Ringkasan:Konsentrasi oksigen terlarut (DO) di kolam budidaya biasanya diatas saturasi selama siang hari dan kemudian bisa drop pada malam harinya. Manajemen DO di kolam yang airnya statis sulit, sehingga kolam yang tanpa-aerasi biasanya tebaran dan laju pakannya dibatasi. Atau jika menggunakan aerator pun biasanya hanya efektif di malam hari. Dalam budidaya di keramba dan net-pen, konsentrasi DO biasanya tak bisa dimanipulasi.
Meskipun gas atmosfere mengandung sekitar 21% molekul oksigen, namun konsentrasinya di kolam perairan budidaya bisa menurun sehingga tak mendukung
survival dan pertumbuhan yang baik dari species yang dibudidaya. Seperti gas atmosfer lainnya, oksigen mempunyai karakteristik kelarutan dan dissolusinya di air sangat proporsional terhadap persentase komposisi dan tekanan parsialnya dalam atmosfer.
Tekanan oksigen di udara diatas permukaan air mendorong molekul oksigen kedalam air hingga tekanan oksigen dalam air sama dengan tekanan yang ada di udara. Hal ini dikenal sebagai saturasi oksigen. Molekul air yang terkandung dalam air disebut oksigen terlarut (DO).
Konsentrasi dalam AirKonsentrasi DO, biasanya ditunjukkan sebagai hubungan berat/volume seperti mg/liter yang kelarutannya menurun dengan meningkatnya suhu air dan salinitas (Tabel 1), dan menurunnya tekanan barometer. Persamaan berikut bisa digunakan untuk mengkonversi konsentrasi DO untuk tekanan standard pada saturasi pada tekanan barometrik lain.
D.O. saturasi = D.O dari Tabel 1 x Tekanan Barometrik (mm)
760
Contohnya, andaikata suhu air di kolam air tawar adalah 200C dan tekanan barometrik adalah 710 mm. Konsentrasi DO pada saturasi adalah 8,48 mg/l – sekitar 0,6 mg/l kurangnya dari tekanan 760 mm.
Perubahan tekanan barometrik harian relatif kecil dan hanya berpengaruh 0,1 atau 0,2 mg/l terhadap konsentrasi DO. Perubahan tekanan barometrik yang sangat besar terjadi dengan perubahan elevasi. Kelarutan DO pada suhu 200C di air tawar adalah 9,08 mg/l pada level laut, tetapi hanya 7,19 mg/l pada ketinggian 2000 m, dimana tekanan rata-rata 608 mm.
Tabel 1. Kelarutan oksigen (mg/l) sebagai suatu fungsi suhu dan salinitas pada kelembaban udara tekanan barometer 760 mm. Dari Benson and Krause 1984
Konsentrasi saturasi DO meningkat dengan meningkatnya kedalaman air karena tekanan hidrostatis bertambah terhadap gerakan tekanan barometrik di air permukaan.
Variasi KonsentrasiPenyebab utama variasi DO di perairan umum adalah fotosintesa oleh tumbuhan akuatik dan respirasi oleh seluruh organisme akuatik. Proses-proses ini mengakibatkan konsentrasi DO berubah lebih cepat dibandingkan difusi oksigen antara udara dan air yang dapat mempertahankan suatu kondisi yang jenuh. Biasanya, air dalam kolam budidaya mempunyai konsentrasi DO diatas saturasi pada waktu siang hari yang kemudian turun dibawah saturasi pada waktu malam.
Molekul oksigen berdifusi dari air ke udara jika level DO lewat jenuh dan dari udara ke air jika konsentrasinya kurang dari saturasinya. Perbedaan konsentrasi DO dan saturasinya merupakan deficit oksigen. Deficit yang lebih besar tsb merupakan kecenderungan oksigen untuk bertukar melewati permukaan air. Namun , turbulensi permukaan air karena angin atau pengaerasian akan mengakibatkan pertukaran oksigen yang lebih cepat.
Jumlah DO dalam air kadang-kadang ditunjukkan sebagai persen saturasi menurut persamaan berikut.
Saturasi (%) = Konsentrasi DO yang terukur (mg/l)
Konsentrasi DO pada saturasi (mg/l)
Pengaruh terhadap Species BudidayaDi kolam, air permukaan seringkali kurang dari 50% saturasinya dengan DO pada waktu subuh dan diatas 200% saturasinya pada siang-sore hari. Supersaturasi DO jarang berbahaya terhadap ikan atau udang. Namun demikian, supersaturasi air dengan udara bisa menjadi masalah utama pada ikan trout atau hatchery lain yang mengakibatkan trauma gas bubble.
Tabel 2. Pengaruh konsentrasi DO di kolam ikan tropis
249
Pengaruh konsentrasi DO terhadap species budidaya yang biasa dilaporkan adalah mengenai basis konsentrasi DO untuk range suhu optimal species yang dipertimbangkan (Tabel 2). Dalam kenyataannya, hewan akuatik lebih bisa merespon tekanan oksigen dalam air daripada konsentrasi DO.
Manajemen DOManajemen DO dalam kolam dengan air statis sangat sulit, karena plankton, benthos, dan organisme lain menggunakan DO lebih banyak daripada yang digunakan oleh species budidaya. Petambak tradisional/tanpa kincir biasanya membatasi tebaran dan pakannya yang terbukti aman sebelumnya. Di tambak ikan lele, misalnya, input pakan untuk kolam tanpa kincir dibatasi hingga 30-40 kg/ha/hari.
Petambak yang bijaksana mengukur konsentrasi DO pada malam hari dan menambahkan pengaerasian emergensi dengan tenaga traktor atau aerator emergensi jika diperlukan. Aerasi untuk kolam ikan lele dengan aerator elektrik mampu menopang input pakan harian diatas 100 kg/ha dan bahkan lebih hingga produksi 4x lipat dari produksi yang mungkin dicapai di kolam tanpa-aerasi.
Jika aerator dijalankan di siang hari, aerasi tsb meningkatkan lepasnya oksigen ke udara jika air kolam tsb supersaturasi dengan DO. Aerator juga paling efektif dalam mentransfer oksigen ke air pada saat malam hari. Di kolam, species budidaya harus berkompetisi dengan organisme lain untuk DO tambahan tsb. Studi kolam lele menyatakan bahwa hanya 15 – 25% dari DO yang ditimbulkan oleh aerator yang digunakan untuk species budidaya.
Flow-Through, Sistem KerambaDalam sistem budidaya flow-through, arus air yang deras membatasi pertumbuhan plankton dan membuang limbah langsung. Hampir semua DO yang ada dalam air ‘mengalir’ untuk ikan. Tebaran dan laju pemberian pakan di 'raceway' trout harus ditentukan sehingga konsentrasi DO tak turun dibawah 5 mg/l dan membuat ikan stress.
Andaikata air mengandung 10 mg/l DO masuk ke suatu 'raceway' dengan laju 10 m3/menit. Suplai air tersedia DO 5 mg/l atau 72 kg DO/hari (5gram/ m3 x 10 m3/menit x 1.440 menit/hari x 10-3). Ini biasanya memungkinkan untuk mengaplikasikan 5 kg pakan untuk tiap kilogram DO, sehingga 360 kg pakan dapat diaplikasikan setiap hari. Biomass ikan butuh menggunakan seluruh DO yang tersedia pada feeding rate harian 3% dari berat badan akan menjadi 12.000 kg (360 kg pakan/hari : 0,03).
Cara menghitung kalkulasi diatas dapat terangkum dalam persamaan berikut untuk menghitung carrying capacity sistem flow-through.
Carrying capacity (kg) = Q (DO1 – 5) (7,2)
Prosentase BWD/100
Dimana Q = inflow (m3/menit), DO1 = DO dalam inflow (mg/l atau g/m3)
BWD = body weight/day (berat badan/hari)
Aerasi juga dapat digunakan untuk meningkatkan carrying capacity dalam system flow-through. Namun, di air deras hampir semua DO yang disuplai oleh aerasi tersedia untuk ikan, karena disitu hanya sedikit organisme lain yang menggunakannya.
Di budidaya keramba dan net pen, atau budidaya bivalve shellfish, konsentrasi DO di air ditimbulkan dari kondisi alamiahnya dan biasanya tak terpengaruhi oleh manajemen. Lokasi untuk proyek budidaya semacam itu harus bisa memberikan kualitas air dan sirkulasi air yang baik. Banyak pembudidaya cage culture/budidaya keramba mendapatkan pengalaman terkait penurunan DO yang sangat mengkhawatirkan jika terjadi destratifikasi suhu di danau eutrofik.
*merupakan terjemahan dari “Dissolved Oxygen Management in Aquaculture” by Claude Boyd in Global Aquaculture Advocate Jan/Febr 2008
