................................................. i

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

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

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

I. PENDAHULUAN ................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1

1.2. Tujuan ................................................................................................ 2

1.3. Manfaat .............................................................................................. 2

1.4. Kerangka Pemikiran .......................................................................... 3

1.5. Hipotesis ............................................................................................ 6

II. METODE PENELITIAN ...................................................................... 8 2.1. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................ 8

2.2. Alat dan Bahan Penelitian ................................................................. 8

2.3. Rancangan Percobaan ........................................................................ 8

2.4. Prosedur Penelitian ............................................................................ 9

2.4.1. Persiapan Penelitian ..................................................................... 9

2.4.1.1. Persiapan Bakteri Uji Bacillus polymyxa,

Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan ................ 9

2.4.1.2. Persiapan Media Pengujian...................................................... 9

2.4.2. Pelaksanaan Penelitian .................................................................. 9

2.4.3. Parameter Pengamatan ................................................................ 10

2.4.3.1. Analisis TAN (Total Ammonia Nitrogen) ............................. 10

2.4.3.2. Kualitas Air ............................................................................ 11

2.5. Analisis Data ................................................................................... 11

III. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 12

IV. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 19 4.1. Kesimpulan ..................................................................................... 19

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

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

LAMPIRAN

ii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Hasil Pengujian TAN selama 48 Jam LC-50 ke Beberapa Spesies

Udang ................................................................................................ 4

2. Rata-rata Pengurangan Nilai TAN Perhari ....................................... 13

3. Rata-rata Kualitas Air selama Uji Degradasi TAN ......................... 18

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Kerangka Pemikiran Penelitian ......................................................... 6

2. Tata Letak Unit Percobaan ................................................................ 9

3. Nilai TAN dari Setiap Perlakuan ..................................................... 14

4. Penurunan Nilai TAN pada Setiap Perlakuan ................................. 16

iv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Road-Map Penelitian ....................................................................... 25

2. Pembuatan Bahan ............................................................................ 26

3. Rerata Nilai TAN selama Penelitian dari Setiap Perlakuan ............. 28

4. Pengujian Statistik ANOVA ........................................................... 29

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Peningkatan hasil produksi budidaya udang dilakukan dalam rangka

pemenuhan permintaan yang terus meningkat. Produksi budidaya udang pada

tahun 2012 sebesar 415.703 ton dan mengalami peningkatan sebesar 55,39 %

pada tahun 2013 menjadi 645.955 ton (Nainggolan et al., 2014). Salah satu

masalah yang masih mempengaruhi adalah masalah limbah budidaya. Limbah

budidaya yang dihasilkan berupa bahan padatan yaitu sisa pakan, feses serta

koloni bakteri; dan bahan terlarut yaitu ammonia, urea, karbon dioksida, fosfor

dan hidrogen sulfida (Nur, 2011).

Limbah budidaya dapat menyebabkan terjadinya penurunan kualitas air

karena terjadinya akumulasi bahan organik pada tambak. Hal tersebut merupakan

salah satu faktor yang menyebabkan kegagalan produksi. Akibat dari akumulasi

bahan organik pada kisaran tertentu dapat menyebabkan kematian pada udang.

Garno (2004) menjelaskan bahwa pencemaran di luar sistem tambak bukan

merupakan faktor penyebab kegagalan budidaya udang melainkan akibat limbah

organik yang terakumulasi di dalam sistem tambak.

Banyak metode yang telah dilakukan dalam penanganan limbah yang

dihasilkan, salah satunya bioremediasi. Bioremediasi merupakan salah satu

metode yang digunakan untuk meningkatkan kualitas air serta menjaga kesehatan

dan stabilitas sistem akuakultur (Antony dan Philip, 2006). Bioremediasi adalah

penggunaan mikroorganisme yang telah dipilih untuk ditumbuhkan pada polutan

tertentu sehingga kadar polutan tersebut turun. Pada prosesnya, mikroorganisme

memproduksi enzim-enzim yang akan memodifikasi struktur polutan beracun

menjadi tidak kompleks dan hasilnya metabolit yang tidak beracun dan berbahaya

(Priadie, 2012).

Biodegradasi merupakan salah satu bentuk dari bioremediasi, dimana

kandungan bahan pencemar akan dihilangkan dengan memanfaatkan kemampuan

bakteri. Biodegradasi melibatkan bahan yang digunakan sebagai pencemar,

oksigen terlarut dan mikroba tertentu (Juarna, 1997). Dalam aplikasinya,

2

biodegradasi dapat dilakukan dengan menggunakan bakteri indigenous (lokal).

Bakteri indegenous merupakan bakteri yang diperoleh dari hasil isolasi bakteri

lalu dipilih biodegradasi dapat dilakukan dengan menggunakan bakteri indigenous

(lokal). Bakteri indegenous merupakan bakteri yang diperoleh dari hasil isolasi

bakteri lalu dipilih isolat terbaik sehingga dapat dikombinasikan dalam suatu

konsorsium (Priadie, 2012). Bakteri indigenous yang ditemukan pada tambak

tradisional udang windu di Desa Mulyosari, Kecamatan Pasir Sakti, Lampung

Timur memiliki potensi sebagai agen biodegradasi mampu mengurangi

kandungan TAN (Total Ammonia Nitrogen). Hasil identifikasi secara morfologi

dan biokimia yang telah dilakukan Susanti et al. (2014), menunjukkan ketiga

isolat bakteri pendegradasi TAN dengan kode TI6, TI1 dan TII5. Kode TI6

merupakan bakteri Corynebacterium kutscheri, TI1 merupakan bakteri

Bacillus polymyxa dan TII5 merupakan bakteri Bacillus coagulan.

Uji patogenisitas dan kemampuan masing-masing bakteri dalam

mendegradasi TAN dalam skala laboratorium yang dilakukan Noviantina (2014)

menunjukkan ketiga bakteri tersebut tidak bersifat patogen dan mampu

menurunkan kandungan TAN. Ketiga bakteri tersebut dapat dikembangkan

sebagai bioremediator supaya dapat diaplikasikan ke tambak udang, sehingga

perlu dilakukan pengkombinasian bakteri. Pengkombinasian bakteri bertujuan

untuk mengetahui keefektifan bakteri dalam mendegradasi TAN.

1.2. Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh kombinasi terbaik dari bakteri

Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan dalam

kemampuannya mendegradasi TAN (Total Ammonia Nitrogen).

1.3. Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan informasi tentang potensi

dari pengkombinasian bakteri indigenous Bacillus polymyxa,

Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan dalam mendegradasi TAN

(Total Ammonia Nitrogen) pada tambak udang untuk mendukung sistem

akuakultur berkelanjutan.

3

1.4. Kerangka Pemikiran

Usaha perikanan yang berkembang di Provinsi Lampung salah satunya

adalah budidaya udang. Pada tahun 2012 luas budidaya tambak di Provinsi

Lampung sebesar 23.819 Ha dengan hasil produksi udang sebesar 43.102 ton

(Pusat Data Statistik dan Informasi Kementerian Kelautan dan Perikanan, 2013).

Akibat dari laju pertumbuhan penduduk yang meningkat, terjadi peningkatan

permintaan udang sehingga perlu adanya peningkatan produksi udang. Sistem

budidaya intensif dengan padat penebaran yang tinggi dilakukan sebagai solusi

peningkatan produksi.

Peningkatan produksi tambak menimbulkan dampak negatif antara lain

akumulasi limbah organik dalam sistem budidaya merupakan salah satu faktor

menurunnya hasil produksi. Akumulasi limbah organik yang tinggi dapat

menyebabkan meningkatnya pertumbuhan mikroorganisme heterotrofik dan

bakteri patogen, eutrofikasi, terbentuknya senyawa toksik serta penurunan

konsentrasi oksigen terlarut (Widiyanto, 2006). Senyawa toksik yang dihasilkan

salah satunya adalah TAN (Total Ammonia Nitrogen). TAN merupakan bentuk

keseluruhan dari ammonium (NH4+) dan amoniak (NH3). Amoniak di perairan

alami berada dalam bentuk gas dan membentuk kesetimbangan dengan gas

amonium pada suhu dan tekanan normal. Persamaan reaksi kesetimbangan antara

amonia dan amonium sebagai berikut (Effendi, 2003):

NH3 + H2O ↔ NH4+

+ OH-

Amoniak lebih bersifat toksik daripada TAN, sehingga toksisitas TAN

tergantung pada besar persentase amoniak dalam konsentrasi TAN (Timmons et

al. 2002). Proporsi TAN bertambah dalam bentuk toksik (NH3) dipengaruhi oleh

suhu dan pH. Setiap unit penambahan pH, akan meningkatkan konsentrasi

amoniak yang tidak terionisasi sebanyak 10 kali (Durborow et al, 1997).

Persentase amoniak meningkat seiring dengan meningkatnya nilai pH dan suhu

perairan. Amoniak bersifat toksik terhadap organisme akuatik. Amoniak pada

wilayah anoksik (tanpa oksigen) biasanya pada dasar perairan memiliki kadar

yang tinggi (Effendi, 2003).

4

Berdasarkan SNI 01-7246-2006 (2006), konsentrasi TAN untuk

pemeliharaan udang vannamei maksimal 0,01 mg/L. TAN bersifat toksik terhadap

udang dalam 48 jam median lethal concentrations (LC-50) ke spesies udang yang

berbeda (Tabel 1), dari kisaran 30 dan 110 mg/L TAN dalam air laut konsentrasi

tinggi bergantung pada ukuran dan umur (Boardman et al., 2008). Amoniak pada

konsentrasi diatas 0,1 mg/L dapat mempengaruhi laju pertumbuhan udang dan

konsentrasi 1 mg/L dapat menyebabkan kematian pada udang (Boyd, 1990).

Amonium dapat bersifat toksik apabila terjadi penurunan pH dan ditemukan

dalam konsentrasi tinggi (Armstrong et al, 1978).

Tabel 1. Hasil Pengujian TAN selama 48 Jam LC-50 ke Beberapa Spesies Udang

Spesies Umur Ukuran

(g)

Suhu

(ºC)

pH 48 Jam LC-50

(mg/L TAN)

P. monodon Juvenile 4,87 ± 1,4 24,5 7,57 88a

P. chinesis PL 0,36 ± 0,06 26 7,94 51,1b

P. paulensis Juvenile 5,45 ± 0,4 25 7,78 43,1c

P. semisulcatus PL 0,0275 ± 0,0014 25 8,2 32,49d

L. vannamei Juvenile 0,99 ± 0,01 26 8,8 92,5e

L. vannamei Juvenile 3,8 ± 0,38 23 7,7 110,6e

Sumber: a. Chen et al. (1990a)

b.

Chen et al. (1990b)

c. Ostrensky dan Wasielesky (1995)

d. Kir dan Kumlu (2006)

e. Frias-Espericueta et al. (1999)

Beberapa cara yang biasanya dilakukan dalam pengelolaan kualitas air

untuk menurunkan konsentrasi amoniak oleh petani tambak yaitu dengan

melakukan teknik sedimentasi, pemakaian kincir air, dan penggunaan bahan

kimia. Hasil yang diberikan masih kurang optimal dalam meningkatkan hasil

produksi udang (Badjoeri dan Widiyanto, 2008). Lingkungan juga memiliki

kemampuan dalam mendegradasi senyawa pencemar namun, beban pencemaran

lebih besar dari kecepatan proses degradasi (Nugroho, 2006). Oleh karena itu,

diperlukan suatu cara yang dapat membantu untuk mempercepat proses degradasi

TAN. Bioremediasi merupakan salah satu cara yang dapat digunakan untuk

membantu proses degradasi TAN.

5

Bioremediasi adalah mikroorganisme yang dipilih untuk menurunkan kadar

polutan dengan menumbuhkannya pada polutan tersebut. Saat berlangsungnya

proses, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi struktur

polutan beracun menjadi tidak komplek sehingga menjadi metabolit yang tidak

beracun dan berbahaya (Priadie, 2012). Metode dalam bioremediasi adalah

biodegradasi yang merupakan pemanfaatan kemampuan menguraikan limbah

secara biologi yang dilakukan oleh mikroba. Safitri et al. (2015) menyatakan

bahwa lamanya waktu degradasi dan tingginya populasi bakteri yang

mendegradasi membuat bioremediasi lebih efektif. Proses degradasi dapat

berhasil karena pengaruh karateristik bahan organik, kemampuan mikroba dan

kondisi lingkungan yang mendukung aktivitas mikroba (Komarawidjaja, 2004).

Bakteri yang digunakan untuk biodegradasi salah satunya adalah bakteri

indigenous. Bakteri indigenous merupakan bakteri penghuni asli yang memiliki

habitat pada daerah tersebut. Munawar dan Elfita (2015) menjelaskan bahwa

bakteri memiliki potensi dalam menggunakan material yang terdapat pada

habitatnya sebagai sumber nutrien dengan cara memetabolismenya, termasuk

material yang berupa bahan pencemar.

Bakteri indigenous yang ditemukan pada tambak tradisional udang windu di

Desa Mulyosari, Kecamatan Pasir Sakti, Lampung Timur adalah bakteri

Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan. Ketiga

jenis bakteri ini berpotensi dalam menurunkan TAN baik secara in vitro maupun

in vivo. Bakteri tersebut juga tidak bersifat patogen terhadap larva udang

vannamei (Noviantina, 2014). Oleh karena itu, perlu dilakukannya

pengkombinasian bakteri agar dapat diketahui efektivitas bakteri dalam

menurunkan TAN sehingga dapat diaplikasikan ke tambak oleh para

pembudidaya udang. Kemampuan kombinasi bakteri dalam menurunkan TAN

dilakukan dengan metode bioaugmentasi yaitu dengan menambahkan kombinasi

bakteri ke dalam media yang telah mengandung TAN.

Berbagai upaya peningkatan produksi dalam budidaya udang menyebabkan

peningkatan padat penebaran. Dampak dari tingkat penebaran yang tinggi adalah

bertambahnya sisa pakan dan feses yang terakumulasi di dalam tambak sehingga

6

TAN ikut meningkat. Peningkatan TAN dapat menyebabkan kematian pada udang

sehingga konsentrasi TAN yang tinggi dapat bersifat toksik bagi udang. Upaya

yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu dengan memberikan kombinasi dari

bakteri Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan

dengan harapan adanya penurunan konsentrasi TAN. Kombinasi terbaik dari

ketiga bakteri tersebut akan diperoleh berdasarkan hasil penurunan nilai

konsentrasi TAN tertinggi (Gambar 1).

Gambar 1. Kerangka Pemikiran Penelitian

1.5. Hipotesis

Hipotesis yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

H0 = σ = 0, Tidak ada pengaruh penambahan kombinasi bakteri biodegredasi

Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri dan

Bacillus coagulan terhadap nilai TAN.

Peningkatan produksi budidaya udang

Padat tebar tinggi

Sisa pakan dan feses meningkat

Akumulasi TAN (Total Ammonia Nitrogen)

Toksik untuk udang

Penanganan dengan memberikan kombinasi dari bakteri

Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri dan

Bacillus coagulan

Kombinasi terbaik dari bakteri Bacillus polymyxa,

Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan yang dapat

menurunkan nilai TAN (Total Ammonia Nitrogen) tertinggi

7

H1 = σ ≠ 0, Ada pengaruh penambahan kombinasi bakteri biodegredasi

Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri dan

Bacillus coagulan terhadap nilai TAN.

II. METODE PENELITIAN

2.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan pada Maret – Juli 2015 di Laboratorium Budidaya

Perikanan, Program Studi Budidaya Perairan, Fakultas Pertanian, Universitas

Lampung.

2.2. Alat dan Bahan Penelitian

Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu toples plastik ukuran 10

liter, instalansi aerasi, timbangan digital, thermometer, DO meter, pH paper,

autoklaf, hot plate stirrer, spektrofotometer (Thermo Scientific Genesys 20), labu

erlenmeyer, tabung reaksi, jarum ose, aluminium foil, sprayer, shaker (Boeco

Germany PSU-15i), dan laminar air flow (Nuaire, Model No. NU-1264DDE).

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu air laut steril, akuades, alkohol

70%, media TSA (Tryptone Soy Agar) (Oxoid), media TSB (Tryptone Soy Borth)

(Oxoid), larutan MnSO4, larutan hipoklorit, larutan sodium phenate, larutan

standar TAN (Total Ammonia Nitrogen) 1 mg/L, isolat Bacillus polymyxa,

Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan.

2.3. Rancangan Percobaan

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri

dari 5 perlakuan dengan 4 kali ulangan. Perlakuan yang dilakukan yaitu 1) tanpa

pemberian kombinasi bakteri; 2) pemberian sebanyak 106 CFU/mL kombinasi

bakteri Bacillus polymyxa dengan Corynebacterium kutscheri; 3) pemberian

sebanyak 106 CFU/mL kombinasi bakteri Bacillus polymyxa dengan

Bacillus coagulan; 4) pemberian sebanyak 106 CFU/mL kombinasi bakteri

Corynebacterium kutscheri dengan Bacillus coagulan; dan 5) pemberian sebanyak

106 CFU/mL kombinasi bakteri Bacillus polymyxa dengan

Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan. Tata letak unit percobaan

ditentukan secara acak (Gambar 2).

9

Gambar 2. Tata Letak Unit Percobaan

Keterangan:

P1: Tanpa pemberian kombinasi bakteri

P2: Pemberian 106 CFU/mL kombinasi bakteri Bacillus polymyxa dengan Corynebacterium kutscheri

P3: Pemberian 106 CFU/mL kombinasi bakteri Bacillus polymyxa dengan Bacillus coagulan

P4: Pemberian 106 CFU/mL kombinasi bakteri Corynebacterium kutscheri dengan Bacillus coagulan

P5: Pemberian 106 CFU/mL kombinasi bakteri Bacillus polymyxa dengan Corynebacterium kutscheri dan

Bacillus coagulan

U (1; 2; 3; 4): Ulangan

2.4. Prosedur Penelitian

2.4.1. Persiapan Penelitian

2.4.1.1. Persiapan Bakteri Uji Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri

dan Bacillus coagulan

Bakteri uji dipersiapkan dengan mengkultur kembali isolat bakteri

Bacillus polymyxa, Corynebacterium kutscheri dan Bacillus coagulan

menggunakan media TSA 70% air laut.

2.4.1.2. Persiapan Media Pengujian

Wadah yang akan digunakan berupa toples plastik berukuran 10 liter dengan

jumlah 20 unit. Sebelum digunakan, toples dibersihkan kemudian diisi air laut

sebanyak 3 liter, yang diendapkan selama 24 jam. Larutan standar TAN

ditambahkan sebanyak 1 mg/L ke dalam air laut.

2.4.2. Pelaksanaan Penelitian

Pengujian kemampuan bakteri dalam mendegradasi TAN skala laboratorium

dilakukan dengan memberikan larutan standar TAN sebanyak 1 mg/L sebagai

sumber TAN lalu dimasukkan sebanyak 106

CFU/mL dari setiap kombinasi

P3U4 P1U2 P1U4 P4U2 P5U4 P3U3 P5U3 P1U3 P2U4 P3U2

P2U1 P4U3 P2U2 P3U3 P4U4 P3U1 P1U1 P4U1 P5U1 P5U2

10

bakteri ke dalam wadah pengujian. Terdapat 5 perlakuan dalam pengujian yaitu 4

kombinasi bakteri berbeda dengan kepadatan sebesar 106

CFU/mL dan tanpa

penambahan kombinasi bakteri dengan pengulangan sebanyak 4 kali. Pengamatan

parameter nilai TAN dilakukan setiap hari selama 7 hari penelitian.

2.4.3. Parameter Pengamatan

2.4.3.1. Analisis TAN (Total Ammonia Nitrogen)

Air sampel disaring sebanyak 25 – 50 mL menggunakan kertas

saring Whatman Cellulose Nirate nomor 7140104 tipe WCN

dengan mess size 0,45 µm dan diameter 45 mm.

Air sampel yang telah disaring diambil 10 mL dan dimasukkan ke

dalam gelas piala. Blanko dibuat dari akuades sebanyak 10 mL.

Larutan standar (Lampiran 2d) disiapkan sebanyak 5 konsentrasi

yaitu 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; dan 0,8 mg/L. Selanjutnya masing-masing

konsentrasi diambil sebanyak 10 mL.

Sampel, blanko dan larutan standar ditambahkan 1 tetes larutan

MnSO4 (Lampiran 2e), 0,5 mL chlorox (oxidizing solution)

(Lampiran 1f) dan 0,6 mL phenate (Lampiran 2g). Penambahan

phenate dilakukan dengan segera menggunakan pipet tetes yang

sudah dikalibrasi. Selama ± 15 menit didiamkan sampai warna

stabil (warna akan tetap stabil sampai beberapa jam).

Sampel, blanko dan larutan standar diukur menggunakan

spektrofotometer dengan panjang gelombang 630 nm, selanjutnya

nilai absorbance dihitung nilai TAN menggunakan persamaan.

Persamaan untuk menghitung nilai konsentrasi ammonia-N total (TAN)

yaitu

TAN (mg/L) = × Cst

Keterangan:

Cst : konsentrasi larutan standar (0,6 mg/L)

Ast : nilai absorbansi larutan standar

As : nilai absorbansi air sampel

As

Ast

11

2.4.3.2. Kualitas Air

Kualitas air diukur pada awal, tengah dan akhir penelitian meliputi

pengukuran suhu, DO (Dissolved Oxygen), pH, dan salinitas sebagai parameter

untuk melihat kondisi media pengujian mendukung bakteri heterotrof untuk

hidup.

2.5. Analisis Data

Selisih dari nilai TAN pada hari kedua dengan hari terakhir pengamatan

dianalisis menggunakan uji statistik ANOVA pada tingkat kepercayaan 95%. Jika

varian data tidak berdistribusi normal dan tidak homogen maka data akan

dianalisis secara non parametrik. Parameter kualitas air akan dianalisis secara

deskriptif.

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

Semua kombinasi bakteri mampu mendegradasi TAN dengan kombinasi

yang paling baik adalah kombinasi bakteri Bacillus polymyxa dengan

Corynebacterium kutscheri.

4.2. Saran

1. Perlu dilakukan uji lanjut untuk mengetahui sifat zoonosis dan patogen dari

bakteri Corynebacterium kutscheri.

2. Perlu dilakukan uji lanjut untuk mengetahui fase pertumbuhan bakteri pada

kondisi kualitas air yang berbeda.

3. Perlu dilakukan penelitian lanjut dengan mengaplikasikan penggunaan

bakteri dalam budidaya tambak.

DAFTAR PUSTAKA

Antony, S. P. dan R. Philip. (2006). Bioremediation in Shrimp Culture System.

NAGA, WorldFish center Quarterly, 29 (3 & 4): 62 – 66.

Armstrong, D. A., D. Chippendale, A. W. Knight dan J. E. Colt. (1978).

Interaction of Ionized and Un-Ionized Ammonia on Short-Term Survival

and Growth of Prawn Larvae, Macrobrachium rosenbergii. Biol. Bull., 154:

15 – 31.

Badjoeri, M. dan T. Widiyanto. (2008). Penggunaan Bakteri Nitrifikasi untuk

Bioremediasi dan Pengaruhnya terhadap Konsentrasi Amonia dan Nitrit di

Tambak Udang. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia, 34 (2): 261 – 268.

Bernard, K. (2012). The Genus Corynebacterium and Other Medically Relevant

Coryneform-Like Bacteria. Journal of Clinical Microbiology, 50 (10):

3152 – 3158.

Boardman, G., A. Dietrich, S. Smith. (2008). Acute Toxicity of Ammonia and

Nitrite to White Shrimp (L. vannamei) at Low Salinities. Tesis. Virginia :

Virginia Polytechnic Institute and State University.

Boyd, C. E. (1990). Water Quality in Ponds for Aquaculture. Alabama :

Birmingham Publishing Co.

Chen, J.-C., P.-C. Liu dan S.-C. Lei. (1990a). Toxicities of Ammonia and Nitrite

to Penaeus monodon adolescents. Aquaculture, 89 (1990): 127 – 137.

Chen, J.-C., Y.-Y. Ting, J.-N. Lin dan M.-N. Lin. (1990b). Lethal Effects of

Ammonia and Nitrite on Penaeus chinensis juveniles. Marine Biology, 107:

427 – 431.

De Vecchi, E. dan L. Drago. (2006). Lactobacillus sporogenes or

Bacillus coagulans: Misidentification or Mislabelling?. International

Journal of Probiotics and Prebiotics, 1 (1): 3 – 10.

Durborow, R.M., D. M. Crosby, and M. W. Brunson. (1997). Ammonia in Fish

Ponds. SRAC Publication No. 463.

Ebeling, J. M., M. B. Timmons dan J. J. Bisogni. (2006). Engineering Analysis of

The Stoichiometry of Photoautotrophi, Autotrophi, and Heterotrophic

Removal of Ammonia-Nitrogen in Aquaculture System. Aquaculture, 257

(2006): 346 – 358.

21

Effendi, H. (2003). Telaah Kualitas Air, Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan

Lingkungan Perairan. Yogyakarta : Penerbit Kanisius. 258 pp.

Frias-Espericueta, M. G., M. Harfush-Melendez, J. I. Osuna-Lopez dan F. Paez-

Osuna. (1999). Acute Toxicity of Ammonia to Juvenile Shrimp

Penaeus vannamei Boone. Bulletin of Enviromental Contamination and

Toxicology, 62: 646 – 652.

Garno, Y. Soetrisno. (2004). Biomanipulasi, Paradigma Baru dalam

Pengandalian Limbah Organik Budidaya Perikanan di Waduk dan Tambak.

Jakarta. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi.

Hamoda, M. F. (1995). Biotreatment of Wastewaters Using Aerated Submerged

Fixed-film Reactors. Kluwer Academic Publishers, 431 – 449.

Jory, D. E. (1998). Use of Probiotics in Penaeid Shrimp Growout. Aquaculture

Magazine, 24 (1): 62 – 67.

Juarna, A. (1997). Penyelesaian Numerik Masalah Nilai Awal Sistem PDB

Biodegradasi Pencemar Air Tanah dengan Menggunakan Paket VODPK.

Tesis. Depok : Universitas Indonesia.

Kir, M. dan M. Kumlu. (2006). Acute Toxicity of Ammonia to

Penaeus semisulcatus Postlarvae in Relation to Salinity. Journal of The

World Aquaculture Society, 37 (2): 231 – 235.

Komarawidjaja, W. (2004). Penelitian Pengaruh Pemanfaatan Konsorsium

Mikroba Penitrifikasi dalam Budidaya Udang. Jurnal Teknologi

Lingkungan, 5 (1): 25 – 29.

Kurusu, K. dan K. Ohba. (1987). New Peptide Antibiotis LI-F03, F04, F05, F07,

and F08, Produced by Bacillus polymyxa. The Journal of Antibiotics, XL

(11): 1506 – 1514.

Munawar dan Elfita. (2015). Biodiversitas Bakteri Indigen dan Kontribusinya

dalam Pengelolaan Lingkungan Tercemar : Studi Kasus Beberapa Wilayah

di Indonesia. Pros Sem Nas Masy Biodiv Indon, 1 (6): 1359 – 1363.

Nainggolan, H., K. F. Rahmantya, A. D. Asianto, D. Wibowo, T. Wahyudi, dan

W. A. Somad. (2014). Kelautan dan Perikanan Dalam Angka 2014. Jakarta

: Pusat Data Statistik dan Informasi.

Nakamura, L. K. (1987). Bacillus polymyxa (Prazmowski) Mace 1889

Deoxyribonucleic Acid Relatedness and Base Composition. International

Journal of Systematic Bacteriology, 37 (4): 391 – 397.

22

Noviantina, J. (2014). Uji Patogenesitas Bakteri Campylobacter sp. TI6,

Listeria sp. TI1, dan Nitrosococcus sp. TII5 pada Pemeliharaan Udang

Vanname (Litopenaeus vannamei) serta Kemampuannya dalam

Mendregradasi TAN (Total Ammonia Nitrogen). Skripsi. Bandar Lampung :

Universitas Lampung.

Nur, A. (2011). Manajemen Pemeliharaan Udang Vaname. Jakarta : Pusat

Penyuluhan Kelautan dan Perikanan.

Nugroho, A. (2006). Biodegrasasi Sludge Minyak Bumi dalam Skala

Mikrokosmos: Simulasi Sederhana sebagai Kajian Awal Bioremediasi Land

Treatment. Makara, Teknologi, 10 (2): 82 – 89.

Ostrensky, A., W. Wasielesky Jr. (1995). Acute Toxicity of Ammonia to Various

Life Stages of the Sao Paulo Shrimp, Penaeus paulensis Perez-Farfante,

1967. Aquaculture, 132 (1995): 339 – 347.

Priadie, B. (2012). Teknik Bioremediasi sebagai Alternatif dalam Upaya

Pengendalian Pencemaran Air. Jurnal Ilmu Lingkungan, 10 (1): 38 – 48.

Pusat Data Statistik dan Informasi Kementrian Kelautan. (2013). Buku Statistik

Kelautan dan Perikanan 2012. Jakarta : Pusat Data Statistik dan Informasi

Kementrian Kelautan.

Rheinheimer, G. (1985). Aquatic Microbiology, 3rd edition. John Wiley & Sons

Ltd. Chichester. 257 pp.

Safitri, R., B. Priadie, dan D. Indah Permatasari. (2015). The Performance of

Bacterial Consortium in Various Carriers on The Bioremediation of River

Water Polluted by Domestic Sewage. Environmental Engineering, Vol. IV:

120 – 126.

Sharma, R. 1999. Probiotics: A New Horizon in Aquaculture. Fisheries World,

8 – 1.

SNI 01-7246-2006. (2006). Produksi Udang Vannamei (Litopenaeus vannamei) di

Tambak dengan Teknologi Intensif. Jakarta : Badan Standarisasi Nasional.

Supriyadi, Sudaryanto dan S. Hartati. (2012). Dinamika Populasi Bakteri

Heterotrof dan Nitrifikasi pada Sistem Agroforestri di Sub-DAS Keduang,

Daerah Bengawan Solo Hulu. The 5th

International Seminar of Indonesian

Society for Microbiology (ISISM), 20 – 22 September 2012.

23

Susanti, E., E. Harpeni, A. Setiawan, dan B. Putri. (2014). Penapisan Bakteri

Pendegradasi Total Ammonia Nitrogen dari Sedimen Tambak Tradisional

Udang Windu (Penaeus monodon). Aquasains (Jurnal Ilmu Perikanan dan

Sumberdaya Perairan), 2 (2): 145 – 148.

Timmons, M.B., J.M. Ebeling, F.W. Wheaton, S.T. Summerfelt and B.J. Vinci.

(2002). Recirculating Aquaculture Systems, 2nd Edition. USA : NRAC

Publication.

Widiyanto, T. (2006). Seleksi Bakteri Nitrifikasi dan Denitrifikasi untuk

Bioremediasi di Tambak Udang. Disertasi. Bogor : Institut Pertanian Bogor.