PEROMBAKAN NITROGEN DAN PERUBAHAN NUTRIEN DALAM PENGENDALIAN EKOSISTEM AQUAPONIK (LAMPIRAN C)

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah terdapat perbedaan 

yang signifikan dalam komposisi unsur hara selada (L. sativa cv Rex) yang di 

tanam dengan sistem akuaponik yang ditambah larutan nutrisi dan sistem 

hidroponik. Perubahan unsur hara pada sistem aquaponik diketahui melalui 

analisis kimia air. Aliran nutrisi dikontrol dan disesuaikan untuk mengetahui 

capaian konsentrasi nutrisi yang layak untukpertumbuhan optimal bagi tana-

man. Jumlah nitrogen yang dikeluarkan dari sistem aquaponik ditentukan oleh 

keseluruhan biomasa selada. Pada dasarnya, pada sistem akuaponik dengan 

tambahan suplemen dapat menumbuhkan L. sativa cv Rex dengan keseluru-

han biomassa yang sama dan meningkatkan indeks konsentrasi klorofil. Hal 

ini menunjukkan bahwa selada aquaponik dapat diproduksi dengan hasil dan 

kualitas yang serupa dengan sistem hidroponik konvensional bila dilakukan 

penambahan suplemen secara tepat.

Satu tanaman L. sativa cv Rex (176,75 ± 31,03) akan menyimpan sekitar 5,96 

gram nitrogen (3,38% per selada kering). Satu kilogram ikan akan menghasil-

kan 6,4 tanaman selada (1.128 gram) dan menggunakan 38,13 gram nitrogen. 

Terdapat kenaikan yang signifikan (p ≤ 0,05) dalam persentase komposisi 

mikronutrien seperti seng, mangan, dan boron pada daun selada (L. sativa 

cv rex) yang ditanam dengan sistem aquaponik dibandingkan selada yang 

ditanam dengan hidroponik. Rata-rata berat basah selada per ikatsangat ber-

beda (p≤0.05) antara selada yang ditanam menggunakansistem aquaponik 

yang ditambah suplemen dan yang ditanam menggunakan sistem hidroponik. 

Pada saat dipanen, seikat selada aquaponik memiliki berat rata-rata lebih 

besar (176,75 ± 31,04 gram) dibandingkan selada hidroponik. 

Berat kering rata-rata tidak berbeda jauh (p≤0,05) antara selada yang ditanam 

dengan sistem aquaponik (4,36 ± 0,78 gram) sedangkan hidroponik (4,60 ± 

0,60 gram). Ada perbedaan yang signifikan (p≤0.05) pada Chlorophyll 

Consentration Index(CCI%) antara L. sativa cv Rex yang tumbuh dengan 

sistem aquaponik plus suplemen dan sistem hidroponik. Rata-rata persentase

CCI untuk selada aquaponik adalah 9,89 ± 0,89% dan untuk selada hidroponik 

adalah 8,71 ± 0,45%. FCR rata-rata untuk ikan adalah 2,56 ± 0,64 dan rata-rata 

tingkst kelulushidupan ikan adalah 82,94% ± 0,07. Padat tebar ikan 110 dan 114 

ikan per tangki pemeliharaan menghasilkan FCR lebih rendah (3,03 dan 2,82) 

dibandingkan tangki yang diisi 80 ikan (1,83). Penelitian ini juga menentukan 

bahwa selada (L. sativa cv Rex) dapat tumbuh dengan sistem aquaponik 

ditambah suplemen nutrisi dan menghasilkan nilai gizi yang cukup dibanding-

kan dengan selada yang ditanam dengan sistem hidroponik.

Suatu model nitrogen dibangun untuk sistem aquaponik. Untuk tiap kilogram 

pakan yang diberikan ke dalam sistem tersebut, terkandung nitrogen 59,7 

gram. Pakan yang diberikan sebanyak 2,1 Kg/hari. Sekitar 125,37 gram nitrogen 

tersuplai ke sistem aquaponik setiap harinya melalui pakan atau 5,97% nitrogen 

dalam pakan tersebut. Terdapat total 4,39 kg nitrogen yang dapat dihasilkan pada 

sistem aquaponik selama percobaan dalam waktu 35 hari. Ikan mencerna 90% 

protein dalam pakan (Timmons et al., 2002) yang terdiri dari 5,97% nitrogen. 

Sedangkan Selada Aquaponik terdiri dari 5,22% nitrogen. Ada sekitar 5 liter lumpur 

per hari yang terkumpul pada saringan mekanis. Lumpur tersebut berair dan terdiri 

dari sekitar 2% sludge kering (Timmons et al., 2002). Pemanfaatan nitrogen yang 

tidak diterhitung terdiri oleh gas nitrogen, alga, bakteri dan fauna mikro dalam 

sistem aquaponik. Model nitrogen untuk sistem aquaponik ini menguraikan aliran 

nitrogen dalam sistem tersebut. Nitrogen digunakan untuk pertumbuhan ikan dan 

selada. Nitrogen juga hilang dalam sistem aquaponik melalui perombakan hasil 

metabolisme ikan yang dibudidayakan. Dalam sistem ini nitrogen lain terikat oleh 

bakteri, gas nitrogen, dan mikro-fauna yang berada dalam sistem aquaponik. 

Hilangnya nitrogen melalui mekanisme ini tidak dihitung. Sistem aquaponik 

menggunakan sekitar 93% pasokan nitrogen per hari dan sisanya terlarut dalam 

sebagai nitrat nitrogen atau hilang melalui mekanisme lainnya. Sistem aquaponik 

memiliki nitrat nitrogen residual di dalam air. Alga tidak berkembang biak dalam 

sistem ini karena adanya kompetisi nutrisi dengan selada dan secara konstan 

dimanfaatkan oleh ikan padakomponen ikan. Nitrogen dalam sistem aquaponik 

berasimilasi baik dengan organisme dalam sistem ini atau tetap dalam terlarut 

di dalam air. Nitrogen tidak dibuang dari sistem dalam bentuk yang mengarah 

ke eutrofikasi.

KESIMPULAN DAN SARAN SECARA ​​KESELURUHAN

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan apakah ada perbedaan dalam 

akumulasi biomassa dan indeks konsentrasi klorofil (CCI%) pada selada (Lactuca 

sativa cv Rex) yang ditanam dengan sistem aquaponikyang ditambah suplemen 

nutrisi dan sistem hidroponik. Tujuan kedua dari penelitian ini adalah untuk 

mengetahui apakah ada perbedaan yang signifikan dalam komposisi hara selada 

(L. sativa cv Rex) yang di tanam dengan air aquaponik ditambah suplemen nutrisi 

denhgansistem hidroponik. Zat hijau daun pada  Lactuca sativa cv. Rex bervariasi 

antara selada yang ditanam dengan sistem aquaponik biasa, aquaponik dengan 

suplementasi, dan sistem hidroponik (Gambar 3). Pada sistem tersebut nila 

dan selada dipanen secara teratur (Gambar 4).

Parameter lingkungan akan mempengaruhi fisiologi tanaman, sehingga pertumbu-

han tanaman yang pada akhirnya akan mempengaruhi serapan hara(Resh 2001). 

Kandungan hara hidroponik diformulasikan untuk tanaman tertentu. Karakteristik 

kimia air dari sistem aquaponik akan memungkinkan petani untuk menyesuaikan 

air aquaponik mereka dengan suplemen individual untuk mencapai produktivitas 

maksimum dan kualitas tanaman. Menentukan suhu air optimum untuk sistem 

aquaponikmerupakan carabagaimana memaksimalkan pertumbuhan ikan dan 

pertumbuhan tanaman. Kisaran suhu air antara 240 C sampai 280 C akan 

menghasilkan produksi selada yang baik terkait dengan perkembangan 

biomassa dan kualitasnya. Ikan nila Nil (dari sungai Nil) akan tumbuh secara 

optimal pada suhu yang lebih tinggi (Chervinski 1982), namun suhu untuk 

mendapatkan produksi selada yang optimal dibutuhkan suhu lebih rendah dan 

optimal dibawah 300 C. Penurunan suhu air <280 C dapat menyebabkan FCR 

makin rendah untuk ikan nila (Timmons et al., 2002). Kedepannya penelitian 

harus dilakukan untuk mengetahui suhuair yang optimal untuk sistem aquaponik

A

B

C 

Gambar 6. Gambar selada (L. sativa cv Rex) tumbuh dengan sistem aquaponik (A), 

sistem aquaponik dengan suplementasi (B), dan sistem hidroponik (C)

A 

B 

C 

Gambar 7. Ikan dan selada ditanam di Universitas Arizona, pada Rumah Kaca Laut 

Aquaponik dengan Lingkungan Terkontrol. Nila (O. niloticusspp.) (A), dan varietas 

selada ditanam dalam sistem aquaponik termasuk romaine, merah dan hijau oak, 

dan butterhead (B). Selada kultivar romaine organik (L. sativa cv Rom) (C)

Biaya untuk menaikkan dan menurunkan suhu air untuk mendapatkan suhu 

yang optimal bagi ikan dan tanaman perlu dievaluasi. Tingkatan suhu air 

yang tinggi pada sistem aquaponik menjadikan suhu sekitar zona akar lebih 

hangat untuk tanaman. Pengembangan lebih lanjut dari sistem aquaponik

melalui kontrol dan pemantauan yang tepat terhadap ikan, tumbuhan, 

lingkungan, dan kimia air dapat diperolehmelalui teknologi rumah kaca dan 

filtrasi.

Produksi ikan sejenis dan perawatan tanaman tampaknya tidak berpengaruh 

pada pertumbuhan. Dalam skala yang lebih besar, serapan nutrisi tanaman 

dapat bersaing dengan alga dan bakteri yang dapat berpotensi menaikan 

kualitas air ikan. Dianjurkan dengan 100 gram pakan ikan per hari akan 

menghasilkan pertumbuhan ikan 45,1 gram dan biomassa selada sebesar 

132,86 gram per hari sesuai parameter lingkungan tertentu. Formulasi ini 

dapat ditingkatkan untuk jenispakan komersial. Pemanfaatan pakan bisa 

menghasilkan hasil yang berbeda jika kandungan nutrisi pakan berbeda. 

Peningkatan kandungan protein dalam pakan untuk memberi makan ikan 

atau spesies lainnya akan mengubah rasio yang dibutuhkan ikan untuk 

menghasilkan satu kilogram selada. Banyaknya pakan ikan yang dibutuhkan,

dikonversi untuk menumbuhkan satu kilogram selada. Jumlah pakan yang 

dibutuhkan untuk menghasilkan satu kilogram seladasiap panen masih 

kurang dari segi kandungan nitrogennya. Sedangkan, nutrisi penting dalam 

pakan yang digunakan untuk pertumbuhan ikan belum tentu sama pada 

tingkat sama tergantung dari produsen pakan tersebut. Kandungan nutrisi-

nutrisi esensial lainnya untuk pertumbuhan juga dapat bergantung dari jenis 

pakan ikan yang digunakan dalam sistem aquaponik. Berkurangnya hara dalam 

jangka waktu lama dalam sistem aquaponik biasa terjadi(Rakocy et al, 1993, 

Seawright et al 1998). Mengembangkan prototipe aquaponik rumah kaca 

komersial akan melibatkan kebutuhan akan suplementasi nutrisi yang tidak 

terbatas, termasuk zat besi (Fitzsimmons 1992, Rackoy et al 1993 dan 

Seawright et al 1998).

Penyaringan dan pengolahan air ikan secara biologisbagi serapan hara 

tanaman juga dapat mempengaruhi sistem. Penelitian selanjutnya harus 

mencakup integrasi teknologi filtrasi untuk menghilangkan padatan dan 

melarutkan zat padat di dalam sistem. Sistem aquaponik terkontrol dapat 

meningkatkan produktivitas, efisiensi penggunaan pakan, dan efisiensi 

penggunaan air dibandingkan dengan praktik pertanian konvensional. 

Kemampuan untuk menghasilkan tanaman secara intensif dengan me-

minimalisir dampak lingkungan akan sangat penting bagi peradaban 

manusia agar mampu memenuhi kebutuhan pangan di masa depan 

tanpa menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan. Metode kerja 

yang berkelanjutan dari sistem aquaponik dapat memproduksi organisme 

menguntungkan dalam media air. Bakteri, fitoplankton, dan zooplankton 

dapat terbentuk dalam sistem yang memberikan lingkungan yang sesuai 

dan meningkatkan pertumbuhan dan kesehatan tanaman (Sabidov, 2004). 

Jika organisme bermanfaat dapat berkembang dalam sistem aquaponik 

maka tidak memungkinkan organisme yang tidak bermanfaat juga berkem-

bang pada sistem dengankondisi lingkungan tersebut. Keseimbangan nutrisi 

ke dalam sistem dengan serapan hara oleh organisme yang dituju (ikan dan 

tumbuhan) dapat menjadi sangat penting dalam membangun organisme yang 

menguntungkan dan mengurangi pembentukan organisme berbahaya. 

Organisme berbahaya ini menghasilkan nutrisi serupa yang dibutuhkan oleh 

ikan dan tanaman untuk pertumbuhan. Bakteri berbahaya danblooming alga 

menunjukkan kualitas air yang buruk. Kualitas air dipengaruhi oleh nutrisi yang 

terkandung dalam sistem, kepadatan organisme di dalam sistem, dan 

pengelolaan biologis air di dalam sistem.

Sistem Aquaponik dengan suplementasi dapat memicu pertumbuhan L. sativa 

cv. Rex dan indeks konsentrasi klorofil dengan akumulasi biomassa yang sama 

atau lebih besar. Semua analisis makronutrien sebagian besar tetap konstan 

selama durasi percobaan dengan sedikit peningkatan pada bagian akhir. 

Mikronutrien juga tetap kembali stabil dengan kenaikan yang sangat kecil di 

akhir percobaan. Sulfat terakumulasi sepanjang durasi percobaan karena 

kandungan pakan ikan berada pada konsentrasi yang lebih tinggi dari yang 

dibutuhkan untuk pertumbuhan ikan dan tanaman. Selada (L. sativa cv. Rex) 

membutuhkan suplementasi nutrisi termasuk zat besi, mangan dan seng untuk 

dimasukkan  ke dalam air aquaponiksehingga menghasilkan selada yang siap 

dipasarkan. Tingkat penambahan suplemen dalam percobaan ini cukup dan bisa 

dikurangi dengan penelitian lebih lanjut. Sebanyak 900 ml besi BiominR (5%), 

100 ml seng BiominR (7%), dan 100 ml Mangan BiominR (5%) ditambahkan 

ke dalam sistem aquaponik selama siklus pertumbuhan selada.

Kebutuhan akan suplementasi akan bergantung pada sistem parameter kimia 

air dan kebutuhan hara tanaman. Kebutuhan hara dapat berbeda untuk setiap 

tanaman kultivar dan harus dievaluasi untuk mencapai produksi optimal dan 

kesehatan tanaman. Selada dapat tumbuh secara konsisten dalam sistem 

aquaponik sehingga penggunaan air, nutrisi dan ruang lebih efisien daripada 

pertanian konvensional yang mengarah pada sistem produksi pangan yang lebih 

berkelanjutan. Sistem aquaponik telah menghasilkan selada dengan indeks 

konsentrasi klorofil yang sama atau lebih besar. Ditentukan bahwa sistem 

aquaponik menyediakan sumbernutrisi yang baik untuk pertumbuhan tanaman. 

Nitrogen, fosfor dan kalium dalam sistem aquaponik mencapai kondisi yang 

mantap dengan produksi selada yang menunjukkan bahwa pengaruh pada 

kepadatan ikan yang ditetapkan dapat memberikan sumber makronutrien yang

stabil untuk pertumbuhan tanaman. Mikronutrien dalam sistem aquaponik harus 

dipantau dan disesuaikan dengan tanaman yang sedang ditanam. Disimpulkan 

bahwa selada yang tumbuh dengan sistem aquaponik dengan suplementasi 

nutrisi tumbuh pada tingkat yang sama dengan selada yang ditanam dan sistem 

hidroponik. Tingkatan suplementasi akan bervariasi tergantung pada rasio ikan 

terhadap tanaman, desain sistem dan parameter lingkungan. Nutrisi tidak 

menumpuk pada tingkat yang sama terkait satu sama lain sehingga suplemen 

tertentu dibutuhkan untuk menyesuaikan kebutuhan nutrisi dari tanaman kultivan. 

Hal ini didukung bahwa besi, seng dan mangan terakumulasi pada tingkat yang 

berbeda dalam sistem aquaponik (Seawright 1998) dan oleh karena itu harus 

dilengkapi dengan hal tersebut. Nutrisi juga bisa dikembalikan dari limbah padat 

ikan. Lumpur dari sistem aquaponik memiliki komposisi nutrisi yang dapat 

dimanfaatkan jika diterapkan pada tanaman ladang, pembalikan tanah, atau 

dilarutkan kembali menjadi endapan. Dengan pemanfaatan endapan lumpur yang 

bernutrisi lengkap sistem dapat terpenuhi.

Selada (L. sativa cv Rex) dapat tumbuh dengan air aquaponikditambah 

suplemen nutrisi dan menghasilkan nilai gizi yang cukup dibandingkan 

selada yang ditanam dengan media hidro-ponik. Dilaporkan  bahwa 

komposisi nilai nutrisi yang ada dalam selada (aquaponik) sama dengan 

selada yang ditanam pada pertanian konvensional dan hidroponik (Resh 2001). 

Komposisi makronutrien dan mikronutrien dalam media tumbuh dapat 

menentukan kandungan gizi, pertumbuhan, dan kesehatan selada (Resh 2001). 

Selada memiliki efisiensi rendah dalam menggunakan nitrogen namun 

membutuhkan nitrogen secara terus-menerus untuk mendorong pertumbuhan 

(Welch et al., 1983). Sistem Aquaponik memberikan cakupan nitrogen yang 

diperlukan untuk pertumbuhan selada yang memungkinkan asimilasi nitrogen 

melalui proses fotosintesis tanpa mengembangkan atau menghancurkan 

nitrogen di dalam sistem.

Selada dan tanaman lainnya merupakan bukti alat perombakan yang 

berharga untuk budidaya ikan dan akuakultur pada umumnya. Rumah kaca 

atau pertanian konvensional dapat mengintegrasikan produksi selada dengan 

akuakultur yang ada untuk memperbaiki pembuangan nitrogen dan nutrisi. 

Hal ini pada saatnya akan menghasilkan produk selada yang dapat dipasarkan, 

namun mengurangi biaya untuk pupuk dan mengurangi degradasi lingkungan 

yang umumnya terkait dengan pertanian skala besar. Jika satu kilogram ikan 

akan menghasi-lkan 6,4 tanaman selada (1.128 gram) dan penyimpanan 38,13

gram nitrogen, maka suatu perikanan dapat menentukan jumlah ruang rumah 

kaca yang dibutuhkan untuk pengelolaan debit limbah ikan saat ini. Dampak dari 

hal ini bisa sangat besar bagi lingkungan dan biaya yang digunakan oleh petani. 

Penelitian lebih lanjut mengenai produksi tanaman berbeda yang memerlukan 

kebutuhan nutrisi berbeda dapat menjadikan berbagai suplemen nutrisi yang baru. 

Suplemen nutrisi OMRI yang terdaftar Biomins ™ dari JH Biotech memungkinkan 

nutrisi spesifik ditargetkan dan ditambahkan ke dalam sistem. Hal ini memung

kinkan sistem aquaponik untuk tetap berada dalam standar organik dengan 

memanfaatkan produk nutrisi OMRI yang terdaftar, bersamaan dengan limbah 

ikan olahan untuk menghasilkan sayuran organik secara berkelanjutan. 

Kedepannya penelitian rumah kaca aquaponik akan berfokus pada pengintegra

sian varietas tanaman sayuran dan disesuaikan dengan kimia air yang mengguna-

kan suplemen nutrisi Biomin ™ untuk menghasilkan tanaman dengan hasil yang 

sama atau lebih besar dari pada sistem pertanian dan hidroponik.