e-ISSN : 2656-7474 DOI:https://doi.org/10.47685/barakuda45.v4i1.205 2022

## PERBANDINGAN SISTEM RESIRKULASI DAN AIR MENGALIR UNTUK
PEMBESARAN LOBSTER PASIR ( Panulirus homarus ):  KAJIAN DINAMIKA

## KUALITAS AIR
Bambang Widyo Prastowo 1*) , Manja Meyky Bond 2) , Betutu Senggagau 3)
1,2,3 Balai Pengujian Kesehatan Ikan dan Lingkungan Jl. Raya Carita Desa Umbul Tanjung Kec. Cinangka PO. Box 123 Anyer Lor, Serang 42167,
Indonesia
*) Korespondensi: bambang_fds@yahoo.com
Diterima: 31 Januari 2022; Disetujui: 18 April 2022

## ABSTRAK
Budidaya  ikan  dengan Recirculation  Aquaculture  System (RAS)  adalah  ekosistem  rekayasa unik  yang  meminimalkan  gangguan  lingkungan  dengan  mengurangi  pembuangan  polusi nutrisi  melalui  penggunaan  kembali  air  yang  digunakan  dalam  budidaya  ikan.  Kegiatan  ini dilaksanakan di  fasilitas  uji lapang  LP2IL Serang dimulai  pada bulan Juni-November 2020. Dalam  pengujian  ini,  sistem  RAS  yang  dipergunakan  untuk  pembesaran  lobster  pasir mempergunakan tahapan pemurnian: sedimentasi, filtrasi fisik, filtrasi biologis, desinfeksi air dengan irradiasi UV, penghilangan CO 2 , tandon air bersih dan bak-bak pemeliharaan lobster pasir.  Parameter  kualitas  air  yang  diuji:  a)  fisika:  DO,  pH,  suhu  dan  salinitas  diukur  setiap hari; b) kimia: ammonia (TAN dan UIA), nitrit,  nitrat  dan fosfat  diukur  dua minggu sekali. Apabila dari perhitungan nilai UIA didapatkan nilainya diatas baku mutu (>0,05 mg/L) maka ditambahkan molase (26,02% C organik) dengan konsentrasi 64 gr/gr TAN; c) mikrobiologis: penghitungan  total  bakteri  dan Vibrio sp.  Dari  hasil  studi  ini  diketahui  bahwa  RAS  dapat menjaga kualitas air yang stabil dalam waktu yang relatif lama. Ketersediaan bahan organik (dari  sisa  pakan,  feses  dan  penambahan  molase)  yang  tinggi  dapat  mempromosikan pertumbuhan  bakteri  nitrifikasi.  ―Pematangan―  bakteri  nitrifikasi  di  dalam  kompartemen biofilter  memerlukan  waktu  sekitar  6  minggu.  Bakteri  tersebut  mampu  menurunkan  kadar amonium  nitrogen,  dimana  akumulasi  dari  nitrat  nitrogen  (NO 3 - )  yang  dihasilkan  dari perombakan  nitrit  nitrogen  (NO 2 - )  oleh  bakteri  nitrifikasi,  merupakan  sinyal  bahwa  proses pematangan  bakteri  nitrifikasi  telah  tercapai.  Proses  nitrifikasi  mengkonsumsi  alkali, karenanya menurunkan  nilai  pH di  dalam air, selain itu juga mengkonsumsi sejumlah besar oksigen. Rendahnya jumlah bakteri dan vibrio sistem RAS disebabkan oleh penggunaan UV- sterilizer dengan panjang gelombang 254 nm.
Kata Kunci : Pembesaran, lobster pasir, RAS, FT, kualitas air, bakteri nitrifikasi

## ABSTRACT
Aquaculture  with  the  Recirculation  Aquaculture  System  (RAS)  is  a  unique  engineered ecosystem  that  minimizes  environmental  disturbances  by  reducing  the  discharge  of  nutrient pollution through reuse of water used in fish farming. This activity was conducted at LP2IL Serang field test facility starting in June-November 2020. In this test, the RAS system used for
e-ISSN : 2656-7474 DOI:https://doi.org/10.47685/barakuda45.v4i1.205 2022 growing  of  sand  lobster  uses  the  stages  of  purification:  sedimentation,  physical  filtration, biological  filtration,  water  disinfection  with  UV  irradiation,  removal  of  CO 2 ,  clean  water reservoirs and sand lobster rearing tanks. Water quality parameters tested: a) physics: DO, pH,  temperature  and  salinity  are  measured  every  day;  b)  chemistry:  ammonia  (TAN  and UIA),  nitrite,  nitrate  and  phosphate  are  measured  every  two  weeks.  If  from  the  UIA  value calculation,  the  value  is  above  the  quality  standard  (>  0.05  mg  /  L)  then  added  molasses (26.02% organic C) with a concentration of 64 gr / gr TAN; c) microbiology: total bacteria and  Vibrio  sp.  counting.  From  the  results  of  this  study  it  is  known  that  RAS  can  maintain stable  water  quality  for  a  relatively  long  time.  High  availability  of  organic  matter  (from leftover feed, feces and addition of molasses) can promote the growth of nitrifying bacteria. The "maturation" of the nitrifying bacteria in the biofilter compartment takes about 6 weeks. These bacteria  are able to  reduce levels  of  ammonium nitrogen, where the accumulation of nitrate  nitrogen  (NO 3 - )  which  is  produced  from  the  overhaul  of  nitrite  nitrogen  (NO 2 - )  by nitrifying  bacteria,  is  a  signal  that  the  maturation  process  of  nitrifying  bacteria  has  been achieved. The nitrification process consumes alkalis, hence lowers the pH value in the water, besides it also consumes a large amount of oxygen. The low number of bacteria and vibrio in the RAS system was affected by the use of a UV-sterilizer with a wavelength of 254 nm.
Keywords : rearing, sand lobster, RAS, FT, water quality, nitrifying bacteria

## PENDAHULUAN
Recirculating  Aquaculture  System (RAS) merupakan teknik budidaya dengan  padat  tebar  tinggi,  serta  kondisi lingkungan  yang  terkontrol  sehingga mampu meningkatkan produksi ikan pada lahan  dan  air  yang  terbatas  (Lukman, 2005).  Teknologi  sistem  resirkulasi  ini menjadi  salah  satu  solusi  dari  budidaya ikan konvensional yang banyak dilakukan saat  ini  oleh  pembudidaya.  Namun demikian  penerapan  sistem  ini  tidaklah selalu  mudah  dipahami  dan  diterapkan dengan  berhasil  guna.  Metode  yang  non- konvensional  ini  memliki  kerumitan  yang tinggi  yang  harus  difahami  baik  unsur mekanis,  biologis,  maupun  ekonomis. Teknologi  RAS  pada  mulanya  diterapkan untuk  budidaya  ikan  finfish  di  Eropa untuk  budidaya  indoor  dengan  sistem pengendalian  yang  tinggi  (Suastika  Jaya, 2019).  FAO  kemudian  mendorong  adopsi sistem  ini  melalui  buku  pedoman  yang diterbitkan tahun 2015 (Bregnballe, 2015) guna menghemat penggunaan sumberdaya air, mengeliminasi pencemaran oleh usaha budidaya  dan  hatchery  sehingga  kegiatan tersebut  menjadi  lebih  ramah  lingkungan dan lebih lestari. Prinsip yang
dikemukakan secara umum adalah mendaur  ulang  air  buangan  dengan  5 tahapan  dasar  untuk  dapat  dimasukkan kembali  ke  dalam  sistem  pemeliharaan ikan  dengan  tujuan  menjaga  kualitas  air agar  tetap  layak  untuk  hidup  dan  tumbuh ikan.  Adapun  tahapan  pemurnian  air tersebut  adalah:  1)  filtrasi  mekanikal,  2) biofilter;  3)  degasser;  4)  pengkayaan oksigen;  5  sterilisasi.  Semua  proses tersebut dibuat proporsional sesuai komoditas, intensitas, dan skala budidaya. Dalam perkembangannya, beberapa perusahaan  budidaya  ikan  komersial kemudian  menyederhanakan  sistem  RAS, seperti    Blue  ridge  aquaculture  melalui situs daringnya  yang menggunakan hanya 3  proses  yaitu  solid  removal,  ammonia removal dan dissolved gas control.
Namun  demikian  upaya  perbaikan dan penyempurnaan harus terus diupayakan  agar  memberi  manfaat  dari segi keberhasilan dan mendukung keberlanjutan.  Terlebih  lagi  bilamana merancang  sistem  untuk  skala  komersial. Aplikasi sistem ini membutuhkan integrasi  ketiga  unsur  tersebut  agar peluang  keberhasilannya  lebih  besar. Seperti  yang  disintesis  oleh  Martin  et  al. (2010) dalam sebuah analisis
e-ISSN : 2656-7474 DOI:https://doi.org/10.47685/barakuda45.v4i1.205 2022
perkembangan  aplikasi  RAS  dunia,  ada  2 trend yang menjadi fokus utama perbaikan yaitu: (1) perbaikan teknik dalam lingkaran  tertutup  (loop)  sistem  filtrasi; (2)  daur  ulang  nutrient  melalui  budidaya terpadu.  Kedua  hal  tersebut  berkontribusi dalam keberlanjutan RAS.
Perekayasaan  ini  bertujuan  untuk merancang  bangun  sistem  RAS  yang efektif untuk pembesaran lobster pasir dan mengevaluasi dinamika kualitas air dalam aplikasi skala komersial dan membandingkannya  dengan  sistem  air mengalir (FT) konvensional.

## METODE PENELITIAN

## Persiapan dan Konstruksi Sistem RAS
Komponen  dan  tata  letak  sistem  RAS untuk  pembesaran  lobster  pasir  dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini. Dalam pengujian ini sistem RAS yang dipergunakan  untuk  pembesaran  lobster pasir  mempergunakan  serangkaian  wadah, kompartemen,  tangki  dan  peralatan  untuk pengolahan air sebagai berikut:
(1) Wadah  Sedimentasi:  1  buah  bak fiber  glass  volume  1000  liter  tanpa  aerasi dan dilengkapi dengan 1 unit pompa celup untuk  mengalirkan  air  ke  kompartemen filtrasi  fisik  (24  jam)  dengan  fungsi menampung  efluen  sebelum  dialirkan  ke sistem filtrasi;
(2) Filtrasi Fisik: 4 buah filter air yang berisi  cartridge  filter  1  micron  dengan kapasitas    2  liter/menit  yang  diletakkan dalam 1 buah bak fiber glass volume 1000 dengan fungsi untuk menghilangkan bahan organik,  partikel  dalam  air  berukuran kurang  dari  1  mikron  dan  padatan,  seperti feses dan pakan yang tidak dimakan;
(3) Filtrasi  Biologis:  1  buah  wadah volume  750-L  yang  diberi  wadah  yang masing-masing  berisi  busa  filter,  arang aktif dan bioball dengan aerasi gelembung kuat  (Trickling  filter  type)  dengan  fungsi untuk  menghilangkan  ammonia  nitrogen dengan memanfaatkan bakteri denitrifikasi yang  mengubah  ammonia  menjadi  nitrit dan  kemudian  dengan  bantuan  bakteri
nitrifikasi  yang  mengubah  ammonia  dan nitrit menjadi nitrat;
(4) Desinfeksi Air: dengan
menggunakan  Irradiasi  UV  sterilizer  unit di luar kompartemen degasser CO 2 dengan fungsi desinfeksi air media budidaya;
(5) Penghilangan CO 2 ( degasser CO 2 ):
1 buah wadah 750-L berisi  aerasi kuat dan dilengkapi  dengan  1  unit  pompa  celup untuk mengalirkan air ke tandon air bersih (24  jam)  dengan  fungsi  melepaskan  gas CO 2 dan  N 2 dari  dalam  air  laut  untuk pembesaran;
(6) Tandon  air  bersih:  1  buah  tandon 750-L  yang  mengalir  dengan  sistem gravitasi  untuk  mengganti  air  di  bak-bak pemeliharaan  (1  liter  selama  16  detik) dengan  fungsi  menampung  air  bersih sebelum  dialirkan  kembali  ke  bak-bak pemeliharaan;
(7) Bak-bak  pemeliharaan:  Bak  fiber glass  1000-L  sebanyak  4  buah  untuk kegiatan  RAS  dan  sebanyak  2  buah  untuk kegiatan  pembesaran  dengan  sistem  air mengalir.

## Pengkondisian sistem RAS
Parameter kimia dan fisika kualitas air dan mikrobiologi yang diukur  yaitu:
(1) Parameter fisika: DO, pH, suhu dan salinitas diukur setiap hari.
(2) Parameter  kimia:  ammonia  (TAN dan  UIA),  nitrit,  nitrat  dan  fosfat  diukur dua minggu sekali. Apabila dari perhitungan  nilai  UIA  didapatkan  nilainya diatas  baku  mutu  (>0,05  mg/L)  maka ditambahkan  molase  (26,02%  C  organik) dengan konsentrasi 64 gr/gr TAN.
(3) Parameter    mikrobiologis  diukur setiap  minggu  dengan  menggunakan metode  penghitungan  total  bakteri  atau penghitungan lempeng total, dengan mengambil  sampel  sebanyak  50  mL  air untuk  biakan  dari  masing-masing  bak pembesaran  lobster  pasir  dan  tangki filtrasi.  Total  bakteri  dihitung  dengan menanam  air  sampel  pada  media  nutrient agar  (NA),  sedangkan  penghitungan  total Vibrio sp.  dengan  mempergunakan  media thiosulphate citrate bile salt agar (TCBS).
e-ISSN : 2656-7474 DOI:https://doi.org/10.47685/barakuda45.v4i1.205 2022

## Pembesaran lobster pasir
Dalam  studi  ini,  padat  tebar  lobster pasir yang diujikan adalah 15 ekor/1000-L. Pakan  berupa  ikan  rucah  dengan  tingkat pemberian ±  5-12%/hari/ biomassa lobster pasir, pemberian pakan dilakukan dua kali sehari  (pagi  dan  sore  hari). Sisa  pakan  di bak-bak pemeliharaan lobster pasir disiphon setiap hari dan  air  yang terbuang diganti  dengan  air  baru  (±  5%/hari). Jumlah  pakan  yang  diberikan  disesuaikan setiap  2  minggu  berdasarkan  pengukuran berat badan rata-rata, perkiraan kelangsungan hidup dan dosis pakan.

## Analisa Data
Seluruh  data  yang  diperoleh  dari penelitian ini dianalisa secara statistik dan deskriptif.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Persiapan dan konstruksi
Kegiatan  pembesaran  lobster  pasir dengan  menerapkan  sistem  sirkulasi  air berbeda  dilakukan  pada  bulan  Juni-Nopember 2020  bertempat  di  bangunan  indoor  fasilitas uji  lapang  LP2IL  Serang.  Masing-masing sebanyak  empat  bak  fiber  glass  volume  1  m 3 diterapkan untuk perlakuan RAS dan dua buah bak  fiber  lainnya  dipergunakan  untuk  sistem FT.  Sistem  RAS  dirancang  mengikuti  prinsip yang  dikemukakan  oleh  FAO  (Bregnballe, 2015)  yaitu  meminimumkan  penggunaan  air melalui  pemanfaatan  sistem  yang  dapat mengurangi  pergantian  air  dan  memelihara kualitas  air  tetap  mendukung  hidup  dan pertumbuhan organisme budidaya. Komponen- komponen  yang  menjadi  prinsip  RAS  dalam kegiatan ini antara lain: 1) wadah sedimentasi,
2) filter  mekanis, 3) biofilter;  4)  irradiasi  UV,
5) degasser CO 2 dan  pengkayaan  oksigen. Sedangkan  dalam  sistem  FT  pergantian  air menggunakan  air  baru  yang  dialirkan  dari tandon  air  laut  secara  gravitasi  ke  bagian permukaan  air  bak  di  salah  satu  ujung  bak. Pembuangan  air  efluen  berlangsung  melalui pipa  overflow  yang  berhubungan  dengan lubang  drainase,  diletakkan  di  luar  bak sehingga  air  bak  yang  terbuang  adalah  air
bagian  bawah  pada  ujung  yang  lain.    Untuk lebih  jelasnya  komponen  dan  tata  letak masing-masing  sistem  yang  dipergunakan dalam  kegiatan  ini  dapat  dilihat  pada  Gambar 1-2.
Gambar  1.  Komponen  dan  tata  letak  sistem RAS untuk pembesaran lobster pasir.
Gambar 2. (a) Fasilitas pengujian sistem RAS dan  air  mengalir  (FT)  untuk  pemeliharaan lobster. (b) Bak pemeliharaan lobster RAS; (c) Bak  pemeliharaan  lobster  sistem  air  mengalir (FT) dan (d) bak sedimentasi; (e)
Kompartemen  filter  mekanis  dan  (f)  filter biologis;  (g)  UV  sterilizer,  (h)  kompartemen degasser CO 2 dan (i) tandon air bersih.
Dikarenakan kegiatan pembesaran lobster  pasir  dengan  sistem  RAS  ini  baru pertama  ini  dilaksanakan  maka  operasional filtrasi  dilakukan  secara  kontinyu  24  jam dengan  bantuan  2  buah  pompa  celup.  Pompa celup  pertama  (stasiun  pompa  1)  mengalirkan air dari bak sedimentasi ke dalam kompartemen filter mekanis. Sedangkan pompa  celup  kedua  (stasiun  pompa  2) mengalirkan  air  laut  yang  telah  diiradiasi dengan  sinar  UV  dan  selanjutnya  dimasukkan ke  dalam  tandon  air  bersih.    Namun  cukup dengan  perbedaan  elevasi maka  aliran air  dari kompartemen filter mekanis ke dalam kompartemen biofilter dan kemudian melewati
(a) (a)
(c) (d) (e) (f) (g) (h) (i)
e-ISSN : 2656-7474 DOI:https://doi.org/10.47685/barakuda45.v4i1.205 2022 sarana  UV  sterilizer  dan  akhirnya  air  laut masuk  ke  dalam  kompartemen  CO 2 degasser sepenuhnya  menggunakan  prinsip  gravitasi. Demikian  pula  halnya  untuk  mengairi  wadah- wadah  pemeliharaan  lobster  dari  tandon  air bersih juga menggunakan prinsip gravitasi. Air buangan  yang  mengalir  dari  bagian  bawah wadah-wadah  pemeliharaan  kemudian  juga akan  mengalir  ke  wadah  sedimentasi.  Dengan mekanisme  seperti  ini  maka  air  laut  yang berkurang  pada  stasiun  pompa  1  akan  selalu terisi  oleh  air  laut  yang  berasal  dari  wadah- wadah  pemeliharaan,  sedangkan  air  laut  yang berada  di  stasiun  pompa  2  akan  selalu  terisi oleh  air  laur  dari  kompartemen  sebelumnya, sehingga  tinggi  permukaan  air  di  stasiun pompa 1 dan 2 tersebut akan selalu tetap.

## Pengkondisian sistem RAS
Hasil  pemantauan  kualitas  air  media selama  pemeliharaan  dapat  dilihat  pada Gambar  3-5  di  bawah  ini.  Semua  parameter kualitas  air  yang  diukur  dapat  digolongkan layak  untuk  hidup  dan  pertumbuhan  lobster pasir.    Lobster  pasir  menurut  Dahuri  (2020) mentoleransi  salinitas  25–37  ppt,  salinitas optimal  pada  30-35  ppt,  dikarenakan  pada salinitas tersebut tekanan osmotik air isoosmotik  dengan  darahnya.  Suhu  yang optimum  untuk  pertumbuhan  terbaik  adalah 28-30 o C  dapat  mentoleransi  25-32 o C.  Hasil pengukuran pH menunjukkan kisaran nilai 8,0- 9,5,  kondisi  yang  optimal  untuk  lobster  pasir adalah sekitar 7,5-8,5.
Salah  satu  parameter  fisik  air  yang menunjukkan  perbedaan  yang  nyata  antara perlakuan  RAS  dan  FT  adalah  pH.  Pada Gambar  3  terlihat  bahwa  sejak  minggu  ke-10 hingga  pengujian  berakhir  terjadi  perbedaan nilai pH, dimana pada perlakuan RAS nilainya lebih  rendah  berkisar  0,3-0,5  dibanding dengan  perlakuan  FT.  Hal  ini  terjadi  karena proses nitrifikasi (proses perombakan amonium  nitrogen  menjadi  nitrit  nitrogen (NO 2 - )  dan  akhirnya  menjadi  nitrat  nitrogen (NO 3 - ))  mengkonsumsi  alkali  dari  dalam  air, karenanya  menurunkan  nilai  pH  di  dalam  air. Perbedaan  nilai  pH  ini  menjadi  semakin  lebih besar  pada  sore  hari,  yang  kemungkinan terjadi  karena  proses  nitrifiikasi  oleh  bakteri nitrifikasi lebih intens terjadi pada sore hingga malam hari.
Gambar 3. Fluktuasi dan perbedaan pH antara sistem RAS dan air mengalir (FT) pada pagi dan sore hari.
Oksigen  terlarut  pada perlakuan  RAS, seperti  halnya  dengan  nilai  pH,  secara  nyata lebih  rendah  terutama  pada  sore  hari, dibandingkan  dengan  perlakuan  FT,    seperti terlihat  pada  Gambar  4.  Hasil  penelitian  ini relevan  dengan  Fujita  et  al.  (1994)  yang menyatakan  bahwa  sejumlah  besar  oksigen juga  dikonsumsi  oleh  bakteri  nitrifikasi  pada saat oksidasi ammonia nitrogen selama proses nitrifikasi.  Lebih  lanjut  disampaikan  oleh Fujita  (1994)  bahwa  perbedaan  konsentrasi oksigen terlarut sebelum dan sesudah perlakuan  nitrifikasi  dapat  digunakan  sebagai indikator  kemampuan  melakukan  nitrifikasi pada biofilter karena jumlah nitrifikasi hampir sebanding  dengan  jumlah  oksigen  terlarut yang dikonsumsi oleh bakteri nitrifikasi.Selain itu  kadar  CO 2 yang  tinggi  akibat  proses perombakan  bahan  organik  di  kompartemen filter  mekanis  selain  dapat  menurunkan  nilai DO  juga  nilai    pH,  sehingga  suplai  oksigen dengan  pengaerasian  yang  kuat  ke  dalam kompartemen  biofilter  harus  dipertahankan. Dengan  adanya  proses  pengaerasian  tersebut, maka  proses  pelepasan  gas  CO 2 tersebut diharapkan  dapat  segera  terjadi.  Dengan  nilai DO  dan  pH  yang  stabil  maka  pertumbuhan lobster  pasir  di  dalam  media  pemeliharaan sistem RAS tidak akan menjadi terhambat.
Gambar 4. Fluktuasi dan perbedaan DO antara sistem  RAS  dan  air  mengalir  (FT)  pada  pagi dan sore hari.
Pada  Gambar  5  terlihat  bahwa  suhu pada  pagi  hari  antara  perlakuan  sistem  RAS dan  FT  tidak  terlalu  jauh  berbeda  dan fluktuasinya  cukup  stabil  Namun  pada  sore harinya  terlihat  bahwa  suhu  di  perlakuan  FT cenderung  mengalami  penurunan  sebesar  1- 2 o C,  sedangkan  pada  perlakuan  RAS  suhunya cenderung untuk terus stabil mulai pagi hingga sore  hari.  Pada  kegiatan  ini,  suhu  optimum biofilter berkisar 28-32 o C, dan diduga kemampuan  nitrifikasi  menurun  saat  suhu turun  di  bawah  28 o C.  Kawai  et  al.,  (1965) menemukan bahwa kemampuan bakteri nitrifikasi  menjadi  sangat  rendah  ketika  suhu air  di  bawah  10 o C  dan  semakin  menurun ketika  suhu  turun  di  bawah  5 o C.  Lebih  lanjut juga  disebutkan  oleh  Kawai  et  al.,  (1965); Yamamoto (2013) bahwa kemampuan nitrifikasi  pada  suhu  25 o C  adalah  1,4-2,0  kali lebih  tinggi  dibandingkan  pada  suhu  15 o C. Dalam  rentang  suhu  tersebut,  semakin  tinggi suhu  air  pada  biofilter  maka  semakin  tinggi pula kemampuan nitrifikasi.
Gambar  5.  Fluktuasi  dan  perbedaan  suhu antara sistem RAS dan air mengalir (FT) pada pagi dan sore hari.
Persiapan  untuk  penumbuhan  bakteri nitrifikasi secara alami di dalam kompartemen biofilter  dilakukan  sekitar  6  minggu  setelah sistem  RAS  dioperasikan  untuk  pemeliharaan lobster pasir. Dilakukan pemberian aerasi yang kuat  dan  komponen  yang  sesuai  spesifikasi untuk memberi kesempatan tumbuhnya biofilm  dalam  kompartemen  biofilter.  Hasil monitoring  kadar  ammonia,  nitrit,  nitrat  dan fosfat  di  bak  pemeliharaan  dapat  dilihat  pada Gambar  6  a-c.  Pada  Gambar  6  a  terlihat  jelas adanya  pola  akumulasi  nitrat  pada  sistem biofilter yang dimulai  pada minggu ke-6 sejak awal pemeliharaan akibat meningkatnya ekskresi metabolit yang dapat diasimilasi oleh sistem  tersebut.  Pada  Gambar  tersebut, peningkatan  kadar  nitrat  mulai  telihat  pada umur  sekitar  6  minggu  yang  mencapai  3,3 mg/L  dan  pernah  mencapai  puncaknya,  yaitu pada  saat  masa  pemeliharaan  sekitar  100  hari (mencapai  9,9  mg/L).  Pada  tahap  berikutnya kadar  nitrit  mengalami  penurunan  seiring dengan  menurunnya  kadar  ammonia.  Hal  ini mengindikasikan bahwa telah terjadi transformasi  ammonia  menjadi  nitrit  yang disertai  dengan  transformasi  nitrit  (NO 2 ) menjadi  nitrat  (NO 3 ).  Dari  hasil  pengujian selanjutnya  didapatkan  bakteri  dari  genus Bacillus yang tumbuh di dalam media tersebut.
Pada  sistem  FT  (Gambar  6  c) kandungan  ammonia  dan  nitrit  di  media pemeliharaan terkendali karena adanya perlakuan penggantian air. Pergantian air baru sebanyak  500  persen  setiap  hari  secara  nyata menekan kadar nitrit di bawah 1 mg/L. Namun bila  dibandingkan  nilainya  dengan    sistem RAS  terlihat  bahwa  kandungan  ammonia  dan nitrit  juga  tidak  pernah  melebihi  1  mg/L (Gambar  6  b).    Hanya  kandungan  nitrat  yang terlihat  berbeda  secara  nyata  dengan  sistem RAS,  dimana    kandungan  nitrat  tidak  terlihat mengalami  peningkatan  secara  signifikan. Pada sistem FT, nilai nitrat, terlihat pada level yang  hampir  sama  dengan  nilai  ammonia, nitrit dan fosfat.
Gambar  6.  Fluktuasi  amonia,  nitrit,  nitrat  dan fosfat  di  dalam  kompartemen  biofilter  sistem RAS  (a);  di  dalam  bak  pemeliharaan  lobster pasir sistem RAS (b) dan FT (c).
Kandungan  amonia,  terutama  amonia tak  terionisasi  (UIA),  harus  dieliminasi  untuk menyelamatkan biota air yang dipelihara. Pada budidaya udang sistem intensif, tingginya nilai UIA  ini  (yang  merupakan  metabolit  hasil ekskresi akibat biomassa udang yang besar dan pemberian  pakan  dalam  jumlah  besar), merupakan  kendala  dalam  budidaya  udang intensif dan harus dieliminasi untuk menyelamatkan  biota  air  yang  dipelihara (Suastika  Jaya,  2019).  Kadar  UIA  juga mungkin  dapat  dieliminasi  oleh  beberapa proses  yaitu:  1)  nitrifikasi  oleh  bakteri autothroph; 2) asimilasi oleh bakteri heterothroph; 3) asimilasi oleh alga fotosintetik  (Wyk,  1999).  Walaupun  peran bakteri  nitrifikasi  untuk  merubah  ammonia menjadi nitrat sangat penting dalam perlakuan sistem  RAS,  namun  demikian  proses  tersebut tidak  selalu  dapat  mengimbangi  tingginya kadar  ammonia  yang  dapat  mengancam  hidup dan  pertumbuhan  organisme  akuatik  yang sedang dibudidayakan.  Oleh karena itu dalam kegiatan  ini  kami  menambahkan  molase  ke dalam  kompartemen  biofilter  dengan  dosis  64 gr/gr  TAN  setiap  minggunya.  Gambar  7
adalah  kondisi  UIA  di  dalam  kompartemen biofilter  yang  secara  rutin  ditambahkan molase,  sedangkan  Gambar  8  adalah  kondisi UIA  di  dalam  kompartemen  filter  mekanis yang  tidak  ditambahkan  molase.  Dari  kedua gambar tersebut terlihat bahwa pada kompartemen  filter  mekanis  dari  21  kali pengambilan  sampel  air  media  terdeteksi sebanyak 8 kali (38,1%) nilai UIA nya berada diatas  ambang  batas.  Tingginya  nilai  UIA  ini jauh  berkurang  pada  kompartemen  biofilter yaitu  sebanyak  3  kali  (14,3%)  berada  di  atas ambang  batas.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa penambahan molase secara signifikan meningkatkan  kemampuan  bakteri  nitrifikasi untuk  melakukan  proses  nitrifikasi  di  dalam sistem RAS.
Gambar  7.  Fluktuasi  TAN  dan  UIA  di  dalam kompartemen Biofilter.
Gambar  8.  Fluktuasi  TAN  dan  UIA  di  dalam kompartemen Filter Mekanis.
Namun demikian, karena proses penuaan  dan  ekskresi  bakteri  serta  adanya
(a)
(b)
(c)
e-ISSN : 2656-7474 DOI:https://doi.org/10.47685/barakuda45.v4i1.205 2022 sumber  nitrogen  baru  (dari  sisa  pakan,  feses maupun  urine  dari  lobster  pasir)  maka  kadar UIA  mulai  meningkat  lagi  karena  habisnya karbon  dari  molase.  Kondisi  ini  dapat  dilihat pada  Gambar  9,  dimana  nilai  UIA  di  dalam wadah  pemeliharaan  lobster  pasir  kembali meningkat  menjadi  8  kali (38,1%)  diatas  nilai ambangnya, kondisi ini sama dengan nilai UIA di  kompartemen  filter  mekanis.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  penambahan  molase harian kemungkinan diperlukan untuk pengelolaan amonia yang berkelanjutan. Sedangkan  wadah  pemeliharaan  lobster  pasir kontrol "tanpa dosis" (sistem FT) (Gambar 10) ternyata hanya menunjukkan sedikit penurunan  kadar  UIA  selama  pengujian berlangsung.  Dari  gambar  terlihat  bahwa persentase  penurunan  nilai  UIA  nya  ternyata sedikit  lebih  tinggi  (23,8%)  dibandingkan dengan  penurunan  nilai  UIA  di  dalam kompartemen biofilter. Hasil ini menunjukkan bahwa  hanya  dengan  penggantian  air  ternyata tidak  mencukupi  untuk  mengurangi  nilai  UIA dalam media pemeliharaan. Komponen bakteri nitrifikasi  dan  penambahan  molase  terbukti sangat  efektif  untuk  menghilangkan  nilai  UIA dari  dalam  media  pemeliharaan  selama pemeliharaan lobster pasir berlangsung.
Gambar  9.  Fluktuasi  TAN  dan  UIA  di  dalam bak pemeliharaan lobster pasir RAS.
Gambar 10. Fluktuasi TAN dan UIA di dalam bak  pemeliharaan  lobster  pasir  sistem  air mengalir (FT).
Molase  adalah  bentuk  ideal  dari karbon  organik  karena  murah  dan  sebagian besar  mengandung  karbohidrat  tanpa  nitrogen tambahan.  Molase  ini  dapat  dengan  mudah ditambahkan,  hanya  dengan  mencampurkan air  dan  memercikkan  langsung  ke  dalam wadah  pemeliharaan.  Molase  mengandung sekitar  40%  karbon  yang  berarti  perlu ditambahkan  sekitar  32  gr  molase  untuk memenuhi  setiap  gram  bio  nitrogen-tersedia (Willet  and  Morrison,  2006).  Namun  dosis molase  yang  lebih  rendah  dikonsumsi  oleh bakteri  terlebih  dahulu  sebelum  asimilasi amonia  yang  sempurna  tercapai.  Lebih  lanjut dijelaskan  oleh  Willet  and  Morrison,  (2006) bahwa  dengan  penambahan  dosis  molase tunggal, lebih dari 65% TAN dikeluarkan dari badan air dalam waktu enam jam.  Dosis yang lebih  tinggi  memungkinkan  asimilasi  bakteri secara terus-menerus sehingga setelah 12 jam, amonia  di  dalam  air  hampir  hilang.  Dalam kegiatan ini kami tidak melakukan pengamatan 12 jam setelah pemberian molase, tetapi  pengamatan  secara  rutin  kami  lakukan seminggu  setelah  pemberian  molase.  Dari Gambar  11  terlihat  bahwa  dengan  pemberian dosis tunggal sebesar 64 gr/gr TAN maka nilai TAN  tidak  terlalu  berfluktuasi  dan  cenderung mengalami  penurunan  yang  cukup  signifikan setelah pemberian molase ke dalam kompartemen biofilter.
Gambar 11. Penambahan molase (gr) di dalam kompartemen  biofilter  berdasarkan  kenaikan UIA.
Desinfeksi  air  umumnya  dilakukan dengan  menggunakan  metode  yang  awalnya digunakan  di  industri  air  minum.  Desinfeksi air  tawar  di  industri  air  minum  terutama bergantung pada perlakuan dengan klorin, UV, ozon,  dan  ultrafiltrasi.  Di  sisi  lain,  perlakuan desinfeksi  air  asin  menggunakan  UV,  ozon, ion  tembaga,  dan  teknik  elektrolitik.  Karena setiap metode memiliki kelebihan dan kekurangan,  metode  yang  dipilih  harus  sesuai dengan  spesifikasi  dan  tujuan  RAS.  Dalam kegiatan  ini  kami  mempergunakan  UV sterilizer  dengan  panjang  gelombang  254  nm yang  dijalankan  selama  24  jam  penuh  selama pengujian  berlangsung.  Disinfeksi  UV  banyak digunakan  dalam  perikanan.  Unit  desinfeksi UV  dilengkapi  dengan  lampu  sinar  ultraviolet dengan  mekanisme  sebagai  berikut:  sinar ultraviolet dengan panjang gelombang 254 nm merusak inti sel mikroorganisme di dalam air, yang mengakibatkan kematian mikroorganisme.  Dari  berbagai  lampu  UV yang  tersedia  secara  komersial,  lampu  dengan panjang  gelombang  254  nm  adalah  yang paling efektif untuk desinfeksi, karena panjang gelombang  serapan  UV  maksimum  untuk DNA  mendekati  260  nm.    Dalam  produksi benih ikan laut merah di RAS, UV membunuh 99,9% bakteri di dalam air (Yamamoto, 2013). Metode  ini  aman  dan  sederhana,  namun perlakuan yang terlalu lama akan menghasilkan  oksidan  dalam  jumlah  yang berlebihan dalam air yang diolah. Oleh karena itu,  pengaruh  negatif  dari  oksidan  perlu dipantau.  Dalam  kegiatan  ini,  UV-sterilizer diletakkan  di  bagian  luar  kompartemen desinfeksi.  Air  yang  telah  didesinfeksi kemudian  masuk  ke  dalam  kompartemen desinfeksi.  Dari  Gambar  12  a  terlihat  bahwa air  laut  yang  telah  didesinfeksi  mempunyai kemelimpahan  vibrio  yang  sangat  rendah  dan hal  ini  terus  berlangsung  hingga  pengujian
berakhir,  sedangkan  untuk  jumlah  bakteri lainnya  hanya  terpantau  sedikit  naik  pada  tiga kali  pengambilan  sampling.  Demikian  pula halnya  dengan  fluktuasi  dan  kemelimpahan vibrio di tandon air bersih (Gambar 12 b) yang menunjukkan  kemelimpahan  vibrio  yang sangat  rendah  selama  masa  pengujian.  Air bersih  dengan  kemelimpahan  vibrio  yang rendah  ini  kemudian  dialirkan  ke  wadah- wadah pemeliharaan lobster pasir.
Air bersih yang berasal dari tandon air bersih  yang  dialirkan  ke  wadah-wadah pemeliharaan ternyata akan berubah kondisinya  begitu  masuk  di  dalam  wadah- wadah  pemeliharaan  lobster  pasir.  Dari Gambar  12  c  terlihat  bahwa  kemelimpahan vibrio  dan  bakteri  dapat  mengalami  kenaikan hingga  10  kali  lipat  (dari  10 2 menjadi  10 3 CFU/ml).  Hal  ini  dapat  disadari  karena  di dalam wadah-wadah pemeliharaan tersebut air bersih  tadi  akan  langsung  terkontaminasi dengan  berbagai  sumber  nitrogen,  seperti  dari sisa  pakan,  feses,  urine  dan  lobster  pasir  itu sendiri.  Namun  dari  data  terlihat  bahwa walaupun  mengalami  kenaikan  hingga  10  kali lipat  tetapi  kemelimpahannya  masih  dalam kisaran  10 3 CFU/ml.  Kemelimpahan  vibrio dan  bakteri  yang  tinggi  ini  harus  diwaspadai jika  nilainya  telah  mencapai  diatas  10 4
CFU/ml.  Jika  hal  ini  terjadi  maka  cara  yang paling tepat adalah melakukan penggantian air sebanyak  yang  diperlukan  (diatas  5%)  hingga kemelimpahan  vibrio  turun  kembali  dibawah 10 3 CFU/ml  dan  harus  segera  dilakukan evaluasi  secara  keseluruhan  terhadap  sistem RAS  yang  sedang  berjalan  tersebut.  Telah diketahui  sebelumnya  dari  hasil  kegiatan perekayasaan  ini  bahwa  hanya  dengan penggantian  air  ternyata  tidak  mencukupi untuk  mengurangi  nilai  UIA  dalam  media pemeliharaan.  Hal  ini  ternyata  juga  terjadi pada  kemelimpahan  bakteri  di  dalam  wadah- wadah pemeliharaan dengan sistem penggantian air konvensional. Dari Gambar 12 d  terlihat  bahwa  hanya  pada  beberapa sampling  saja  kemelimpahan  vibrio  bisa mencapai di bawah 10 1 -10 2 CFU/ml, sedangkan  pada  sampling  lainnya  terlihat bahwa  kemelimpahan  vibrio  telah  mencapai diatas 10 2 -10 3 CFU/ml. Hasil ini menunjukkan  bahwa  perlakuan  penggantian air  saja  tidak  akan  mencukupi  untuk memperbaiki  kualitas  air  yang  dipakai  untuk pemeliharaan hewan akuatik.
Gambar  12.  Fluktuasi  dan  kemelimpahan bakteri  dan  vibrio  di  dalam  kompartemen desinfeksi  (a);  tandon  air  bersih  (b);  di  dalam bak  pemeliharaan  RAS  (c)  dan  sistem  air mengalir (FT)  (d).
Kemampuan UV-sterilizer yang sangat  efektif  untuk  membunuh  vibrio memang  hanya  terlihat  didalam  kompartemen desinfeksi  (Gambar  12  a).      Dari  Gambar  13, terlihat  bahwa  perlakuan  secara  biologis  dan mekanis  ternyata  tidak  secara  signifikan mengurangi  kemelimpahan  vibrio  dan  bakteri di masing-masing kompartemen RAS tersebut. Dari data terlihat bahwa di kedua kompartemen  tersebut  tidak  terlihat  adanya penurunan  kemelimpahan  vibrio  dan  bakteri, dan  nilainya  masih  dalam  kisaran  10 2 -10 3 CFU/ml. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan  UV-sterilizer  sangat  diperlukan dalam  RAS  agar  kemelimpahan  vibrio  dapat terus  ditekan  selama  pemeliharaan  hewan akuatik tersebut. Dengan kemelimpahan vibrio yang  rendah  maka  kemungkinan  untuk terjadinya serangan penyakit pada lobster pasir di dalam sistem RAS dapat dihindarkan
Gambar  13.  Fluktuasi  dan  kemelimpahan bakteri  dan  vibrio  di  dalam  kompartemen biofilter dan filter mekanis.

## SIMPULAN
 Dari  hasil  studi  ini  diketahui  bahwa RAS  dapat  menjaga  kualitas  air  yang stabil dalam waktu yang relatif lama.
 Bakteri  nitrifikasi  yang  tumbuh  di dalam  komponen  biofilter  mampu menurunkan kadar amonium nitrogen, dimana  akumulasi  dari  nitrat  nitrogen (NO 3 - ) yang dihasilkan dari perombakan  nitrit  nitrogen  (NO 2 - ) oleh  bakteri  nitrifikasi,  merupakan sinyal  bahwa  proses  ―pematangan‖ bakteri  nitrifikasi  telah  tercapai  yang memerlukan  waktu  sekitar  6  minggu setelah sistem RAS dijalankan.
 Proses nitrifikasi mengkonsumsi alkali,  karenanya  menurunkan  nilai pH  di  dalam  air,  selain  itu  juga mengkonsumsi sejumlah besar oksigen    sehingga  suplai  oksigen  ke dalam  kompartemen  biofilter  harus dipertahankan.
 Ketersediaan  bahan  organik  yang tinggi dapat mempromosikan
pertumbuhan bakteri nitrifikasi. Namun  demikian,  akumulasi  bahan organik  yang  berlebihan  pada  RAS tidak  secara  signifikan  meningkatkan jumlah  bakteri  heterotrofik  sehingga diperlukan  penambahan  unsur  karbon (ex.  molase)  untuk  meningkatkan pertumbuhan bakteri tersebut.
 Rendahnya  jumlah  bakteri  dan  vibrio sistem RAS disebabkan oleh
(b) (a) (c) (d)
e-ISSN : 2656-7474 DOI:https://doi.org/10.47685/barakuda45.v4i1.205 2022 penggunaan UV-sterilizer dengan panjang gelombang 254 nm.

## DAFTAR PUSTAKA
Alem,  M.D.B.  2018.  Studi  Pengurangan Ammonia  pada  Pendederan  Kakap Merah  ( Lutjanus sp)  dengan  Sistem Budidaya Resirkulasi. Skripsi . Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Bregnballe.  J.    2015. A  Guide  to Recirculation Aquaculture: An introduction to the new environmentally  friendly  and  highly productive closed fish farming sistems .  The  Food  and  Agriculture Organization  of  the  United  Nations (FAO) and EUROFISH International Organisation.
Crab,  R.,  Avnimelech,  Y.,  Defoirdt,  T., Bossier,  P.,  Verstraete,  W.  2007. Nitrogen  removal  techniques  in aquaculture for a sustainable production. Aquaculture 270: 1–14. Emerson, K., Russo, R.C., Lund, R.E. and Thurston,  R.V.  1975.  Aqueous Ammonia  Equilibrium  Calculations: Effects  of  pH  and  Temperature. Journal  of  the  Fisheries  Research Board  of  Canada Vol.  32:  2379- 2383.
Fleckenstein,  L.J.,  Tierney,  T.W.  and  Ray A.J. 2018. Comparing biofloc, clear- water,  and  hybrid  recirculating nursery  sistems  (Part  II):  Tilapia ( Oreochromis  niloticus )  production and water quality dynamics. Aquacultural  Engineering 82:  80– 85.
Fujita,  K.,  Yamamoto,  K.,  Takizawa,  S. 1994.  Classification  of  filtration, rapid-filtration, bio-filtration, membrane-filtration. Gihodo , Tokyo, p 301.
Kawai, A., Yoshida, Y., Kimata, M. 1965. Biochemical  studies  on  the  bacteria in  the  aquarium  with  a  circulating sistem.  II.  Nitrifying  activity  of  the
filter sand. Nippon Suissan Gakkaishi 31: 65-71. Lukman.  2005.  Uji  Pemeliharaan  Ikan Pelagis Irian ( Melanotaenia boesemani ) di Dalam Sistem Resirkulasi. Jurnal Iktiologi Indonesia , 5 (1): 25-30. McGee,  M.  and  Cichra,  C.  1988. Principles  of  Water  Recirculation and Filtration in Aquaculture. Department of Fisheries and Aquatic Sciences, Florida Cooperative Extension  Service,  Institute  of  Food and Agricultural Sciences, University of Florida . Mulyadi,  Tang,  U.    and  Yani,  E.S.  2014. Sistem Resirkulasi dengan
Menggunakan  Filter  yang  Berbeda terhadap  Pertumbuhan  Benih  Ikan Nila ( Oreochromis niloticus ). Jurnal Akuakultur  Rawa  Indonesia ,  2(2)
:117-124.
Ray,  A.J.,  Drury,  T.H.,  Cecil,  A.  2017. Comparing  clear-water  RAS  and biofloc sistems:
Shrimp ( Litopenaeus  vannamei )  production, water, quality, and biofloc nutritional contributions  estimated  using  stable isotopes. Aquacultural  Engineering
77: 9–14.
Suastika Jaya, IBM.,  Anshory, L., Suyuti, R.M.  dan  Riswandi,  M.A.  2019.
Perbandingan  Aplikasi  RAS  dan Flow-Through Sistem dalam Pembesaran Udang Vaname ( Litopenaeus  vannamei )  di  Bak Indoor. Jurnal Perekayasaan Akuakultur  Indonesia Volume  I Nomor 4, Oktober: 56-70. Suantika, G., Situmorang, M.L., Kurniawan,  J.B.,  Pratiwi,  S.A., Aditiawati,  P.,  Astuti,  D.I.,  Azizah, F.F.N.,  Djohana,  Y.A.,    Zuhrid,  U., Simatupang, T.M.. 2018. Development  of  a  zero  water discharge (ZWD)—Recirculating
aquaculture  sistem  (RAS)  hybrid sistem  for  super  intensive  white shrimp ( Litopenaeus vannamei )
culture under low salinity conditions
e-ISSN : 2656-7474 DOI:https://doi.org/10.47685/barakuda45.v4i1.205 2022 and its  industrial trial in commercial shrimp urban farming in Gresik, East
Java, Indonesia.
Aquacultural Engineering 82: 12–24. Takeuchi, T. (Editor). 2017. Application of Recirculating  Aquaculture  Sistems in  Japan. Fisheries  Science  Series.
Springer Japan KK and the Japanese Society of Fisheries Science . Van  Wyk,  P.,  Scarpa,  J.  1999. Water quality requirements and management.  In:  Van  Wyk  P.,  M. Davis-Hodgkins, R. Laramore
(Editors)  Farming  marine  shrimp  in recirculating freshwater sistems . Florida:  Florida  Department  of Agriculture  and  Consumer  Services. Harbor  Branch  Oceanic  Institute.  P 141-162.
Willet,  D.  and  Morrison,  C.  2006.  Using molasses to control inorganik nitrogen & pH in aquaculture ponds. Queensland Aquaculture News , Issue 28.
Wuertz,  S.,  Hermelink,  B.  and  Schulz,  C.
2014.  Pike  Perch  In  Recirculation Aquaculture:  Suhu  Controls  Gonad Maturation,  Growth  Performance.
Global aquaculture advocate May/June 2012. Yamamoto, Y. 2013. Research of development  for closed  recirculation sistem for seed production in marine fishes. Doctoral  dissertation of graduated  School  of  Marine  Science and  Technology,  Tokyo  University of  Marine  Science  and  Technoogy. 206p