JURNAL BIONATURA 2013 - Biologi UIN Alauddin Makassar

Bionatura-Jurnal Ilmu-ilmu Hayati dan Fisik
ISSN 1411 - 0903
Vol. 14, No. 3, November 2012: 186 - 194
PENGARUH KOMBINASI ABU VULKANIK MERAPI, PUPUK ORGANIK DAN
TANAH MINERAL TERHADAP SIFAT FISIKO-KIMIA MEDIA TANAM SERTA
PERTUMBUHAN TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.)
Nurlaeny, N., Saribun, D.S. dan Hudaya, R.
Jurusan Ilmu Tanah dan Sumber Daya Lahan, Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran
Jl. Raya Bandung-Sumedang Km 21 Jatinangor 45363
E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Kerugian serius yang ditimbulkan bagi areal pertanian akibat material vulkanik yang dikeluarkan saat
gunung berapi meletus terutama ditentukan oleh ketebalan lapisan abu, musim dan intensitas curah
hujan serta jenis dan fase pertumbuhan tanaman. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi
pengaruh kombinasi abu vulkanik Merapi, pupuk kandang sapi dan tanah mineral terhadap sifat fisikokimia media tanam dengan indikator pertumbuhan tanaman jagung (Zea mays L.) Percobaan dilakukan
dalam rumah kasa dari bulan Februari - Juli 2011 di kebun percobaan Fakultas Pertanian Universitas
Padjadjaran dengan ketinggian tempat ± 740 m dpl. Rancangan percobaan menggunakan rancangan acak
kelompok faktor tunggal dengan sembilan kombinasi perlakuan dan tiga kali ulangan. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa berbagai kombinasi media tanam yang terdiri dari abu vulkanik Merapi, pupuk
kandang sapi dan tanah mineral memberikan pengaruh yang sangat nyata (α .01) terhadap kandungan
C-organik, asam humat-fulvat, bobot isi dan bobot kering pupus tanaman jagung. Kandungan C-organik
dan asam humat-fulvat mempunyai korelasi positif dengan bobot kering pupus tanaman, tetapi bobot isi
media tanam berkorelasi negatif dengan bobot kering pupus tanaman.
Kata kunci: abu vulkanik Merapi, asam humat-fulvat, C-organik, pupuk kandang sapi
EFFECTS OF MERAPI VOLCANIC ASH, MANURE AND MINERAL SOIL ON
PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF GROWING MEDIA
AND MAIZE (Zea mays L.) PLANT GROWTH
ABSTRACT
Volcanic ash fall can have serious detrimental effects on agricultural crops depending on ash thickness,
timing and intensity of subsequent rainfall, the type and growing condition of a crop. The purpose of this
research was to evaluate the effects of combination of Merapi volcanic ash, cow manure and mineral soil
on some physicochemical properties of growing media. The pot experiment in a screen house was carried
out from February - July 2011, in the experiment field of Agriculture Faculty, Padjadjaran University
Jatinangor at ± 740 m above sea level. The experiment used a randomized block design, which arranged
in one factor, nine combination treatments and three replications. Results of this research showed that
combination of Merapi volcanic ash, cow manure and mineral soil as growing media gave highly
significant effects (α .01) on organic-C, humic-fulvic acids, bulk density and dry weight of maize. There
was a positive correlation between dry weight of maize with organic-C and humic-fulvic acids content,
but it had a negative correlation with bulk density of its growing media.
Key words: cow manure, humic-fulvic acids, Merapi volcanic ash, organic-C
PENDAHULUAN
Material vulkanik yang berasal dari
letusan gunung Merapi pada tanggal 26
Oktober 2010 berpotensi meningkatkan
kesuburan lahan pertanian di kemudian hari.
Menurut Shoji & Takahashi (2002) material
ini merupakan bahan yang kaya akan unsur-
unsur hara, sehingga dapat memerbaharui
sumberdaya lahan. Meskipun demikian,
timbunan material vulkanik dalam jumlah
banyak juga dapat berdampak negatif bagi
pertumbuhan tanaman terutama terhadap
tanah sebagai media tumbuhnya. Masalah
yang ditimbulkan pada lahan yang baru
terdampak material vulkanik untuk dijadikan
187
Nurlaeny, N., Saribun, D.S. dan Hudaya, R.
sebagai media tanam adalah sifat fisik, kimia
dan biologinya yang tidak mendukung
pertumbuhan tanaman secara optimal.
Berdasarkan kadar silikanya,
batuan hasil erupsi gunung berapi dapat
dikelompokkan menjadi batu vulkanik
masam (kadar SiO2 > 65%), sedang (3565%) dan basa (< 35%) (McGeary et al.,
2002). Tingginya kadar Si, Al dan Fe dalam
material vulkanik Merapi akan memberikan
dampak yang sangat merugikan bagi
pertumbuhan tanaman dan kesehatan tanah.
Diketahui bahwa material vulkanik belum
dapat menyumbangkan unsur hara bagi
tanaman, karena merupakan bahan baru
(recent material) yang belum mengalami
pelapukan sempurna dan juga dominasi
fraksi pasir menjadikan material vulkanik
ini tidak dapat menahan air.
Hardjowigeno (2003) menyatakan
bahwa bobot isi (bulk density) menunjukkan
perbandingan antara berat tanah kering
dengan volume tanah, termasuk volume
pori-pori tanah. Bobot isi tanah merupakan
petunjuk kepadatan tanah, dimana semakin
tinggi bobot isi tanah semakin sulit untuk
meneruskan air atau ditembus akar tanaman.
Berbagai jenis bahan organik mampu
memperbaiki sifat fisika, kimia dan biologi
suatu media tanam (Lengkong & Kawulusan,
2008). Fungsi utama bahan organik antara
lain memperbaiki struktur tanah dan daya
simpan air, memasok unsur hara dan asamasam organik untuk melepaskan ikatanikatan material secara kimia, meningkatkan
kapasitas tukar kation dan daya ikat hara,
serta sebagai sumber karbon, mineral dan
energi bagi mikroba (Syukur & Harsono,
2008). Ameliorasi dengan bahan organik
merupakan salah satu alternatif yang
mampu meminimalisasi dampak negatif
dari kandungan unsur kimia berlebih pada
suatu media tanam. Melalui proses khelasi,
kelebihan unsur-unsur kimia yang bersifat
toksik bagi tanaman akan dikurangi atau
dikhelat oleh adanya bahan-bahan pembenah
tanah (Clemens et al., 1990).
Asam humat-fulvat merupakan fraksi
bahan organik yang mempunyai peranan
penting dalam reaksi kimia di dalam tanah.
Besarnya kandungan total asam humat-
fulvat dalam bahan organik berkorelasi
dengan besarnya kandungan lignin dan
polifenol (Fox et al., 1990). Melalui
pembentukan khelat logam-organik, asamasam organik akan melarutkan mineralmineral primer dan sekunder yang ada di
dalam media tanam dan selanjutnya akan
menjadi tersedia bagi tanaman (Foy et al.,
1978). Makin besar afinitas kation logam
terhadap asam humat-fulvat, maka semakin
mudah terlepasnya kation dari permukaan
berbagai jenis mineral.
Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi perubahan sifat-sifat fisik dan kimia
yang terjadi dalam media tanam yang terdiri
dari kombinasi abu vulkanik Merapi, pupuk
kandang sapi dan tanah mineral Inceptisol
yang berasal dari lapisan subsoil. Parameter
yang diamati ditujukan untuk mengetahui
hubungan antara bobot kering pupus tanaman
jagung (Zea mays L.) dengan kandungan
C-organik, asam humat-fulvat, dan bobot isi
media tanam.
BAHAN DAN METODE
Penelitian ini menggunakan pot
plastik bervolume 10 kg yang dilaksanakan
pada bulan Februari - Juli 2011 dalam rumah
kasa (screen house) di kebun percobaan
Fakultas Pertanian UNPAD Jatinangor,
Kabupaten Sumedang, Jawa Barat dengan
ketinggian tempat 740 m dpl. Material abu
vulkanik Merapi diambil pada tanggal 1819 Desember 2010 dari Dusun Somoketro,
Kecamatan Salam, Kabupaten Magelang
(± 17 km arah Utara dari kaki G. Merapi),
pupuk kandang sapi berasal dari peternakan
sapi PEDCA Jatinangor (Tabel 2a) dan tanah
mineral ordo Inceptisols asal Jatinangor
diambil dari lapisan subsoil (Tabel 2b).
Tanaman indikator yang digunakan adalah
jagung hibrida varietas Bisi-16 (Zea mays
L.) dengan dosis pupuk dasar Urea (300 kg/
ha), SP-18 (200 kg/ha), KCl (100 kg/ha)
(Departemen Pertanian, 2004).
Penelitian dilaksanakan dengan
menggunakan metode eksperimen dalam
Rancangan Acak Kelompok faktor tunggal
dengan sembilan kombinasi perlakuan.
Kombinasi perlakuan terdiri atas (I) 0%
188
Pengaruh Kombinasi Abu Vulkanik Merapi, Pupuk Organik dan Tanah Mineral
abu vulkanik Merapi + 50% pupuk kandang
sapi + 50% tanah mineral, (II) 40% abu
vulkanik Merapi + 10% pupuk kandang
sapi + 50% tanah mineral (III) 30% abu
vulkanik Merapi + 20% pupuk kandang
sapi + 50% tanah mineral, (IV) 20% abu
vulkanik Merapi + 30% pupuk kandang sapi
+ 50% tanah mineral, (V) 10% abu vulkanik
Merapi + 40% pupuk kandang sapi + 50%
tanah mineral, (VI) 40% abu vulkanik
Merapi + 50% pupuk kandang sapi + 10%
tanah mineral, (VII) 30% abu vulkanik
Merapi + 50% pupuk kandang sapi + 20%
tanah mineral, (VIII) 20% abu vulkanik
Merapi + 50% pupuk kandang sapi + 30%
tanah mineral, (IX) 10% abu vulkanik
Merapi + 50% pupuk kandang sapi + 40%
tanah mineral. Perlakuan tersebut diulang
tiga kali sehingga total kombinasi perlakuan
berjumlah 27 pot percobaan.
Parameter pengamatan utama yang
diuji secara statistik meliputi kandungan
C-organik yang dianalisis dengan metode
Walkley & Black; kandungan asam humatfulvat dianalisis dengan pengekstrak 0,5 M
NaOH/0,1 M Na2P2O7 (Stevenson, 1994);
bobot isi media tanam ditentukan dengan
menghitung massa tanah per volume total
tanah, dalam kondisi tanah basah maupun
kering (Wesley (1973) serta penimbangan
bobot kering pupus tanaman jagung hibrida
dilakukan pada fase pertumbuhan vegetatif
akhir. Parameter penunjang dalam penelitian
ini adalah sifat-sifat kimia pupuk kandang
sapi, sifat fisika tanah mineral Inceptisol dan
komponen pertumbuhan tanaman (tinggi
tanaman, jumlah daun dan diameter batang).
Pengaruh kombinasi perlakuan terhadap parameter yang diamati diuji secara
statistik menggunakan analisis sidik ragam
pada taraf nyata sampai sangat nyata (.05
-.01%) sesuai rancangan percobaan yang
digunakan. Perbedaan nilai rata-rata diantara
kombinasi perlakuan diuji dengan Uji Jarak
Berganda Duncan (DMRT). Hubungan
antara bobot kering pupus tanaman jagung
hibrida dengan kandungan C-organik, asam
humat-fulvat dan bobot isi media tanam diuji
dengan analisis regresi-korelasi (Gomez &
Gomez, 1995).
Tabel 1. Komposisi kimia abu vulkanik
Merapi
No.
1.
2.
3.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13
14
15
16
17
18
19
20
Parameter
SiO2 (%)
Al2O3 (%)
Fe2O3 (%)
MgO (%)
Na2O (%)
K2O (%)
MnO (%)
TiO2 (%)
P2O5 (%)
Kadar air (%)
pH H2O (1:2,5)
pH KCl 1 N (1:2,5)
SO4 (mg kg-1)
Ca (mg kg-1)
Mg (mg kg-1)
C-organik** (%)
N total **.(%)
KTK** (cmol kg-1)
Nilai
54,56
18,37
18,59
2,45
3,62
2,32
0,17
0,92
0,32
0,11
7,60
7,31
801
442
152
0,63
0,14
10,57
Tekstur **:
Pasir (%)
Debu (%)
Liat (%)
70,2
10,0
19,8
Keterangan: Hasil Analisis di Pusat PPTMB, 2010
**)
Hasil Analisis di Lab.Kimia Tanah
Fakultas Pertanian Unpad, 2011
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil analisis menunjukkan bahwa
abu vulkanik Merapi yang digunakan
dalam penelitian ini memiliki pH agak
alkalis yaitu 7,60 dan didominasi oleh
fraksi pasir sebanyak 70,2% (Tabel
1). Material vulkanik yang merupakan
bahan baru (recent material) dipastikan
belum dapat menyumbangkan unsur hara
bagi tanaman karena belum mengalami
pelapukan yang sempurna. Dominasi fraksi
pasir juga menjadikan material vulkanik
ini mempunyai kemampuan memegang air
yang rendah yang ditunjukkan dari nilai
kadar airnya sebesar 0,11%.
Pemberian amelioran pupuk kandang
sapi dan tanah mineral Inceptisol pada
189
Nurlaeny, N., Saribun, D.S. dan Hudaya, R.
berbagai kombinasi perlakuan (Tabel 2)
menunjukkan adanya perbaikan sifat fisika
dan kimia media tanam berbahan campuran
abu vulkanik Merapi tersebut.
Tabel 2. Kombinasi perlakuan
Perlakuan
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
AVM
(%)
PKS
(%)
TM
(%)
%
Berat
0
40
30
20
10
40
30
20
10
50
10
20
30
40
50
50
50
50
50
50
50
50
50
10
20
30
40
100
100
100
100
100
100
100
100
100
Bobot
(kg/
pot )
10
10
10
10
10
10
10
10
10
Keterangan: AVM = abu vulkanik Merapi; PKS =
pupuk kandang sapi; TM = tanah mineral
Pupuk kandang sapi yang mempunyai
kandungan C-organik sebesar 38,38%
(Tabel 3a) mampu meningkatkan kandungan
bahan organik dalam media tanam. Menurut
Hayes dan Clapp (2001) humus yang
merupakan fraksi bahan organik mempunyai
peranan penting bagi struktur dan porositas
tanah. Selain merupakan koloid dengan
luas permukaan spesifik yang tinggi, serta
mampu mempertukarkan kation dan anion,
humus juga mampu memegang air sebanyak
4-6 kali lebih besar dari beratnya.
Tabel 3a. Komposisi kimia pupuk kandang
sapi
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
11.
12.
Parameter
pH H2O
KTK (cmol/kg)
C organik (%)
N total (%)
P total (%)
K total (%)
Ca total (%)
Mg total (%)
C/N
Kadar Air (%)
Asam humat-fulvat (%)
Nilai
7,99
18,50
38,38
1,69
0,41
0,55
3,27
0,36
23
8,40
0,42
Keterangan: Hasil Analisis di Lab. Kimia Tanah Fakultas
Pertanian Unpad, 2011
Tingginya kandungan fraksi liat
pada tanah mineral yang digunakan dalam
penelitian ini (Tabel 3b) menunjukkan bahwa
pada berbagai kombinasi media tanam ini,
fraksi liat dengan muatan negatifnya berperan
sebagai tapak jerapan (cation exchanger)
bagi kation-kation hara yang berasal dari
proses penguraian pupuk kandang sapi.
Tang & Rengel (2003) menyatakan bahwa
partikel mineral liat dan bahan organik tanah
merupakan sumber muatan negatif terbesar
di dalam tanah.
Tabel 3b. Komposisi kimia tanah mineral
Inceptisol dari lapisan subsoil
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10.
11.
12.
13.
14.
Parameter
pH H2O (1: 2,5)
pH KCl 1 N (1 : 2,5)
C-Organik (%)
N-total (%)
C/N
P2O5 Olsen (mg kg-1)
P2O5 HCl 25% (mg 100 g-1)
K2O HCl 25% (mg 100 g-1)
Kation Dapat Tukar:
Ca (cmol kg-1)
Mg (cmol kg-1)
K (cmol kg-1)
Na (cmol kg-1)
KTK (cmol kg-1)
Kejenuhan Basa (%)
Al+3 dd (cmol/kg)
H+ dd (cmol/kg)
Tekstur:
Pasir (%)
Debu (%)
Liat (%)
Nilai
7,06
6,85
0,49
0,12
4
5,12
5,02
tt*)
3,4
4,2
0,1
0,1
21,14
36,90
0,03
0,37
7,3
31,2
61,5
Keterangan: tt*) = tidak terukur; Hasil Analisis di Lab.
Kimia Tanah – Fakultas Pertanian Unpad,
2011.
Hasil uji statistik (α .01) menunjukkan
bahwa persentase abu vulkanik Merapi,
pupuk kandang sapi dan tanah mineral dalam
berbagai kombinasi media tanam secara
nyata mempengaruhi kandungan C-organik
(Tabel 4). Kombinasi 30% abu vulkanik
Merapi, 50% pupuk kandang sapi dan 20%
tanah mineral (perlakuan VII) memberikan
190
Pengaruh Kombinasi Abu Vulkanik Merapi, Pupuk Organik dan Tanah Mineral
kandungan C organik tertinggi (4,64%),
sementara kandungan C organik terendah
(0,43%), dihasilkan oleh kombinasi 40%
abu vulkanik Merapi, 10% pupuk kandang
sapi dan 50% tanah mineral (perlakuan II).
Hal ini sejalan dengan pernyataan Syukur
(2005), bahwa penambahan bahan organik
berbanding lurus dengan peningkatan
C-organik tanah dan sebaliknya. Meskipun
demikian sifat fisika media tanam seperti
tekstur, porositas, bobot isi dan kapasitas
menahan air merupakan faktor yang juga
harus diperhitungkan (Baldwin, 2006).
Peningkatan persentase pupuk kandang sapi secara nyata meningkatkan
kandungan asam humat-fulvat pada media
tanam (Tabel 4). Konsentrasi asam humatfulvat tertinggi dalam media tanam (0,21%)
disebabkan oleh tingginya persentase pupuk
kandang sapi dan rendahnya persentase
abu vulkanik pada kombinasi perlakuan
IX (10% abu vulkanik Merapi + 50%
pupuk kandang sapi + 40% tanah mineral).
Diduga selain media tanam mendapatkan
sumbangan asam humat-fulvat dari pupuk
kandang sapi (0,42%), aktivitas mikroba
yang mendekomposisi pupuk organik juga
akan menghasilkan sejumlah asam organik
dari metabolitnya. Diketahui bahwa bakteri
merupakan kelompok mikroba dekomposer
yang jumlahnya paling banyak dan bersama
dengan mikroba indigen dari tanah mineral
akan memberikan kontribusi dalam
menguraikan bahan organik, mensintesis
asam-asam atau senyawa organik tertentu
serta memicu proses mineralisasi N (Conte et
al., 2003; Winarso, 2005). Sebaliknya pada
kombinasi perlakuan VI (40% abu vulkanik
Merapi + 50% pupuk kandang sapi + 10%
tanah mineral) menunjukkan konsentrasi
asam humat-fulvat yang terendah (0,08%).
Kondisi lingkungan media tanam yang tidak
optimal untuk mendukung pertumbuhan
dan aktivitas mikroba dekomposer diduga
merupakan akibat dari dominannya material
vulkanik yang masih baru.
Selain dapat meningkatkan kandungan C-organik, kapasitas menahan air, daya
larut unsur hara P, K, Ca dan Mg, serta
kapasitas tukar kation, pemberian pupuk
organik juga mampu menurunkan kejenuhan
Al serta bobot isi tanah (Lund & Doss,
1980; Aidi et al., 1996). Hasil uji statistik
menunjukkan bahwa media tanam yang
mengandung 40-50% pupuk kandang sapi
secara nyata (α .01) memberikan bobot isi
yang rendah (0,58-0,61 g/cm3) (Tabel 4),
sementara media tanam dengan persentase
pupuk kandang sapi 10-30% menunjukkan
nilai bobot isi yang lebih besar (1,09 g/
cm3). Menurut Wesley (1973) bobot isi atau
kerapatan isi tanah merupakan indikator
Tabel 4. Pengaruh kombinasi abu vulkanik Merapi, pupuk kandang sapi dan tanah mineral
terhadap terhadap C-organik, asam humat-fulvat, bobot isi media tanam dan bobot
kering pupus tanaman Jagung
Kombinasi perlakuan
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
0 % AVM + 50 % PKS + 50 % TM
40 % AVM + 10 % PKS + 50 % TM
30 % AVM + 20 % PKS + 50 % TM
20 % AVM + 30 % PKS + 50 % TM
10 % AVM + 40 % PKS + 50 % TM
40 % AVM + 50 % PKS + 10 % TM
30 % AVM + 50 % PKS + 20 % TM
20 % AVM + 50 % PKS + 30 % TM
10 % AVM + 50 % PKS + 40 % TM
C-organik
(%)
Asam humatfulvat (%)
Bobot isi
(g/cm3)
3,34 cde
0,43 a
0,87 ab
1,86 abc
2,71 cd
2,28 bcd
4,64 e
3,08 cde
3,90 de
0,11 ab
0,09 a
0,09 a
0,10 ab
0,13 abc
0,08 a
0,15 abc
0,19 bc
0,21 c
0,61 a
1,09 b
0,83 ab
0,75 ab
0,65 a
0,63 a
0,58 a
0,58 a
0,60 a
Bobot kering
pupus
(g/tanaman)
263,49 d
63,89 a
119,43 ab
171,84 bc
209,77 cd
222,29 cd
277,90 d
283,27 d
227,48 cd
Keterangan: AVM = abu vulkanik Merapi; PKS = pupuk kandang sapi; TM = tanah mineral Angka yang diikuti oleh huruf yang
sama tidak berbeda nyata pada taraf uji DMRT 5%.
191
Nurlaeny, N., Saribun, D.S. dan Hudaya, R.
kepadatan suatu jenis tanah, dimana makin
tinggi nilai kerapatan isi tanah, makin
sulit tanah tersebut untuk meneruskan air
atau ditembus akar tanaman. Tingginya
pemberian pupuk kandang sapi (40-50%)
ke dalam media tanam ternyata mampu
memperbaiki struktur tanah sehingga hal
ini mendukung pendapat Yunus (2004) yang
menyatakan bahwa semakin kecil angka
kerapatan isi tanah, maka kegemburan tanah
semakin meningkat.
Perbedaan perlakuan kombinasi media
tanam menghasilkan pertumbuhan tanaman
jagung hibrida yang beragam (Tabel 5a-c).
Komponen pertumbuhan tanaman terbaik
dihasilkan dari kombinasi 30% abu vulkanik
Merapi, 50% pupuk kandang sapi dan 20%
tanah mineral (perlakuan VII) dengan tinggi
tanaman (200,3 cm), jumlah daun terbanyak
(14 helai) dan diameter batang terbesar
(3,20 cm). Sifat fisika media tanam yang
mempunyai nisbah antara fraksi liat dan pasir
yang berimbang, didukung oleh tingginya
kandungan bahan organik pada perlakuan
VII, menyebabkan daya pegang air, reaksi
kimia dan proses penyerapan unsur hara
oleh tanaman dapat berjalan dengan baik.
Hal ini juga mendukung pernyataan Musfal
(2010), bahwa banyaknya jumlah daun
tanaman jagung berbanding lurus dengan
pertumbuhan tinggi tanaman.
Peningkatan persentase abu vulkanik
Merapi dan penurunan persentase pupuk
kandang sapi pada kombinasi perlakuan
II-VI menghasilkan nilai komponen pertumbuhan tanaman yang terendah. Diduga
sifat fisik media tanam tidak optimal
dalam mendukung pertumbuhan tanaman.
Ketidakseimbangan nisbah antara fraksi liat
dan pasir dapat menyebabkan daya pegang
Tabel 5. Pengaruh kombinasi abu vulkanik Merapi, pupuk kandang sapi dan tanah mineral
terhadap nilai rata-rata tinggi tanaman (a), jumlah daun (b) dan diameter batang (c)
a. Tinggi Tanaman (cm)
Perlakuan
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
1
7,4
7,8
6,0
7,4
9,3
7,1
7,7
9,0
5,7
2
29,9
28,8
29,3
30,1
35,8
30,8
30,0
34,0
25,0
3
59,3
61,7
58,1
57,1
66,4
60,2
59,0
63,6
51,9
Umur Tanaman (MST)
4
5
90,7
121,9
72,2
88,3
84,1
108,1
86,3
113,0
94,2
123,2
89,6
118,1
89,8
125,1
88,9
127,7
82,2
125,7
6
149,3
103,9
126,5
133,7
150,4
139,9
154,6
151,7
145,8
7
163,5
113,0
134,9
149,0
168,8
156,0
176,3
167,7
165,0
8
177,6
117,0
141,2
162,0
183,5
172,1
200,3
185,8
182,5
b. Rata-rata Jumlah Daun (helai)
Perlakuan
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
1
3
2
2
2
3
2
3
3
2
2
5
5
5
6
5
5
5
5
5
3
8
8
8
7
8
8
8
8
8
Umur Tanaman (MST)
4
5
9
11
8
8
9
10
9
10
10
11
9
10
9
11
9
11
9
11
6
13
10
11
12
12
11
12
12
12
7
13
10
11
12
12
12
12
12
12
8
13
11
12
12
12
12
14
13
12
192
Pengaruh Kombinasi Abu Vulkanik Merapi, Pupuk Organik dan Tanah Mineral
c. Rata-rata Diameter Batang (cm)
Perlakuan
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
1
0,27
0,27
0,30
0,27
0,27
0,26
0,25
0,28
0,20
2
0,59
0,59
0,64
0,70
0,71
0,65
0,61
0,6
0,48
3
1,10
1,08
1,37
1,25
1,43
1,27
1,33
1,42
9,70
Umur tanaman (MST)
4
5
1,95
2,67
1,53
1,83
1,82
2,33
1,90
2,20
1,73
2,17
1,78
2,40
2,02
2,53
2,10
2,88
1,65
2,33
6
2,02
1,83
2,33
2,43
2,43
2,67
2,83
2,90
2,68
7
3,12
2,13
2,50
2,53
2,58
2,83
3,10
3,13
2,97
8
3,22
2,23
2,53
2,63
2,82
2,96
3,20
3,20
3,03
Keterangan: MST = minggu setelah tanam
air, reaksi kimia dan proses penyerapan unsur
hara oleh akar tanaman tidak berlangsung
dengan baik (Shoji & Takahashi, 2002).
Indikator tentang hubungan antara
sifat fisik dan sifat kimia dalam media
tanam dicerminkan oleh bobot kering pupus
tanaman jagung yang dihasilkan (Gambar
1a-c).
Hubungan antara bobot kering pupus
tanaman jagung (277,90 - 283,3 g tanaman-1)
(Tabel 4) dengan parameter C-organik
memperlihatkan suatu korelasi positif yang
ditunjukkan dengan persamaan regresi linier
Y = 47,35X + 83,72 (r = 0,90); demikian
juga dengan parameter asam humat-fulvat
mempunyai persamaan regresi Y = 941,8X +
84,35 (r = 0,60). Sebaliknya, korelasi negatif
(a). C-organik
(b). asam humat-fulvat
(c). bobot isi media tanam
Gambar 1. Hubungan antara bobot kering pupus
tanaman jagung dengan C-organik
(a), asam humat-fulvat (b) dan bobot
isi media tanam (c)
antara bobot kering pupus tanaman jagung
dengan bobot isi media tanam ditunjukkan
oleh persamaan regresi Y= - 313,9x + 497,1
(r = 0,95). Hal ini membuktikan bahwa
angka bobot isi media tanam yang rendah
akan meningkatkan kegemburan tanah yang
selanjutnya berdampak terhadap banyaknya
unsur hara yang terserap per satuan bobot
biomassa tanaman yang dihasilkan (Musfal,
2010).
SIMPULAN
Kombinasi perlakuan abu vulkanik Merapi,
pupuk kandang sapi dan tanah mineral
Inceptisol berpengaruh nyata terhadap sifat
fisiko-kimia media tanam. Kandungan
C-organik, dan asam humat-fulvat pada
media tanam berkorelasi positif dengan bobot
kering pupus tanaman jagung, sedangkan
bobot isi media tanam berkorelasi negatif
dengan bobot kering pupus tanaman jagung.
Nurlaeny, N., Saribun, D.S. dan Hudaya, R.
DAFTAR PUSTAKA
Aidi, N., A. Jumberi & R.D. Ningsih.
1996. Peranan Pupuk Organik dalam
Meningkatkan Hasil Padi Gogo di
Lahan Kering. Prosiding Seminar
Teknologi Sistem Usahatani Lahan
Rawa dan Lahan Kering. Balittra
Banjarbaru. Hal.: 567-578
Baldwin, K.R., 2006. Soil Quality
Consideration for Organic Farmers.
North Carolina Cooperative Extension
Service Publ. NC State University.
Clemens, D.F., Whitehurst, B.M. &
Whitehurst, G.B., 1990. Chelates
in Agriculture. Fertilizer Research
25:127-131.
Conte, P. R. Spaccini, M. Chiarella, & A.
Piccolo, 2003. Chemical Properties
of Humic Substances in Soils of an
Italian Volcanic System. Geoderma
117: 243–250
Departemen Pertanian, 2004. Sosialisasi
Jagung Hibrida. On line: http://deptan.
go.id/ (Diakses pada 15 Juni 2011)
Fiantis, D. 2000. Colloid-Surface Characteristics and Amelioration Problems of
Some Volcanic Soils in West Sumatra,
Indonesia. Ph. D. Thesis. Universiti
Putra Malaysia, Serdang, Selangor,
Malaysia. 315 p.
Fox, R.H., Myers R.J.K. & Vallis I., 1990.
The nitrogen mineralization rate of
legume residues in soils as influenced
by their polyphenol, lignin and nitrogen
contents. Plant Soil, 129: 251-259.
Foy, C. D., Chaney, R. L. & White, M. C.,
1978. The physiology of metal toxity
in plants. Ann. Rev. Plant Physiol.
29:511–566
Gomez, K.A., & Gomez, A.A., 1995.
Prosedur Statistik Untuk Penelitian
Pertanian (Terjemahan). Universitas
193
Indonesia Press, Jakarta.
Hardjowigeno, S. 1987. Ilmu Tanah. Edisi
Pertama. PT Mediayatama Sarana
Perkasa. Jakarta.
Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah.
Akademika Pressindo, Jakarta.
Hayes, M.H.B., & Clapp C.E., 2001.
Humic substances: considerations of
compositions, aspects of structure, and
environmental influences. Soil Science
166, 723-737. doi: 10.1097/00010694200111000-00002.
Lengkong, J. E. & R. I. Kawulusan. 2008.
Pengelolaan Bahan Organik Untuk
Meme-lihara Kesuburan Tanah. Soil
Environment Vol 6, No.2, Agustus
2008 Hal: 91–97.
Lund, F.Z. & B.D. Doss. 1980. Residual
Effect of Dairy Cattle Manure on Plant
Growth and Soil Properties. Agron. J.
72: 123-130.
McGeary, D., Plummer, C.C & D. H.
Carlson. 2002. Physcal Geology
Earth Reavealed. McGraw Hill Higher
Education. Boston. 574 p.
Musfal, 2010. Potensi Cendawan Mikoriza
Arbuskila untuk Meningkatkan Hasil
Tanaman Jagung. J. Penelitian dan
Pengembangan Pertanian, 29(4).
Shoji S. & T. Takahashi, 2002. Environmental
and Agricultural Significance of
Volcanic Ash Soils. Jpn. J. Soil Sci.
Plant Nutr. 73: 113-135
Stevenson, F.J., 1994. Humus Chemistry:
Genesis, Composition, Reactions, 2nd
Ed. Wiley, New York.
Syukur, A. 2005. Pengaruh Pemberian Bahan
Organik terhadap Sifat-sifat Tanah dan
Pertumbuhan Caisim di Tanah Pasir
Pantai. J. Ilmu Tanah dan Lingkungan
Vol 5 (1) (2005) Hal.: 30-38.
Pengaruh Kombinasi Abu Vulkanik Merapi, Pupuk Organik dan Tanah Mineral
Tang, C., & Rengel, Z., 2003. Role of
plant cation/anion uptake ratio in soil
acidification. In: Handbook of Soil
Acidity, Eds. Z Rengel), pp 57-81
Marcel Dekker, New York.
Wesley, L. D. 1973. Mekanika Tanah.
Terjemahan Badan Penerbit Pekerjaan
Umum. Jakarta.
194
Winarso, S. 2005. Kesuburan Tanah. Dasar
Kesehatan dan Kualitas Tanah.
Penerbit Gava Media. Yogyakarta.
Yunus Y. 2004. Tanah dan Pengolahan. CV.
Alfabeta, Bandung
Bionatura-Jurnal Ilmu-ilmu Hayati dan Fisik
ISSN 1411 - 0903
Vol. 14, No. 3, November 2012: 196 - 201
EFEKTIVITAS PEMBERIAN BEBERAPA BAHAN DAN DOSIS ANESTESI
PADA PRAKONDISI KERANG Anodonta woodiana
Lumenta, C., dan Gybert, M.
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Sam Ratulangi
E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Kendala utama produksi mutiara adalah tingginya mortalitas kerang ketika berlangsung proses implantasi.
Kerang yang akan diimplantasi untuk budidaya mutiara perlu dikondisikan dalam keadaan yang
memudahkan pembukaan cangkangnya. Berhubung hingga kini belum tersedia informasi penggunaan
anestesi dalam budidaya mutiara air tawar, prinsip-prinsip yang diaplikasikan adalah prinsip yang selama
ini berhasil diaplikasikan dalam budidaya mutiara laut. Penelitian untuk menentukan respons kerang
terbaik pada beberapa jenis dan dosis minyak bahan anestesi pada prakondisi kerang dilaksanakan di
Balai Budidaya Air Tawar (BBAT) Tatelu di Kecamatan Dimembe, Kabupaten Minahasa. Penelitian
dirancang menggunakan metode rangcangan acak lengkap dengan pola faktorial dengan 2 faktor yaitu
jenis dan dosis. Faktor jenis mempunyai 4 taraf yaitu minyak menthol, minyak cengkeh, minyak pala
dan minyak sereh dan faktor dosis dengan 3 taraf yaitu 1,5 ml, 2,5 ml dan 3,5 ml, dimana masing-masing
perlakuan diulang sebanyak 3 kali. Hasil penelitian menunjukkan penggunaan bahan anestesi berupa
minyak pala dengan dosis 2,5 ml/l lebih efektif untuk prakondisi (respons, waktu relaksasi, waktu pulih
dan mortalitas) dibandingkan dengan dosis–dosis 1,5 ml/l dan 3,5 ml/l dan dengan bahan-bahan anestesi
minyak cengkeh, minyak menthol dan minyak sereh.
Kata kunci: bahan dan dosis anestesi, kerang Anodonta woodiana, prakondisi
EFFECTIVENESS OF ANESTHETIC MATERIALS AND DOSE ON
PRECONDITION OF Anodonta woodiana SHELLS ABSTRACT
The main problem on oysters culture is the high mortality during implantation process. Oysters that
will be implanted for cultivation need to be conditioned in a state that facilitates the opening of its
shell. Because the information on the use of anesthesia in the cultivation of freshwater oyster is not
yet available, these principles that was used is the principle which has been successfully applied in the
cultivation of sea oyster. This study aims to determine the best responses to materials anesthetic and dose
in precondition of Anodontawoodiana which is done at Freshwater Aquaculture Center (BBAT) Tatelu
in District Dimembe, Minahasa Regency. The study was designed by using completely randomized
design factorial pattern with two factors: materials anesthetic and dose. Material anesthetic factor has
4 degree such as menthol oil, clove oil, nutmeg oil and lemongrass oil. Dose has 3 degree such as
1,5 ml, 2,5 ml and 3,5 ml. Each treatment was repeated 3 times. The results showed that nutmeg oil
dose of 2,5 ml/l more effective for precondition (respons, relaxation time, recovery and mortality rate)
than dose of 1,5 ml/l and 3,5 ml/l and than another materials anasthethic (menthol oil, clove oil, and
lemongrass oil).
Key words: materials and dose of anasthethic, Anodonta woodiana oyster, precondition
PENDAHULUAN
Kendala utama produksi budidaya
mutiara adalah tingginya mortalitas kerang
ketika berlangsung proses implantasi.
Kegiatan dalam menggerakkan proses ini
ditandai mempengaruhi kualitas mutiara yang
dihasilkan (Norton et al.,2000). Penggunaan
anestesi pada tiram dalam budidaya mutiara
laut ternyata dapat mengurangi kendala
tersebut. Sebagaimana halnya tiram, kerang
yang akan diimplantasi untuk budidaya
mutiara air tawar perlu dikondisikan dalam
keadaan yang memudahkan pembukaan
cangkangnya.
197
Lumenta, C., dan Gybert, M.
Hingga kini belum tersedia informasi
penggunaanan astesi dalam budidaya mutiara
air tawar, karena itu prinsip-prinsip yang dapat
diaplikasikan adalah prinsip yang selama
ini berhasil diaplikasikan dalam budidaya
mutiara laut. Dalam hal ini, Mamangkey. et al.
(2009) mengaplikasikan pada tiram, bahanbahan anestesi berupa 2-phenoxyethanol,
benzocaine, cairanmethol, minyak cengkeh,
dan phenoxytol.
Menurut O’Connor & Lawier (2002),
penggunaan bahan kimia dapat dilakukan
dengan mempertimbangkan resiko pada
kerang itu sendiri. Dianjurkan untuk
menggunakan bahan anestesi dengan daya
larut tinggi dalam air sehingga mempercepat
kemampuan rileks kerang. Pada kerang
mutiara donor lebih banyak digunakan
anestesi daripada si penerima ketika proses
penyisipan inti berupa irisan mantel.
Sebagaimana dilaporkan Mamangkey et
al. (2009), bahan anestesi yang digunakan
pada tiram menyebabkan tiram rileks dan
meningkatkan waktu di mana tiram dapat
digunakan sebagai donor jaringan atau irisan
mantel.
Norton et al. (2000) mengungkapkan
bahwa anestesi dapat menurunkan stres dan
mortalitas pada kerang ketika dilakukan
implantasi inti mutiara. Perkembangan
menunjukkan selain untuk implantasi,
anestesi memungkinkan pemindahan lapisan
jaringan dari kerang donor kekerang resipien
tanpa membunuh mereka (Acosta-Salmon.
et al., 2004; Acosta–Salmon dan Southgate,
2005; 2006). Lebih lanjut dinyatakan bahwa
secara potensial dengan cara ini mengizinkan
pendonor menghasilkan mutiara yang berkualitas tinggi dan donor mutiara yang
telah mengalami proses anestesi untuk
memindahkan lapisan jaringan (AcostaSalmon et al., 2004). Pendekatan ini
sungguh-sungguh menguntungkan pada
industri budidaya mutiara, dan membenarkan
penelitian dengan menggunakan anestesi
pada kerang mutiara. Penelitian ini bertujuan
untuk menentukan respons kerang terbaik
pada beberapa jenis dan dosis minyak bahan
anestesi pada prakondisi kerang.
BAHAN DAN METODE
Hewan uji
Kerang yang digunakan sebagai
hewan uji, dikumpulkan dari kolam-kolam
BBAT Tatelu yang induknya semula berasal
dari Danau Tondano. Ukuran kerang untuk
penelitian ini berkisar di antara 108-138 mm
dan yang belum matang gonad. Seleksi kerang
uji dilakukan dari stok yang terkumpul. Dalam
hal ini, kerang diangkat dari air untuk melihat
apakah masih hidup atau sudah mati, apakah
kerang masih segar dan tidak dalam keadaan
lemah dan apakah cangkangnya dalam keadaan
utuh, tidak dalam keadaan retak atau pecah.
BahanAnestesi
Bahan uji yang digunakan adalah
bahan alami dengan masing-masing empat
jenis bahan anestesi dan tiga dosis yaitu:
minyak mentol, minyak cengkeh, minyak
pala, minyak sereh, minyak sereh. Bahan
uji efektif digunakan untuk prakondisi.
Secara khusus, pembukaan cangkang kerang
dapatdimudahkan ketika kerang dianestesi,
sehingga memudahkan penanganan kerang
dalam proses implantasi.
Wadah Percobaan
Dalam percobaan untuk mengetahui
respons dan memilih jenis serta dosis bahan
anestesi yang efektif dalam prakondisi,
percobaan dilaksanakan dalam loyang
plastik berdiameter 50x40x25 cm, volume 30
liter air, sebanyak 12 buah yang dilengkapi
dengan blower sebagai aerasi.
Percobaan anestesi pada Anodonta
woodiana
berlangsung
pada
ruang
laboratorium basah di BBAT Tateludan
dilaksanakan dalam loyang plastik sebanyak
12 buah. Dalam percobaan yang dirancang
secara acak lengkap berpola faktorial ini
diuji 2 faktor yaitu jenis bahan anestesi
(dengan empat taraf) dan faktor dosis
(dengan tiga taraf) sehingga terdapat 12
kombinasi perlakuan jenis dan dosis yang
masing-masing diulang tiga kali. Keduabelas
kombinasi perlakuan tersebut adalah:
a. Minyak Sereh dengan dosis anestesi
sebanyak 1,5 ml/l
198
Efektivitas Pemberian Beberapa Bahan Dan Dosis Anestesi
b. Minyak Sereh dengan dosis anestesi
sebanyak 2,5 ml/l
c. Minyak Sereh dengan dosis anestesi
sebanyak 3,5 ml/l
d. Minyak Cengkeh dengan dosis anestesi
sebanyak 1,5 ml/l
e. Minyak Cengkeh dengan dosis anestesi
sebanyak 2,5 ml/l
f. Minyak Cengkeh dengan dosis anestesi
sebanyak 3,5 ml/l
g. Minyak Menthol dengan dosis anestesi
sebanyak 1,5 ml/l
h. Minyak Menthol dengan dosis anestesi
sebanyak 2,5 ml/l
i. Minyak Menthol dengan dosis anestesi
sebanyak 3,5 ml/l
j. Minyak Pala dengan dosis anestesi
sebanyak 1,5 ml/l
k. Minyak Pala dengan dosis anestesi
sebanyak 2,5 ml/ L
l. Minyak Pala dengan dosis anestesi
sebanyak 3,5 ml/l
dan kematian (ekor).
Pengamatan respons dilakukan dengan
mencatat lama waktu kerang rileks dan waktu
pemulihan. Pengamatan ini berlangsung
kurang lebih selama satu jam. Setelah
pengamatan selesai kerang dipindahkan
pada air normal tanpa perlakuan selama
satu jam. Kemudian kerang dimasukkan
dengan menggunakan wadah keranjang,
sesuai masing-masing perlakuan yang sudah
diletakkan di saluran air untuk diamati
kelangsungan hidupnya selama satu bulan.
Kematian kerang pada masing-masing
perlakuan dicatat. Penentuan kombinasi
perlakuan yang efektif dalam prakondisi dari
Anodontawoodiana didasarkan atas besaran
respons, panjangnya waktu relaksasi,
pendeknya waktu pemulihan, rendahnya
kematian, dan berpenampilan normal selama
satu bulan.
Setiap wadah percobaan diisi air
sebanyak 30 liter, diberi bahan anestesi sesuai
dengan kombinasi perlakuan yang akan diuji,
dan kerang ditebarkan sebanyak sembilan
individu tiap wadah. Dalam percobaan
pertama ini pengamatan dilakukan terutama
terhadap respons kerang (%), waktu relaksasi
dan waktu pemulihan atau recovery (menit),
Uji coba anestesi pada kerang ini
menggunakan empat jenis minyak yaitu
minyak sereh, minyak cengkeh, minyak
menthol, dan minyak pala. Sesuai dengan
tiga dosis bahan minyak yang dicobakan,
yaitu 1,5 ml/l, 2,5 ml/l, 3,5 ml/l, hasil
pengamatannya disajikan secara ringkas
pada Tabel 1 berikut.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1. Hasil uji coba penggunaan bahan anestesi pada kerang A. woodiana dan pengaruhnya terhadap
respons, waktu relaksasi dan waktu pulih, dan mortalitas
Perlakuan
Minyak Sereh
Minyak
Cengkeh
Minyak
Menthol
Minyak Pala
Anestesi Dosis
(ml/l)
Rata-rata
Respons (%)
Rata-rata Lama
Waktu Relaks
(Menit)
Rata-rata
Lama Waktu
Pemulihan (Menit)
Rata-rata
Mortalitas
(%)
1,5
0
0,00
-
3,70
2,5
55,56
10,33
10
3,70
3,5
44,44
14,67
15
14,81
1,5
0
0,00
-
7,41
2,5
3,70
0,00
-
22,22
3,5
0
0,00
-
11,11
1,5
11,11
10,33
10
3,70
2,5
22,22
10,00
10
3,70
3,5
18,52
10,33
10
11,11
1,5
44,44
15,33
15
11,11
2,5
81,48
15,00
5
7,41
3,5
48,15
15,00
10
14,81
Keterangan: Rata-rata tiga ulangan, sembilan ekor setiap ulangan
Lumenta, C., dan Gybert, M.
Dari Tabel 1 terlihat respons rata-rata
tertinggi kerang Anodonta woodiana terdapat
pada pemberian anestesi minyak pala dengan
dosis 2,5 ml/l, yaitu sebesar 81,5%. Kerang
sama sekali tidak memberikan respons pada
pemberian minyak sereh 1,5 ml/l, minyak
cengkeh 1,5 ml/l dan 3,5 ml/l (Gambar 1).
Pemberian bahan anestesi berupa minyak
sereh dengan dosis 1,5 ml/l terhadap
kerang, tidak terlihat adanya kerang yang
mengalami rileks maupun pemulihan, karena
kerang memang tidak memberikan respons.
Kejadian yang sama juga diperlihatkan pada
pemberian bahan anestesi minyak cengkeh
pada dosis 1,5, 2,5 dan 3, 5 ml/l. Kecuali
pemberian minyak cengkeh dengan dosis
2,5 ml/l.
Pemberian bahan anestesi berupa
minyak menthol dan minyak pada pada
semua dosis menunjukkan waktu rileks
dan waktu pulih yang konsisten. Pemberian
minyak menthol dengan dosis yang berbeda
mengalami rileks dan waktu pulih yang
hampir sama, 10 menit. Pemberian minyak
pala pada semua dosis menunjukkan waktu
relaks yang relatif sama (15 menit) tetapi
beragam dalam waktu pulihnya.
Tingkat mortalitas tertinggi selama
satu bulan pemeliharaan terdapat pada
pemberian bahan anestesi minyak cengkeh
dengan dosis 2,5 ml/l sebanyak 22,22%.,
sedangkan tingkat mortalitas terendah
terdapat pada pemberian bahan anestesi
minyak sereh dengan dosis 1,5 ml/l dan 2,5
ml/l dan minyak menthol dengan dosis 1,5
ml/l dan 2,5 ml/l dengan tingkat mortalitas
rata-rata 11,11%.
Gambar 1. Respons Kerang Anodonta
woodiana terhadap Bahan
Anestesi
199
Jumlah kerang yang memberikan
repons, seperti terlihat dalam Gambar
1, menunjukkan respons individu yang
selama satu jam berada dalam wadah
percobaan, bereaksi terhadap bahan anestesi sebagaimana diperlihatkan dengan
pembukaan cangkangnya. Ternyata, minyak
pala direspons secara merata oleh kerang
yang diuji, dibandingkan bahan anestesi
lainnya. Sementara analisis yang dilakukan
menunjukkan adanya pengaruh yang nyata
dari penggunaan bahan anestsi dan terdapat
interaksi antara jenis dan dosis bahan anestesi
sebagaimana ditunjukkan oleh responsnya.
Meskipun demikian, diantara semua
bahan dan dosis anestesi yang dicobakan,
ternyata minyak pala dengan dosis 2,5 ml/
lmemperoleh respons tertinggi (Tabel 1).
Pengamatan lebih jauh mencatat
respons kerang terhadap minyak pala
dengan dosis 2,5 ml/l, nampaknya terjadi
lebih lambat dibandingkan dengan respons
dari minyak lainnya yang berbeda baik jenis
maupun dosisnya. Dalam hal ini, waktu
relaks kerang yang ditandai oleh bukaan
cangkangnya, berlangsung rata-rata 15 menit
setelah dimasukkan ke wadah percobaan,
yang kemudian diikuti dengan waktu tercepat
dalam pemulihannya ketika dipindahkan ke
wadah yang tanpa bahan anestesi.
Sebagai rangkaian dalam uji coba
ini, pengamatan umum dilakukan pula
untuk mengetahui keadaan kerang setelah
menerima bahan anestesi. Selama sebulan,
kerang yang telah pulih dan bertahan hidup
dipelihara dalam penampungan stok kerang
percobaan. Hasilnya, sebagian besar ditandai
hidup (Tabel 2). Dari kelompok kerang yang
semula teranestesi dengan minyak pala
berdosis 2,5 ml/l, ditemukan hanya satu
individu yang mengalami kematian, suatu
jumlah yang relatif terkecil dibandingkan
dengan kelompok kerang yang semula
teranestesi dan berespons dengan bahan
yang dicobakan lainnya.
Dalam budidaya kerang atau tiram
mutiara, bahan anestesi digunakan untuk
membius agar cangkangnya terbuka guna
memudahkan penempatan inti atau iritan.
Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan,
penggunaan bahan anestesi terhadap
Efektivitas Pemberian Beberapa Bahan Dan Dosis Anestesi
Tabel 2. Rata-rata Jumlah Kerang yang
Memberikan Respons pada
Setiap Kombinasi Jenis dan Dosis
Bahan Anestesi
Jenis Bahan
Anestesi
Minyak
Sereh
Minyak
Cengkeh
Minyak
Menthol
Minyak
Pala
Dosis (ml/l)
1,5
2,5
3,5
0,028 a 55,56 c 44,44 b
A
C
C
0,028 a 3,70 a 0028 a
A
A
A
11,11 a 22,22 b 18,52 b
B
B
B
44,44 a 81,48 b 48,15 a
C
D
C
Keterangan: Nilai dengan huruf kecil yang sama (arah
baris) dan huruf besar yang sama (arah
kolom) menunjukan tidak berbeda nyata pada
taraf 5%.
kerang A. woodiana ternyata belum pernah
dilakukan dan disajikan publikasinya.
Dalam hal ini, uji coba yang dilakukan
sesungguhnya mengacu pada aplikasi teknis
yang dikerjakan pada tiram mutiara air laut,
terutama anjuran yang diajukan Norton et
al. (2000) untuk menggunakan bahan alam
(minyak cengkeh dan menthol) dengan dosis
rendah.
Sebagaimana ditegaskan MartinsSousaet al. (2001) setelah menelaah sejumlah
sumber, beragam efek yang dialami moluska
atas pengaruh bahan anestesi, ditentukan
oleh jenis, konsentrasi, dan waktu eksposisi.
Demikian halnya dengan spesies moluska.
Jenis moluska dari genus Biompharia
mengalami pengaruh anestasi dari Cetamine
berkonsentrasi 0,25 mg/ml air. Seperti juga
Mamangkey et al. (2009), minyak cengkih
digunakan Bilbao et al (2010) sebagai bahan
anestesi pada abalone, meskipun keduanya
menandai ketidakefetifan dari minyak ini.
Keberhasilan dan kegagalan ternyata
dialami ketika menggunakan bahan anestesi.
Hal ini terungkap dari beberapa informasi
terkait dengan upaya meningkatkan efisiensi
budidaya mutiara air laut. Kegagalan
dilaporkan pada tiram Pinctada margatifera,
ketika untuk memudahkan penyisipan inti,
digunakan 2 ml/ L phenoxetal propilena
selama 15 menit yang setelah pemeliharaan
200
mengalami mortalitas secara signifikan.
Selanjutnya Norton et al. (1996) dan
O’Connor dan Lawier (2002) melaporkan
keberhasilan
menggunakan
propylene
phenoxetol dengan konsentrasi 2-3 ml/ L pada
jenis tiram Pinctada albina, P. ambricata,
P. margatifera, dan P. maxima. Demikian
pula dengan menggunakan Benzocaine pada
konsentrasi 1200mg/L yang diujicobakan
pada P. albina, P. margarifera, P. facata, sama
berhasilnya dalam menurunkan relaksaksi
pada periode pendek (Acosta–Salmon et al.,
2005).
Minyak pala dikenal selama ini sebagai
salah satu minyak astiri yang dihasilkan dari
destilasi uap atas daging dan/atau biji buah
pala. Martins-Sousaet al. (2001) menyatakan
komponen utama minyak pala adalah
miristisin yang bersifat racun dan mempunyai
efek narkotika. Selengkapnya, aroma minyak
pala mengandung d-camphene, d-pinene,
limonene, d-borneol, l-terpineol, geraniol,
safrol, dan myristicin. Dengan demikian,
relaksasi dapat berlangsung pada kerang
yang ditelaah ini sebagai tanggapan atas sifat
dan efek minyak pala tersebut.
SIMPULAN
Bahan ansetesi miyak pala dapat digunakan
untuk memudahkan penempatan iritan pada
kerang Anodonta woodiana. Minyak pala
direspon secara merata oleh kerang yang
di uji dibandingkan dengan bahan anestesi
yang lain. Minyak pala dengan dosis 2,5
ml/L memperoleh respon tertinggi oleh
kerang Anodonta woodiana.
UCAPAN TERIMA KASIH
Kepala Balai Budidaya Air Tawar (BBAT)
Tatelu, Dr. Ir. Amin Setiawan, M.S., Prof.
Dr. Sukaya Sastrawibawa, SU., Amrih Joko
W. M.P., Dr. Ir. Gybert Mamuaya, DAA, Ir.
Jhonly Solang
DAFTAR PUSTAKA
Acosta-Salmon, H., E. Martinez-Fernandez,
& P.C. Southgate, 2004. A new
approach to pearl oyster broodstock
Lumenta, C., dan Gybert, M.
201
selection: can saibo donors be used
as future broodstock.Aquaculture
231(1-4), 205-214.
oyster, Pinctada maxima (Jameson).
Fish and Shellfish Immunology 27,
164-174.
Acosta-Salmon, H., & P.C. Southgate,
2005. Mantle regeneration in the
pearl oysters Pinctada fucata and
Pinctada margaritifera. Aquaculture
246(1–4):447-453.
Martins-Sousa, R.L., D. Negrao-Correa,
F.S.M. Bezerra & P.M.Z Coelho.
2001. Anesthesia of Biomphalaria
spp. (Mollusca, Gastropoda): Sodium
pentobarbital is the rrug of choice.
Mem Inst Oswaldo Cruz, Rio de
Janeiro 96(3):391-392
Acosta-Salmon, H., & P.C. Southgate, 2006.
Wound healing after excision of
mantle tissue from the Akoya pearl
oyster, Pinctada fucata. Comp.
Biochem. Physiol. 143:264–268.
Bilbao, A., B. Sosa, H.P. Palacios & M.D.C.
Hernandez. 2010. Efficiency of
clove oil as anesthetic for Abalone
(HaliotisTuberculataCoccinea,
Revee). Journal of Shellfish Research
29(3):679-682.
Mamangkey, N.G.F., & P.C. Southgate,
2009. Regeneration of excised
mantle tissue by the silver–lip pearl
Norton, J.H., J.S. Lucas, I. Turner, R.J. Mayer,
& R. Newnham, 2000. Approaches to
improve cultured pearl formation in
Pinctada margaritifera through use
of relaxation, antiseptic application
and incision closure during bead
insertion. Aquaculture 184, 1–17.
O’Connor, W.A., & N.F. Lawler, 2002.
Propylene phenoxetol as a relaxant for
the pearl oysters Pinctada imbricata
and Pinctada albina. Asian Fish. Sci.
15, 51–57
Bionatura-Jurnal Ilmu-ilmu Hayati dan Fisik
ISSN 1411 - 0903
Vol. 14, No. 3, November 2012: 201 - 210
KESTABILAN WARNA KURKUMIN TERENKAPSULASI DARI KUNYIT
(Curcuma domestica Val. ) DALAM MINUMAN RINGAN DAN JELLY PADA
BERBAGAI KONDISI PENYIMPANAN
Tensiska., Nurhadi, B., dan Isfron, A.F.
Jurusan Teknologi Industri Pangan, Fakultas Teknologi Industri Pertanian,
Universitas Padjadjaran, Jatinangor.
E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Pigmen kurkumin dari kunyit bersifat tidak stabil terhadap cahaya, suhu dan perubahan pH, oleh karena
itu dilakukan penyalutan dengan polimer (mikroenkapsulasi) agar memiliki umur simpan yang lebih
lama. Pigmen kurkumin yang telah dimikroenkapsulasi dapat diaplikasikan pada produk pangan seperti
minuman ringan dan jelly. Tujuan penelitian ini adalah untuk menetapkan kondisi penyimpanan yang
tepat terhadap pigmen kurkumin terenkapsulasi yang diaplikasikan pada produk minuman ringan
dan jelly dan menduga umur simpannya. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan
empat perlakuan dan tiga kali ulangan. Perlakuan yang diberikan pada minuman ringan dan jelly adalah
penyimpanan suhu ruang (250 C ± 20 C), suhu refrigerator (50 C± 20 C), terekspos cahaya, dan tanpa
ekspos cahaya selama 30 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kedua produk (minuman ringan
dan jelly) yang disimpan pada suhu refrigerator dan tanpa ekspos cahaya memiliki stabilitas warna
yang paling baik. Berdasarkan intensitas warna kuning, umur simpan minuman ringan pada suhu ruang
dan terekspos cahaya secara berturut-turut adalah 38 hari dan 15 hari sedangkan umur simpan pada
suhu refrigerator dan tanpa ekspos cahaya tidak bisa diduga pada 30 hari penyimpanan karena hasil uji
statistik menunjukkan bahwa lama penyimpanan (variabel x) tidak memengaruhi penurunan intensitas
warna kurkumin (variabel y) selama penyimpanan 30 hari. Umur simpan jelly suhu refrigerator adalah
46 hari, tanpa terekpos cahaya: 25 hari , suhu ruang : 17 hari dan terekspos cahaya : 15 hari.
Kata kunci: Kunyit, kurkumin, stabilitas, umur simpan
COLOR STABILITY OF ENCAPSULATED CURCUMIN PIGMENTS FROM
TURMERIC (Curcuma domestica Val.) IN SOFT DRINKS AND JELLY AT VARIOUS
STORAGE CONDITIONS
ABSTRACT
Curcumin pigment from turmeric is not stable on light, heat, and a change of pH, therefore
microencapsulation of curcumin was carried out in order to provide a longer shelf life. Microencapsulated
curcumin pigment can be applied to food products such as soft drinks and jelly. The purpose of this study
was to determine the appropriate storage conditions of microencapsulated curcumin pigment in soft
drinks and jelly products and also to forcast their shelf life. this is the experimental reseach with four
treatments and three replications. The four treatments tested in soft drinks and jelly included storage at
room temperature (250 C ± 20 C), cold storage (50 C± 20 C), exposure to light, and without exposure to
light. The results of this study indicated that both products stored at refrigeration temperature without
exposure to light were the most stable color. The shelf life of soft drinks stored at room temperature
and exposed to light was 38 days and 15 days, respectively. Meanwhile the shelf life of the product in
refrigeration and exposed to light could not be calculated because, based on statistical analysis, it was
found that storage (x variable) did not influence the intensity of the color (y variable) during the 30
days. The shelf life of the jelly stored in refrigeration was 46 days, without exposure to light: 25 days,
room temperature: 17 days, and exposure to light: 15 days .
Key words: Turmeric, curcumin, stability, shelf life
202
Tensiska., Nurhadi, B., dan Isfron, A.F.
PENDAHULUAN
Dua puluh tahun terakhir di negara
maju, berkembang kesadaran masyarakat
akan pangan fungsional (functional food)
dan menghindari penggunaan bahan sintetik
sebagai bahan tambahan pangan (food
additif). Salah satu bahan tambahan pangan
adalah pewarna. Penggunaan pewarna
sintetik pada pangan memberikan kesan
toksik, sedangkan pewarna alami memberi
kesan menyehatkan. Selain itu, umumnya
pewarna sintetik dibuat dari ter batubara
sehingga mengandung logam berat yang
berdampak negatif bagi kesehatan seperti
penyebab kanker dan dapat menyebabkan
gangguan tingkah laku serta merangsang
perilaku hiperaktif pada anak-anak (Mc Cann
et al., 2007 dikutip He and Giusti, 2010).
Penggunaan pewarna alami sebagai bahan
tambahan makanan yang aman menjadi salah
satu alternatif penyelesaian permasalahan
tersebut. Salah satu zat pewarna alami yang
sering digunakan adalah kurkumin dari
kunyit.
Rimpang kunyit dapat dimanfaatkan
sebagai zat pewarna alami yaitu senyawa
kurkuminoid yang menampilkan warna
kuning. Pigmen kurkumin bersifat larut
dalam etanol dan asam asetat glasial dan
memiliki stabilitas yang baik terhadap
panas dan asam, tetapi sensitif terhadap
cahaya (MacDougall, 2002). Menurut Sidik
(1992), bila kurkumin terkena cahaya, akan
terjadi dekomposisi struktur berupa siklisasi
kurkumin atau terjadi degradasi struktur
sehingga warna kurkumin berubah menjadi
lebih gelap.
Salah satu upaya untuk mempertahankan
kestabilan pigmen kurkumin ini adalah
dengan melakukan penyalutan menggunakan
suatu bahan polimer sehingga memiliki daya
tahan simpan yang lebih panjang. Menurut
Syamsiyah (1996) dikutip Ariarti (1998),
proses penyalutan (enkapsulasi) ini bertujuan
untuk melindungi material inti dari pengaruhpengaruh lingkungan yang merugikan selama
penyimpanan, dari kemungkinan terjadinya
oksidasi oleh cahaya, penguapan, kelembaban,
udara, serta mengubah bentuk cairan
menjadi padatan yang lebih mudah dalam
penanganan. Pigmen kurkumin yang telah
dimikroenkapsulasi ini dapat diaplikasikan
pada produk pangan, diantaranya adalah
minuman ringan dan jelly.
Berdasarkan uraian di atas perlu
dilakukan penelitian untuk mengetahui
stabilitas bubuk pigmen kurkumin terenkapsulasi yang diaplikasikan pada minuman
ringan dan jelly dalam berbagai kondisi
penyimpanan. Tujuan penelitian ini untuk
menetapkan kondisi penyimpanan yang tepat
bagi pigmen kurkumin terenkapsulasi yang
diaplikasikan pada produk minuman ringan
dan jelly serta menduga umur simpannya.
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan adalah
kunyit berumur 8-12 bulan yang diperoleh dari
perkebunan kunyit di Kecamatan Tanjungsari
Kabupaten Sumedang, maltodekstrin, asam
asetat glasial dan akuades. Peralatan yang
digunakan rotary evaporator vakum, spray
drier tipe B-290 dan kromameter tipe CR300 Minolta dan peralatan gelas.
Metode
Metode penelitian yang digunakan
adalah metode percobaan (Experimental
Method) dengan empat perlakuan dan tiga
kali ulangan yang dilanjutkan dengan
metode regresi dan korelasi. Selanjutnya
hasil percobaan dianalisis secara deksriptif.
Penentuan stabilitas pigmen kurkumin terbaik
pada minuman ringan dan jelly berdasarkan
laju perubahan intensitas warna yang paling
rendah. Perlakuan yang dicobakan adalah
menambahkan bubuk pigmen kurkumin
terenkapsulasi pada minuman ringan dan
jelly yang disimpan selama 30 hari dengan
berbagai kondisi penyimpanan yaitu :
A = Minuman ringan dan jelly yang disimpan
pada suhu ruang (250 C ± 20 C)
B = Minuman ringan dan jelly yang disimpan
pada suhu refrigerator (5 °C ± 2 °C)
C = Minuman ringan dan jelly yang disimpan
terekspos cahaya pada suhu ruang
D = Minuman ringan dan jelly yang
disimpan tanpa ekspos cahaya pada
suhu ruang
Kestabilan Warna Kurkumin Terenkapsulasi dari Kunyit
Pengamatan dilakukan terhadap intensitas warna kuning selama penyimpanan
dengan kromameter tipe CR-300 Minolta
secara periodik selama penyimpanan 30 hari
setiap 5 hari (Hutching, 1999)
Tahapan Penelitian
Penelitian ini dimulai dengan mengekstrak pigmen kurkuminoid dari rimpang
kunyit mengacu pada modifikasi Vargas
dan Lopez (2002) dengan pelarut akuades
yang diasamkan dengan asam asetat glasial.
Selanjutnya dilakukan penyalutan atau
proses mikroenkapsulasi menggunakan
alat spary drier dengan bahan penyalut
maltodekstrin 6%. Mikroenkapsulasi ini
menggunakan modifikasi metode Sukardi,
Saati dan Wahyuni (2007).
Tahap berikutnya adalah menentukan
stabilitas pigmen pada produk aplikasi
yaitu minuman ringan dan produk jelly.
Minuman ringan dan jelly masing-masing
ditambahkan pigmen kurkumin sebanyak
15.000 ppm. Penyimpanan produk aplikasi
dilakukan pada (1) suhu ruang (25 ºC ± 2
ºC); (2) suhu refrigerator (5 ºC ± 2 ºC); (3)
terekspos cahaya dari lampu Neon 18 Watt
yang berjarak ± 1 meter dari sampel ; dan
(4) tanpa terekspos cahaya (sampel disimpan
pada ruangan tertutup tanpa cahaya).
Minuman ringan yang telah ditambahkan dengan bubuk pigmen kurkumin terenkapsulasi disimpan dalam vial kaca dan
ditutup rapat. Pada penyimpanan suhu
ruang minuman ringan disimpan dalam
ruangan terbuka (25 ºC ± 2 ºC) dengan
tidak memperhatikan pengaruh cahaya.
Penyimpanan suhu refrigerator, minuman
ringan disimpan dalam refrigerator dengan
suhu 5 ºC ± 2 ºC. Penyimpanan terekspos
cahaya pada suhu ruang, minuman ringan
203
disimpan dalam ruangan terbuka bersuhu
ruang (25 ºC ± 2 ºC) dengan ekspos cahaya
dari lampu Neon 18 Watt yang berjarak ±
1 meter dari sampel. Penyimpanan tanpa
ekspos cahaya pada suhu ruang (25 ºC ±
2 ºC), minuman ringan disimpan dalam
ruangan tertutup tanpa cahaya. Jelly yang
telah ditambahkan dengan bubuk pigmen
kurkumin terenkapsulasi disimpan dalam
plastic cup transparan dan ditutup rapat
dengan bantuan plastic sealer. Jelly disimpan
dengan kondisi penyimpanan yang sama
seperti pada minuman ringan.
Pengamatan dilakukan terhadap
intensitas warna kuning (nilai b*) diamati
setiap 5 hari sekali selama 30 hari dengan
menggunakan kromameter tipe CR -300
Minolta (Hutching, 1999) .
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perubahan Intensitas Warna Minuman
Ringan
Kerusakan kurkumin digambarkan
dengan penurunan intensitas warna kuning
(nilai b*) selama penyimpanan. Namun
sebelum itu, perlu dilakukan penentuan orde
reaksi untuk mengetahui pola laju perubahan
intensitas warna minuman ringan, apakah
mengikuti reaksi orde nol (linear) atau orde
satu (eksponensial). Pemilihan orde nol
atau orde satu adalah berdasarkan keeratan
hubungan koefisien determinasi (R2) yang
lebih besar dari kurva hubungan antara lama
penyimpanan dengan nilai b* (orde nol) atau
dengan nilai ln b* (orde satu ).
Berdasarkan hasil penurunan intensitas
warna kurkumin pada minuman ringan dalam
beberapa kondisi penyimpanan, diperoleh
kurva orde nol, dan orde satu seperti yang
tertera pada Gambar 1.
Gambar 1. Laju penurunan intensitas warna kuning dalam minuman ringan pada berbagai penyimpanan (a) orde
nol dan (b) orde satu
Keterangan: A (Penyimpanan suhu ruang); B (Penyimpanan suhu refrigerasi); C (Penyimpanan suhu ruang terekspos
cahaya); D (Penyimpanan suhu ruang tanpa ekspos cahaya)
Tensiska., Nurhadi, B., dan Isfron, A.F.
Berdasarkan kurva orde nol dan orde
satu (Gambar 1), diketahui persamaan
regresi dari berbagai kondisi penyimpanan
pada Tabel 1.
Tabel 1. Persamaan Regresi dan Nilai R
square (R2) Minuman Ringan
pada Orde 0 dan Orde 1
Orde
Reaksi
Kondisi
Penyimpanan
A
y = -0,129x + 21,20
0,645
Orde
Nol
B
y = -0,009x + 21,13
0,008
C
y = -0,220x + 19,60
0,704
D
y = -0,026x + 18,94
0,086
A
y = -0,0069x + 3,056
0,644
B
y = -0,0004x + 3,0499
0,009
C
y = -0,013x + 2,977
0,694
D
y = -0,0014x + 2,939
0,078
Orde
Satu
Persamaan Regresi
R2
Nilai R2 yang semakin mendekati satu,
menandakan korelasi antar data semakin
tinggi. Persentase penurunan intensitas
warna per hari pada persamaan linear (orde
nol) bersifat konstan selama penyimpanan,
sedangkan pada reaksi orde satu terjadi secara
eksponensial. Dapat dilihat pada Tabel 1,
pada kondisi penyimpanan suhu ruang (A),
terekspos cahaya (C) dan tanpa terekspos
cahaya (D), orde nol memiliki koefisien
determinasi (R2) yang lebih besar daripada
orde satu. Oleh karena itu dapat ditentukan
bahwa laju kerusakan kurkumin pada
minuman ringan tersebut mengikuti reaksi
orde nol. Artinya laju penurunan degradasi
kurkumin untuk setiap hari penyimpanan
bersifat konstan. Penyimpanan pada suhu
refrigerator (B) memiliki nilai R2 orde satu
yang lebih besar dari orde nol, sehingga
disimpulkan bahwa degradasi kurkumin
pada penyimpanan suhu refrigerator mengikuti orde satu.
Penurunan kurkumin yang mengikuti
kinetika reaksi orde nol menjelaskan bahwa
degradasi kurkumin selama penyimpanan
30 hari, dipengaruhi faktor suhu dan cahaya
dimana penurunan kurkumin akan konstan
hingga pada akhirnya mencapai titik nol.
Berdasarkan Tabel 1, dapat diketahui bahwa
selisih koefisien determinasi pada persamaan
di atas cukup kecil. Apabila percobaan
204
dilakukan dalam waktu penyimpanan
yang lebih lama, ada kemungkinan kurva
perubahan intensitas warna kurkumin untuk
semua kondisi penyimpanan akan mengikuti
kurva orde satu. Menurut Vargas dan Lopez
(2002), degradasi warna pigmen kurkumin
akibat cahaya dan panas mengikuti kinetika
ordo satu. Jika laju degradasi kurkumin
mengikuti kinetika reaksi orde satu, berarti
laju kerusakannya bersifat eksponensial,
namun pada akhirnya kurkumin tidak akan
pernah mencapai titik nol tetapi hanya
mendekati titik nol.
Berdasarkan Gambar 1, grafik orde nol
pada penyimpanan minuman ringan pada
suhu ruang terekspos cahaya (peralakuan
C) mengalami penurunan intensitas warna
yang paling besar jika dibandingkan
dengan perlakuan penyimpanan lainnya.
Hal ini terjadi karena pada kondisi tersebut
terdapat dua faktor yang menyebabkan
kerusakan kurkumin yaitu suhu dan cahaya
sehingga mengalami penurunan intensitas
warna kurkumin yang paling cepat.
Menurut Hendry (1996), pigmen kurkumin
sensitif terhadap cahaya. Stankovic (2004)
menambahkan bahwa suhu dan lama
pemananasan berpengaruh nyata terhadap
peningkatan degradasi kurkumin. Minuman
ringan yang disimpan pada suhu refrigerator
mengalami penurunan kurkumin yang paling
kecil karena tidak adanya kontribusi cahaya
dan kecilnya pengaruh suhu dalam proses
degradasi kurkumin. Berdasarkan fakta
tersebut, maka dapat dikatakan bahwa suhu
dan cahaya memberikan kontribusi masingmasing terhadap degradasi kurkumin. Kedua
faktor tersebut jika terdapat bersama-sama
akan mempercepat laju degradasi kurkumin.
Berdasarkan analisis regresi dapat
ditulis kembali persamaan regresi dan kurva
hubungan lama penyimpanan terhadap
intensitas warna kuning (b*) yang terpilih
yaitu orde nol untuk perlakuan A, C dan
D , dan orde satu untuk perlakuan B yang
disajikan pada Tabel 2. Pada Tabel 2 juga
disajikan laju kinetik penurunan intensitas
warna minuman ringan yang diperoleh dari
nilai slope persamaan regresi.
Kestabilan Warna Kurkumin Terenkapsulasi dari Kunyit
Tabel 2. Persamaan regresi dan laju kinetik
Konstan (K) antara nilai b* dengan
lama penyimpanan pada minuman
ringan.
Penyimpanan
Persamaan
Regresi
R2
Laju
Kinetik (K)
A (suhu ruang)
y = -0,129x 0,645
+ 21,20
0,129
B (suhu
refrigerator)
y = -0,0004x 0,009
+ 3,05
0.0004
C (terekspos
cahaya, suhu
ruang)
y = -0,220x 0,704
+ 19,60
0.220
D (tanpa terekspos y = -0,026x 0,086
cahaya, suhu
+ 18,94
ruang)
0.026
Berdasarkan Tabel 2, lama penyimpanan minuman ringan pada suhu ruang
memiliki hubungan yang cukup erat
dengan penurunan intensitas warna kuning
(b*). Hal ini terlihat dari nilai koefisien
determinasi (R2) yaitu 0.645 yang artinya
64,5% penurunan intensitas warna kuning
dipengaruhi oleh penyimpanan suhu ruang,
sedangkan 35,5% sisanya dipengaruhi oleh
faktor-faktor lain yang tidak diamati seperti
cahaya, pH, dan lain-lain. Jika diilihat dari
nilai slope (laju kinetik K) persamaan linier,
minuman ringan yang disimpan pada suhu
ruang memiliki nilai slope (-0,129) yang
berarti bahwa setiap bertambah satu hari
penyimpanan nilai intensitas warna kuning
(b*) berkurang sebesar 0,129. Berbeda
dengan penyimpanan suhu refrigerasi yang
memiliki slope (-0,0004) yang berarti
penurunan intensitas warna setiap harinya
hanya 0,0004. Jika dilihat dari nilai keeratan
hubungan (R2) antara lama penyimpanan
terhadap intensitas warna kuning, maka
dapat dinyatakan bahwa lama penyimpanan
(30 hari) pada suhu refrigerator relatif tidak
berpengaruh terhadap penurunan intensitas
warna pigmen kurkumin dari kunyit pada
minuman ringan.
Berdasarkan Tabel 2, lama penyimpanan minuman ringan yang terekspos cahaya
memiliki hubungan yang cukup erat
dengan penurunan intensitas warna kuning
(b*). Hal ini terlihat dari nilai koefisien
determinasi (R2) yaitu 0.704 yang artinya
70,4% penurunan intensitas warna kuning
dipengaruhi oleh cahaya sedangkan 29,6%
205
sisanya dipengaruhi oleh faktor-faktor lain
yang tidak diamati seperti pH, oksigen,
dan lain-lain. Jika dilihat dari nilai slope
(laju kinetik K) persamaan linier, minuman
ringan yang terekspos cahaya memiliki nilai
slope (-0,220) yang berarti bahwa setiap
bertambah satu hari penyimpanan nilai
intensitas warna kuning (b*) berkurang
sebesar 0,220. Berbeda dengan minuman
ringan tidak terekspos cahaya yang memiliki
slope (-0,026) yang berarti penurunan
intensitas warna setiap harinya bernilai
0,026. Berdasarkan hal tersebut, dapat
dinyatakan bahwa cahaya berpengaruh
terhadap intensitas warna pigmen kurkumin
dan kunyit pada minuman ringan.
Berdasarkan pengujian hipotesis,
diketahui bahwa perlakuan B (suhu
refrigerator) dan D (suhu ruang tanpa ekspos
cahaya) pada minuman ringan menunjukkan
hipotesis penerimaan H0 (H0 : b = 0). Hal ini
menunjukkan variabel lama penyimpanan
tidak memengaruhi penurunan intensitas
warna kurkumin selama penyimpanan 30
hari. Dengan demikian dapat dinyatakan,
intensitas warna kurkumin pada minuman
ringan yang disimpan pada suhu refrigerator
dan suhu ruang tanpa terekspos cahaya, stabil
selama penyimpanan 30 hari. Stabilitas yang
baik pada minuman ringan ini terjadi karena
kecilnya pengaruh faktor-faktor yang dapat
merusak senyawa kurkumin, yaitu suhu dan
cahaya. Hal ini juga ditunjukkan dengan
warna minuman ringan yang relatif stabil
hingga penyimpanan hari ke-30 pada kedua
perlakuan tersebut.
Pada hari ke-30 minuman ringan
perlakuan penyimpanan suhu ruang (A)
dan terekspos cahaya pada suhu ruang
(C) terlihat mengalami perubahan warna
menjadi lebih gelap. Perubahan ini terjadi
akibat pembentukan senyawa feruilmetan
hasil degradasi kurkumin. Menurut Sidik
(1992), senyawa feruilmetan berwarna
kuning kecoklatan.
Perubahan Intensitas Warna Jelly
Dalam menentukan laju penurunan
intensitas warna kuning pada jelly, juga
dilakukan penentuan orde reaksi untuk
mengetahui nilai keeratan hubungan yang
206
Tensiska., Nurhadi, B., dan Isfron, A.F.
paling besar antara lama penyimpanan
terhadap penurunan intensitas warna kuning.
Apabila orde reaksi yang berlaku adalah
orde nol maka laju reaksi yang terjadi
bersifat konstan sedangkan apabila orde
reaksi yang berlaku adalah orde satu maka
laju reaksi yang terjadi bersifat logaritmik
atau eksponensial. Kurva regresi penurunan
intensitas warna kuning jelly pada orde nol
dan orde satu disajikan pada Gambar 2.
Persamaan linear dan nilai R square (R2)
pada orde 0 dan orde 1 disajikan pada Tabel
3.
Tabel 3. Persamaan inear dan nilai R2 jelly
pada orde 0 dan orde 1
Orde
Reaksi
Orde
Nol
Orde
Satu
Kondisi
Penyimpanan
Persamaan Regresi
R2
A
y = -0,240x + 20,30
0,669
B
y = -0,075x + 19,78
0,147
C
y = -0,263x + 20,16
0,614
D
y = -0,157x + 20,19
0,470
A
y = -0,015x + 3,029
0,632
B
y = -0,004x + 2,982
0,141
C
y = -0,017x + 3,023
0,528
D
y = -0,009x + 3,012
0,410
Gambar 2. Laju penurunan ntensitas warna
kuning pada jelly pada berbagai
kondisi penyimpanan untuk
orde nol dan orde satu
Berdasarkan Tabel 3, semua persamaan
intensitas warna kuning orde reaksi nol
pada jelly memiliki nilai R2 yang lebih
besar daripada persamaan orde satu. Hal ini
berarti bahwa laju kerusakan warna kuning
kurkumin pada jelly selama penyimpanan
30 hari mengikuti persamaan linear, yang
artinya penurunan kurkumin akan konstan
hingga pada akhirnya mencapai titik 0.
Apabila percobaan dilakukan dalam
waktu penyimpanan yang lebih lama, dapat
dimungkinkan kurva perubahan intensitas
warna kurkumin pada semua kondisi
penyimpanan akan mengikuti kurva orde
satu. Menurut Vargas dan Lopez (2003),
degradasi warna pigmen kurkumin akibat
cahaya dan panas mengikuti kinetika
ordo satu. Hal tersebut juga diperkuat
oleh penelitian yang dilakukan oleh Diani
(2011) yang menyatakan bahwa degradasi
kurkumin selama penyimpanan terjadi secara
eksponensial. Persamaan regresi dan laju
kinetik konstan (slope) produk jelly untuk
orde nol ditulis kembali pada Tabel 4.
Tabel 4. Persamaan regresi dan laju kinetik
Konstan (K) antara intensitas warna
(Nilai b* ) dengan lama penyimpanan
pada jelly
Penyimpanan
Persamaan
Regresi
R2
Laju
Kinetik (K)
A (suhu ruang)
y = -0,240x
+ 20,30
0,669
0,240
B (suhu refrigerator)
y = -0,075x
+ 19,78
0,147
0.075
C ( terekspos
cahaya pada suhu
ruang)
y = -0,263x
+ 20,16
0,614
0.263
D ( tanpa ekspos
cahaya pada suhu
ruang)
y = -0,157x
+ 20,19
0,470
0.157
Berdasarkan Tabel 4, lama penyimpanan
jelly pada suhu ruang memiliki hubungan
yang cukup erat dengan penurunan intensitas
warna kuning (b*). Hal ini terlihat dari nilai
koefisien determinasi (R2) yaitu 0,669 yang
artinya 66,9 % penurunan intensitas warna
kuning dipengaruhi oleh penyimpanan
suhu ruang, sedangkan 33,1% sisanya
dipengaruhi oleh faktor-faktor lain yang
tidak diamati seperti cahaya, pH, dan lainlain. Jika diilihat dari nilai slope (laju kinetik
K) persamaan linier, jelly yang disimpan
pada suhu ruang memiliki nilai slope (-0,240)
yang berarti bahwa setiap bertambah satu
hari penyimpanan nilai intensitas warna
kuning (b*) berkurang sebesar 0,240,
Kestabilan Warna Kurkumin Terenkapsulasi dari Kunyit
sedangkan penyimpanan suhu refrigerator
memiliki laju penurunan (-0,075) yang
berarti penurunan intensitas warna setiap
harinya bernilai 0,075. Jika dilihat dari
nilai keeratan hubungan (R2) antara lama
penyimpanan terhadap intensitas warna
kuning, maka dapat dinyatakan bahwa lama
penyimpanan pada suhu ruang berpengaruh
terhadap intensitas warna. Sementara
itu penyimpanan pada suhu refrigerator
memiliki nilai R2 yang sangat kecil ( 0,147),
yang berarti lama penyimpanan pada suhu
refrigerator relatif kurang berpengaruh
terhadap intensitas warna jelly.
Berdasarkan Tabel 4, lama penyimpanan jelly yang terekspos cahaya memiliki
hubungan yang cukup erat dengan penurunan
intensitas warna kuning (b*). Hal ini
terlihat dari nilai koefisien determinasi (R2)
yaitu 0,614 yang artinya 61,4% penurunan
intensitas warna kuning dipengaruhi oleh
cahaya. Jika dilihat dari nilai slope (laju
kinetik K) persamaan linier, jelly yang
terekspos cahaya memiliki nilai slope
(-0,263) yang berarti bahwa setiap bertambah
satu hari penyimpanan nilai intensitas
warna kuning (b*) berkurang sebesar 0,263,
sedangkan jelly tidak terekspos cahaya
yang memiliki slope (-0,157) yang berarti
penurunan intensitas warna setiap harinya
hanya 0,157. Hal ini berarti bahwa cahaya
berpengaruh terhadap kestabilan pigmen
kurkumin. Fakta ini juga didukung oleh
nilai (R2) atau keeratan hubungan antara
lama penyimpanan terhadap intensitas
warna kuning, pada jelly yang terekspos
cahaya nilai (R2) lebih besar dibandingkan
dengan yang tanpa ekspos cahaya. Oleh
karena itu dapat disimpulkan bahwa cahaya
berpengaruh terhadap penurunan intensitas
warna pigmen kurkuin yang diaplikasikan
pada jelly.
Selain faktor suhu dan cahaya, degradasi
kurkumin pada jelly selama penyimpanan
juga dipengaruhi oleh kandungan gugus
sulfat dari karagenan karena jelly powder
yang digunakan berasal dari karagenan.
Menurut Glicksman (1983), pada umumnya
karagenan mengandung 25-39 % gugus
sulfat ester. Hendry dan Houghton (1996)
menegaskan bahwa senyawa sulfur dioksida
207
akan menurunkan intensitas warna pada
kurkumin yang terlarutkan, terutama ketika
sulfur dioksida terkandung lebih dari
100 ppm. Hal ini yang menyebabkan laju
penurunan intensitas pigmen kurkumin
pada produk jelly lebih cepat dibandingkan
kurkumin pada produk minuman ringan
dengan kondisi penyimpanan yang sama.
Berdasarkan Tabel 4, penurunan
intensitas warna lebih besar pada perlakuan
penyimpanan suhu ruang (A) dibandingkan
dengan perlakuan suhu refrigerator (B) yang
ditunjukkan oleh nilai slope. Penurunan
intensitas warna kuning pada jelly terjadi
karena degradasi senyawa kurkumin
menjadi asam ferulat dan feruloilmetan
yang diakibatkan oleh suhu seperti yang
terjadi pada minuman ringan. Intensitas
warna kuning jelly pada suhu refrigerator
relatif stabil selama penyimpanan hingga
hari ke-30. Hal ini mungkin disebabkan
karena tidak adanya kontribusi cahaya dan
rendahnya suhu penyimpanan sehingga
tingkat kerusakan kurkumin relatif kecil.
Berdasarkan Tabel 4, jelly
yang
disimpan terekspos cahaya ( C ) mengalami
penurunan nilai b* yang lebih besar
dibandingkan dengan jelly tanpa ekspos
cahaya (D). Hal ini disebabkan karena cahaya
sangat berpengaruh terhadap stabilitas
kurkumin.
Pendugaan Umur Simpan
Umur simpan berkaitan dengan
kelayakan dan penerimaan produk oleh
konsumen, oleh sebab itu dalam menentukan
waktu kadaluwarsa bahan pangan diperlukan
sebuah batasan mutu atau parameter
kritis yang dapat mewakili ambang batas
penerimaan produk oleh konsumen.
Parameter kritis pigmen kurkumin
terenkapsulasi yang diaplikasikan pada
minuman ringan dan jelly, ditentukan
berdasarkan intensitas warna kuning yang
sudah tidak dapat lagi diterima, yaitu
pudarnya warna kuning pada produk.
Parameter yang diuji adalah intensitas warna
kuning kurkumin pada minuman ringan dan
jelly (nilai b*).
Nilai b* kritis adalah intensitas warna
kuning pigmen kurkumin pada produk yang
Tensiska., Nurhadi, B., dan Isfron, A.F.
sudah tidak dapat diterima lagi oleh konsumen
yaitu 16,3. Nilai b* kritis ini didapatkan dari
perlakuan suhu ruang terekspos cahaya pada
minuman ringan selama penyimpanan 15
hari. Pada nilai tersebut intensitas warna
kuning pigmen kurkumin pada produk
mengalami kerusakan yang sudah tidak dapat
diterima secara visual (warna kuning pucat).
Berdasarkan data ini, umur simpan minuman
ringan yang diwarnai dengan kurkumin
dalam kemasan transparan, terekspos lampu
seperti pada pasar swalayan, pada suhu
ruang hanya sampai 15 hari.
Pendugaan umur simpan untuk
masing-masing perlakuan didapatkan
dengan memasukkan nilai b* kritis yang
telah didapat ke dalam variabel y (intensitas
warna kuning b*) pada persamaan
linear. Persamaan linear yang digunakan
merupakan persamaan yang memiliki orde
reaksi dengan R2 paling besar yaitu orde
nol. Pendugaan umur simpan produk dapat
dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Pendugaan umur simpan pada
minuman ringan dan Jelly pada
beberapa kondisi penyimpanan.
Produk
Parameter
kritis b*
(y)
Kondisi
Penyimpanan
Persamaan
Linear
Umur
Simpan
(x)
A
y
= 1 bulan 8
- 0 , 1 2 9 x hari
+ 21,20
B
y
= Tidak
-0,0004x dapat di+ 3,0499 tentukan
C
y
= 15 hari
-0,220x
+ 19,60
D
y
= Tidak
- 0 , 0 2 6 x dapat di+ 18,94
tentukan
A
y
= 17 hari
-0,240x
+ 20,30
B
y
= 1 bulan
- 0 , 0 7 5 x 16 hari
+ 19,78
C
y
= 15 hari
-0,263x
+ 20,16
D
y
= 25 hari
-0,157x
+ 20,19
Minuman
Ringan
16,3
Jelly
Keterangan : A = suhu ruang full gambar
B = suhu refrigerator
C = terekspos cahaya pada suhu ruang
D = tanpa ekspos cahaya pada suhu ruang
208
Berdasarkan Tabel 5, dapat diketahui
bahwa umur simpan minuman ringan pada
penyimpanan suhu ruang (A) 1 bulan 8
hari dan penyimpanan terekspos cahaya
pada suhu ruang (C) adalah 15 hari.
Pendugaan umur simpan minuman ringan
pada penyimpanan suhu refrigerator (B)
dan tanpa ekspos cahaya pada suhu ruang
(D) tidak dapat dilakukan karena pengujian
hipotesis terhadap kedua jenis perlakuan ini
menunjukkan hipotesis penerimaan H0 (H0 :
b = 0) sehingga variabel lama penyimpanan
(variabel x) tidak memengaruhi penurunan
intensitas warna kurkumin (variabel y)
selama penyimpanan 30 hari. Hal ini
menunjukkan bahwa minuman ringan yang
disimpan pada suhu refrigetor (B) dan tanpa
ekpos cahaya pada suhu ruang (D) stabil
selama penyimpanan 30 hari.
Pada produk jelly diketahui umur
simpan yang paling lama ditemukan pada
jelly yang disimpan pada suhu refrigerator,
yaitu 1 bulan 16 hari (B). Setelah itu diikuti
oleh jelly yang disimpan tanpa ekspos
cahaya pada suhu ruang yaitu 25 hari (D),
penyimpanan pada suhu ruang yaitu 17 hari
(A) dan penyimpanan terekspos cahaya pada
suhu ruang yaitu 15 hari (C).
Penyimpanan pada suhu refrigerator
pada minuman ringan dan jelly memiliki
umur simpan yang paling lama dibandingkan
produk pada kondisi penyimpanan lainnya.
Hal ini menunjukkan bahwa kurkumin
paling lambat mengalami kerusakan karena
suhu dan faktor cahaya berada pada tingkat
yang rendah. Produk minuman ringan dan
jelly yang disimpan pada suhu ruang dengan
ekspos cahaya memiliki umur simpan yang
paling singkat dibandingkan perlakuan
lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa produk
yang disimpan pada suhu ruang dengan
ekspos cahaya paling cepat mengalami
kerusakan kurkumin akibat cahaya dan suhu.
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa
cahaya dan suhu sangat mempengaruhi
umur simpan kurkumin terenkapsulasi
yang diaplikasikan pada minuman ringan
sedangkan faktor yang mempengaruhi
umur simpan jelly adalah cahaya, suhu dan
kandungan gugus sulfat.
Kestabilan Warna Kurkumin Terenkapsulasi dari Kunyit
SIMPULAN
Pigmen kurkumin terenkapsulasi yang
diaplikasikan pada minuman ringan dan
jelly, memiliki stabilitas yang paling baik
pada penyimpanan suhu refrigerator dan
tanpa terekspos cahaya pada suhu ruang .
Minuman ringan yang disimpan pada suhu
refrigerator dan tanpa terekspos cahaya pada
suhu ruang, stabil selama penyimpanan
30 hari. Umur simpan minuman ringan
pada suhu ruang adalah 1 bulan 8 hari dan
terekspos cahaya pada suhu ruang adalah 15
hari. Untuk produk jelly, umur simpan yang
paling lama ditemukan pada penyimpanan
suhu refrigerator, yaitu 1 bulan 16 hari. Jelly
dengan penyimpanan tanpa terekspos cahaya
pada suhu ruang, memiliki umur simpan
25 hari, penyimpanan suhu ruang 17 hari
dan penyimpanan terekspos cahaya pada
suhu ruang yaitu 15 hari. Perlu dilakukan
penelitian tentang pigmen kurkumin terenkapsulasi yang diaplikasikan pada minuman
ringan dan jelly dengan waktu pengamatan
yang lebih dari 1 bulan.
UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih kepada Dirjen Dikti LP2M
untuk dukungan dana melalui
Hibah
Penelitian Strategis Nasional tahun 2010.
DAFTAR PUSTAKA
Ariarti, F. 1998. Pengaruh Penambahan
Bahan Penyalut dan Jumlah Fraksi
Minyak terhadap Mikroenkapsulasi
Konsentrat Asam Lemak Omega-3
dengan Metode Spray Dryer. Skripsi.
Fateta IPB, Bogor.
Diani, M. 2011. Penentuan Umur Simpan
Bubuk Pigmen Kurkumin Terenkapsulasi dari Rimpang Kunyit
209
(curcuma domestica val.) Dengan
Metode Accelerated Shelf Life Test
Model Arrhenius. Skripsi. Fakultas
Teknologi Industri Pertanian Unpad,
Jatinangor.
Glicksman, M. 1983. Food Hydrocoloid.
Boca Ratton, Florida: CRC Press.
He, J. & Giusti, M.M. 2010. Anthocyanins:
Natural Colorants with HealthPromoting Properties. Annu. Rev. Food
Sci. Technol., 1 : 162-187.
Hendry, G.A.F. 1996. Natural Food Colours.
Dalam: Hendry, G.A.F. & Houghton,
J.D. (eds.). Natural Food Colorants..
2nd ed. London: Blackie Academic &
Proffesional.
Hendry, G.A.E. & Houghton, J.D. 1996.
Natural Food Colorants. London;
Blackie Academic and Professional.
Hutching, J.B. 1999. Food Colour and
Appearance. 2nd ed. Maryland: Aspen
Publishing Inc.
Jackman, R.L. & Smith, J.L. 1996.
Anthocyanins and Betalanins. Di dalam
G.A.F. Hendry dan J.D. Houghton
(ed). Natural Food Colorants. Second
Edition. London: Blackie Academic
and Professionals, .
MacDougall, D.B. 2002. Colour in
Food Improving Quality. England:
Woodhead Publishing Ltd.
Sidik. 1992. Temulawak: Curcuma xanthorriza
(Roxb). Yayasan Pengembangan Obat
Bahan Alami PHYTO MEDICA,
Jakarta.
Tensiska., Nurhadi, B., dan Isfron, A.F.
Stankovic, I. 2004. Curcumin. Chemical and
Technical Assesment. FAO.
Sukardi, E. Saati, A. & Wahyuni, S.
2007. Studi Pembuatan Bubuk
Pigmen Antosianin Ekstrak Mawar
Merah (Rosa damascena Mill)
210
(Kajian Penggunaan Jenis Filler dan
Konsentrasi). Prosiding Seminar
PATPI 2007, Bandung.
Vargas, F. D. & Lopez, O.P. 2002. Natural
Colorants for Food and Nutraceutical
Uses. New York: CRC Press.
Bionatura-Jurnal Ilmu-ilmu Hayati dan Fisik
ISSN 1411 - 0903
Vol. 14, No. 3, November 2012: 211 - 218
AKTIVITAS INSEKTISIDA EKSTRAK TUMBUHAN TERHADAP Diaphorina citri
DAN Toxoptera citricidus SERTA PENGARUHNYA TERHADAP TANAMAN DAN
PREDATOR
Syahputra, E.,1 dan Endarto, O.2
1
Bidang Minat Proteksi Tanaman, Jurusan Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas
Tanjungpura, Jalan A. Yani, Pontianak, 78124
2
Balai Penelitian Tanaman Jeruk dan Buah Subtropika, Tlekung-Batu, Jawa Timur
E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Penelitian bertujuan untuk menapis aktivitas insektisida ekstrak tumbuhan terhadap Diaphorina citri
dan Toxoptera citricidus dan mengevaluasi pengaruhnya terhadap tanaman jeruk serta predator Halmus
chalibeus. Ekstrak yang diuji adalah ekstrak etanol dan ekstrak air yang diperoleh dengan menggunakan
metode maserasi. Bioassay dilakukan menggunakan metode residu pada daun (penyemprotan). Hasil
penelitian menunjukkan bahwa dari 19 ekstrak bahan tumbuhan yang ditapis ditemukan enam jenis
ekstrak yang aktif terhadap serangga hama uji. Keenam bahan tumbuhan dimaksud adalah biji Mimusops
elengi (Sapotaceae), biji Pometia pinnata (Sapindaceae), biji Barringtonia asiatica (Lecythidaceae), buah
Brucea javanica (Simaroubaceae), biji Jatropha curcas (Euphorbiaceae) dan Piper sp. (Piperaceae).
Ekstrak etanol tumbuhan tersebut pada konsentrasi 0,5% tidak menimbulkan gejala fitotoksit pada daun
tanaman jeruk. Ekstraks air tumbuhan tersebut pada konsentrasi 5% tidak menyebabkan kematian
larva predator H. chalibeus. Penelitian bioaktivitas ekstrak diperlukan untuk menentukan nilai (LC50),
selanjutnya juga diperlukan identifikasi senyawa aktif yang terkandung di dalam ekstrak.
Kata kunci: Diaphorina citri, ekstrak tumbuhan, Halmus chalibeus, insektisida botani, Toxoptera
citricidus
INSECTICIDAL ACTIVITY OF PLANTS EXTRACTS AGAINST CITRUS PESTS
Diaphorina citri and Toxoptera citricidus AND THEIR EFFECT ON CITRUS PLANT
AND PREDATOR
ABSTRACT
The objectives of this study were to screen the insecticidal activity of forest plants extracts against citrus
pest Diaphorinja citri and Toxoptera citricidus and their effects on citrus plants and predator Halmus
chalibeus. Extracts tested were ethanol extract and aquaeus extract, extraction used maceration method.
Bioassays performed using the leaf-residual method (spraying). The results showed that from the 19 plants
part extracts screened were found six active extracts against insect pests test. These active extracts were
Mimusops elengi seeds (Sapotaceae), Pometia pinnata seeds (Sapindaceae), Barringtonia asiatica seeds
(Lecythidaceae), Brucea javanica fruit (Simaroubaceae), Jatropha curcas seeds (Euphorbiaceae) and
Piper sp. Fruit (Piperaceae). Aquaeus extracts of plant material at a concentration of 5% could not cause
the death of the tested predator larvae. Ethanol extracts of these plants could not cause phytotoxicity
symptoms on the leaves of citrus. Study of extract toxicity are needed to determine the value of LC50,
the identification of active compounds are also required.
Key words: Diaphorina citri, botanical insecticides, plants extracts, Halmus chalibeus, Toxoptera
citricidus
PENDAHULUAN
Jangkauan ekonomi kebanyakan petani
di Indonesia terhadap daya beli insektisida
sintetik kini semakin dirasakan. Keadaan ini
disebabkan melambungnya harga insektisida
akibat tingginya biaya impor bahan aktif. Di
sisi lain, permasalahan klasik penggunaan
insektisida sintetik terus mengancam keselamatan pengguna maupun lingkungan.
Berbagai upaya dilakukan pemerintah untuk
mengurangi permasalahan-permasalahan
212
Syahputra, E., dan Endarto, O.
yang ada. Melalui sejumlah peraturan,
pemerintah terus mengatur agar pembangunan
pertanian diutamakan pada pengembangan
sumber daya hayati, pelestarian lingkungan,
dan kesehatan manusia. Terkait hal tersebut,
salah satu solusi yang dapat ditawarkan
ialah pemanfaatan sediaan tumbuhan
sebagai insektisida botani. Dari segi ekologi
insektisida ini memiliki beberapa kelebihan
yang umumnya tidak dimiliki insektisida
sintetik.
Penggalian dan pemberdayaan
sumber insektisida botani asal tumbuhan
lokal di Kalimantan Barat sedang berjalan.
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan
ditemukan bahwa sejumlah jenis anggota
famili tumbuhan Clusiaceae, Lecythidaceae,
dan Sapotaceae asal Kalimantan Barat
memiliki aktivitas insektisida. Salah satu
jenis tumbuhan Clusiaceae yang memiliki
sifat insektisida dan berpotensi untuk
dikembangkan sebagai sumber insektisida
botani adalah Calophyllum soulattri (musuk)
(Syahputra et al., 2007).
Aktivitas ekstrak-ekstrak tumbuhan
tersebut dilaporkan aktif terhadap hama kubis
Crocidolomia pavonana, namun terhadap
serangga hama jeruk aktivitasnya belum
dilaporkan. Berbagai jenis serangga dapat
menjadi hama pada tanaman jeruk. Di antara
jenis serangga hama pada tanaman jeruk
ialah kutu loncat Diaphorina citri dan kutu
daun Toxoptera citricidus. Selain menjadi
hama, kedua jenis serangga merupakan
vektor penyakit pada jeruk. Contoh penyakit
penting yang dapat ditularkan oleh masingmasing vektor tersebut adalah penyakit CVPD
dan penyakit tristeza. Serangan penyakit
tersebut dapat menyebabkan tanaman jeruk
merana dan dengan demikian keberadaannya
pada pertanaman perlu dikendalikan. Kedua
serangga hama jeruk tersebut di lapangan
memiliki musuh alami berupa predator dari
kelompok serangga famili Coccinelidae, satu
diantaranya Halmus chalibeus. Penelitian
ini bertujuan menapis aktivitas insektisida
ekstrak tumbuhan terhadap D. citri dan T.
citricidus dan mengevaluasi pengaruhnya
terhadap tanaman jeruk serta pengaruhnya
terhadap predator H. chalibeus.
BAHAN DAN METODE
Serangga Uji
Serangga uji yang digunakan
adalah serangga hama kutu loncat D. citri
(Homoptera: Psyllidae) dan kutu daun T.
citricidus (Homoptera: Aphididae) serta
serangga predator Halmus chalibeus
(Coleoptera: Coccinellidae). Pemeliharaan
dan perbanyakan serangga uji dilakukan di
laboratorium.
Tumbuhan Sumber Ekstrak
Tumbuhan dicari dari berbagai daerah
hutan di Kalimantan Barat yang diawali
dengan studi etnobotani pemanfaatan
tumbuhan sebagai tanaman obat, sebagai
tanaman racun, pencarian secara acak serta
pengembangan famili tumbuhan aktif.
Bagian tumbuhan yang diambil dari lapangan
meliputi, daun, kulit batang, bunga dan
buah (jika ada). Identifikasi jenis tumbuhan
dilakukan oleh staf Herbarium Bogoriense
(LBN-LIPI), Bogor.
Ekstraksi dengan Etanol
Bahan tumbuhan yang diperoleh dari
lapangan dikeringudarakan, selanjutnya
dipotong-potong menjadi bagian yang
lebih kecil dan dibuat menjadi serbuk
menggunakan blender. Serbuk diayak menggunakan pengayak kasa berjalinan 1 mm dan
serbuk hasil pengayakan ditimbang untuk
keperluan ekstraksi. Serbuk ayakan yang
telah ditimbang diekstrak dengan pelarut
etanol dengan perbandingan bobot bahan dan
pelarut 1:10 (w/v). Bahan diekstrak dengan
metode maserasi dengan cara merendam
bahan dalam pelarut 3 x 24 jam, selanjutnya
disaring menggunakan corong yang dialasi
kertas saring. Ampas bahan yang tertinggal
dibilas tiga kali dan disaring kembali. Hasil
penyaringan disatukan dan diuapkan dengan
rotary evaporator pada suhu 55–60 °C
dan penghampaan pada tekanan 580-600
mmHg. Ekstrak yang diperoleh selanjutnya
disebut ekstrak etanol yang digunakan untuk
penapisan awal aktivitas insektisida.
Aktivitas Insektisida Ekstrak Tumbuhan terhadap Diaphorina citri
Ekstraksi dengan Air
Tanpa mengabaikan ekstrak etanol
aktif lainnya, bahan tanaman yang diekstrak
menggunakan air adalah bahan yang ekstraknya tersedia dan memiliki aktivitas
insektisida sangat kuat dan kuat berdasarkan
penapisan aktivitas ekstrak etanol. Ekstrak
yang dipilih adalah ekstrak berbahan
biji. Penyiapan ekstrak air ini merupakan
pendekatan praktis untuk kemudahan penggunaan langsung di lapangan oleh petanipetani di negara berkembang umumnya dan
Indonesia khususnya, karenanya pengujian
selanjutnya difokuskan pada tujuh jenis
ekstrak.
Sebagai bahan ekstrak air digunakan
serbuk tumbuhan. Ekstrak air disiapkan
sebanyak 100 ml dan diuji pada konsentrasi
5%. Ekstrak air disiapkan dengan cara
mengocok campuran serbuk bahan dalam
aquades yang mengandung etanol dan
pengemulsi Besmor (polioksietilen alkilaril
eter) dengan konsentrasi dalam pelarut
masing-masing 1% dan 0,1% dengan blender.
Selanjutnya dibiarkan selama 15 menit
hingga serbuk mengendap dengan sempurna.
Selanjutnya, dengan menggunakan corong
berlapis saringan kain kasa hasil kocokan
disaring dan suspensinya ditampung dengan
gelas erlenmeyer. Suspensi yang tertampung
merupakan hasil penyiapan ekstrak air yang
siap digunakan untuk pengujian.
Penapisan Aktivitas Ekstrak Etanol
dan Ekstrak Air terhadap D. citri dan T.
citricidus
Penapisan aktivitas insektisida terhadap kutu daun dilakukan dengan cara
menyiapkan beberapa tanaman jeruk yang
sedang bertunas. Tunas yang sehat dipilih
dan diberi label perlakuan, kemudian tunas
tersebut dicelupkan ke dalam masing-masing
sediaan ekstrak yang telah disiapkan secara
terpisah dan selanjutnya dikeringanginkan.
Setelah kering, tunas-tunas tersebut diberi
sangkar plastik berventilasi kasa pada
salah satu ujungnya (diameter 8 cm, tinggi
20 cm) yang telah disiapkan. Sebanyak
30 ekor kutu daun yang siap uji (umur 2-3
hari) dipindahkan dengan menggunakan
kuas lembut dari sangkar pemeliharaan ke
213
tunas di dalam sangkar perlakuan. Perlakuan
diulang tiga kali. Pada perlakuan kontrol,
daun hanya dicelup air yang mengandung
etanol 1% dan pengemulsi 0,1%. Mortalitas
serangga diamati setiap hari hingga tujuh
hari setelah perlakuan. Mortalitas serangga
ditandai dengan tidak bergeraknya serangga
setelah disentuh dengan kuas. Cara
pengujian aktivitas insektisida terhadap kutu
loncat dilakukan seperti pengujian aktivitas
insektisida terhadap kutu daun. Namun
pemindahan imago D. citri dari sangkar
pemeliharaan ke tunas-tunas perlakuan
dilakukan dengan menggunakan mouth
aspirator.
Pengujian Fitotoksisitas Ekstrak Etanol
terhadap Tanaman Jeruk
Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui sifat fitotoksisit ekstrak etanol
setelah disemprotkan pada tanaman jeruk.
Ekstrak etanol diuji pada konsentrasi 0,5%.
Penyiapan ekstrak tersebut dilakukan seperti
cara penyiapan ekstrak pada percobaan
sebelumnya. Metode pengujian dilakukan
dengan cara penyemprotan menggunakan
handsprayer (kapasitas 1,5 l) dan dilakukan
pada daun tanaman jeruk yang tua dan masih
muda. Sebagai kontrol digunakan pelarut
dari masing-masing ekstrak. Ekstrak dan
kontrol disemprotkan secara terpisah pada
daun tanaman jeruk hingga basah menetes.
Percobaan diulang tiga kali. Pengamatan
gejala fitotoksisitas dilakukan pada tiga
dan tujuh hari setelah penyemprotan.
Pengamatan fitotoksisitas dilakukan dengan
mengamati bagian helai daun tanaman jeruk
yang mengalami nekrotik atau pengerutan,
selanjutnya dihitung luas relatif bercak.
Luas relatif bercak nekrotik =
Pengujian Aktivitas Ekstrak Air terhadap
Larva Predator
Pada pengujian ini dipilih ekstrak air
yang nantinya sediaannya berpeluang lebih
besar untuk digunakan sebagai insektisida
botani. Konsentrasi sediaan yang digunakan
dalam pengujian ialah 5%. Ekstrak diuji
dengan metode semprot pada tubuh larva
menggunakan sprayer. Sebanyak 10 ekor
Syahputra, E., dan Endarto, O.
larva predator H. chalibeus instar I dan
II yang siap uji (umur 1 hari) dipindahkan
dengan menggunakan kuas lembut pada
daun tanaman jeruk hidup. Kemudian
daun jeruk dan larva predator tersebut
disemprot dengan suspensi sediaan ekstrak
menggunakan handsprayer hingga basah
menetes. Untuk menjaga agar predator tetap
di sekitar daun perlakuan, daun tersebut
diberi sangkar plastik berventilasi kasa pada
salah satu ujungnya (diameter 8 cm, tinggi 20
cm) yang telah disiapkan. Di dalam sangkar
diletakkan mangsa predator sebagai pakan
berupa kutu daun tanaman sehat. Perlakuan
diulang tiga kali. Pada perlakuan kontrol
daun dan larva predator hanya disemprot air
yang mengandung etanol 1% dan pengemulsi
0,1%. Pengamatan mortalitas predator
dilakukan setiap hari dan dihentikan saat
kematian larva kontrol mencapai 20%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Aktivitas Insektisida Ekstrak Etanol
Mortalitas diantara serangga uji akibat
kontak dengan 19 jenis ekstrak etanol
pada hasil penapisan ini beragam (Tabel
1). Tingkat mortalitas serangga hama yang
ditunjukkan setelah mendapat ekstrak
perlakuan menunjukkan gambaran aktivitas
setiap ekstrak yang diuji. Seluruh sediaan
ekstrak etanol yang diuji belum dapat
menyebabkan mortalitas terhadap serangga
uji D.citri. Sebaliknya terhadap kutu daun
T. citricidus, seluruh ekstrak etanol yang
diuji menunjukkan aktivitas insektisida.
Hampir seluruh ekstrak etanol menunjukkan
mortalitas 100% terhadap kutu daun T.
citricidus, kecuali ekstrak biji A. indica
yang menunjukkan mortalitas sebesar
85%. Berbagai faktor dapat mempengaruhi
keberhasilan suatu insektisida dalam
menyebabkan kematian serangga sasaran,
diantaranya jenis insektisida, konsentrasi
dan cara aplikasi insektisida, jenis serangga,
fase perkembangan dan umur serangga
serta faktor lingkungan. Resultante faktorfaktor tersebut merupakan fungsi toksisitas
insektisida dalam menimbulkan kematian.
Tidak matinya imago D. ctri setelah kontak
dengan ekstrak etanol dalam pengujian ini
214
tampaknya lebih disebabkan faktor jenis
serangga dan fase perkembangan serangga.
Fase serangga D. citri yang digunakan
dalam penelitian ini adalah fase imago.
Tahapan perkembangan serangga yang lebih
tua umumnya relatif lebih tahan terhadap
insektisida dibandingkan dengan tahapan
yang lebih muda. Oleh karena itu diperlukan
evaluasi aktivitas ekstrak etanol ini terhadap
serangga D. citri yang fasenya lebih muda.
Perbedaan aktivitas insektisida untuk
ekstrak tumbuhan yang sama terhadap kedua
jenis serangga hama ini salah satunya dapat
disebabkan perbedaan struktur morfologi
eksternal dan internal diantara kedua serangga
hama tersebut. Perbedaan ini dapat menyebabkan perbedaan proses-proses penetrasi
dan metabolisme insektisida tersebut di
dalam setiap serangga hama. Perbedaan
aktivitas antar bahan dapat disebabkan
perbedaan jenis dan atau kandungan bahan
aktif di dalam ekstrak. Faktor-faktor tersebut
merupakan fungsi toksisitas insektisida
dalam menimbulkan kematian serangga
hama. Beberapa contoh menunjukkan bahwa
sasaran insektisida botani bersifat spesifik
sehingga insektisida botani hanya dapat
membunuh serangga tertentu saja, meskipun
terdapat juga contoh bahwa insektisida botani
dapat membunuh sejumlah sasaran. Untuk
memastikan penyebab perbedaan diperlukan
kajian lanjutan.
Penapisan Aktivitas Ekstrak Air
Tujuh biji/ buah tumbuhan yang dipilih
untuk diuji ekstrak airnya menunjukkan
mortalitas serangga (Tabel 2). Namun
keseluruhan ekstrak air tumbuhan tersebut
belum dapat menyebabkan mortalitas
hingga 100%. Hanya satu jenis ekstrak
yang mampu menunjukkan mortalitas di
atas 80%, yaitu ekstrak air biji M. elengi,
sedangkan sisanya ekstrak air tersebut hanya
mampu menunjukkan mortalitas di bawah
70%. Tingginya aktivitas yang ditunjukkan
oleh ekstrak air biji M. elengi terhadap T.
citricidus ini menandakan bahwa senyawa
aktif yang terkandung pada biji tumbuhan
tersebut pada konsentrasi yang diuji dengan
cara penyiapan yang dilakukan dapat
tersuspensi lebih baik dibandingkan dengan
215
Aktivitas Insektisida Ekstrak Tumbuhan terhadap Diaphorina citri
Tabel 1. Mortalitas Diaphorina citri dan Toxoptera citricidus hasil penapisan akarisida ekstrak tumbuhana
No
Famili Tumbuhan
Bagian
tumbuhan
Sesies
Mortalitas ± SB (%)b
Pelarut
D.
citri
T. citricidus
100 ± 0
1
Sapotaceae
M. elengi
B
EtOH
0
2
Sapindaceae
P. pinnata
B
EtOH
0
Nephelium cuspidatum
Kb
EtOH
0
100 ± 0
B. asiatica
B
EtOH
0
100 ± 0
D
EtOH
-
100 ± 0
B. sarcostachys
Kb
EtOH
0
100 ± 0
Meliaceaea
A. indica
B
EtOH
0
85 ± 11,8
Bg
EtOH
0
100 ± 0
9
Simaroubaceae
Br. Javanica
Bh
EtOH
0
100 ± 0
10
Piperaceae
Piper sp.
B
EtOH
0
100 ± 0
11
Clusiaceae
C. soulattri
Kb
MeOH
0
100 ± 0
12
Menispermaceae
Tinospora crispa
S
EtOH
0
100 ± 0
13
Caesalpiniaceae
Casia tora
D
EtOH
0
100 ± 0
14
Crassulaceae
Kalanchoe pinnata
D
EtOH
0
100 ± 0
15
Rutaceae
Evodia swafiolens
D
EtOH
-
100 ± 0
16
Achantaceae
Pseuderanthemum graciliflorum
Kbh
EtOH
0
100 ± 0
D
EtOH
0
100 ± 0
3
4
Lecythidaceae
5
6
7
8
17
100 ± 0
Belum diidentifikasi
a
18
Buah tuba
Bh
EtOH
0
100 ± 0
19
Emparu
Bh
EtOH
0
100 ± 0
Ekstrak ditapis pada konsentrasi 0,5%; b Perhitungan mortalitas dilakukan pada 4 hari setelah perlakuan, persentase
mortalitas telah dikoreksi dengan Abbott (1925); - tidak dilakukan pengujian (ekstrak tidak tersedia). Jumlah
serangga yang digunakan untuk pengujian adalah 30 ekor.
B: Biji; Bh: Buah; Kb: Kulit batang; Kbh: Kulit buah; D: Daun; Bg: Bunga; R: Ranting; S: Stolon; U: Umbi
bahan biji lainnya. Dengan kata lain keadaan
ini menggambarkan bahwa senyawa aktif
yang tersuspensi pada ekstrak air lainnya
belum cukup kuat menyebabkan mortalitas
larva uji. Sejumlah sediaan bahan tanaman
dapat disiapkan dengan ekstrak air yang
mengandung metanol 0,75-1% dan diterjen
0,1-0,2% dan pada konsentrasi 5% -10%
aktif terhadap larva C. pavonana. Dengan
aktifnya ekstrak air biji M. elengi terhadap
T. citricidus maka aplikasi sediaan tersebut
di lapangan nantinya diharapkan dapat
mengendalikan hama tersebut.
Secara umum dibandingkan dengan
ekstrak etanol pada konsentrasi ekstrak
yang diuji, insektisida ekstrak air lebih
rendah aktivitas insektisidanya. Keadaan
ini menggambarkan bahwa senyawa aktif
yang tersuspensi dalam air pada konsentrasi
yang diuji tidak cukup kuat menyebabkan
mortalitas serangga uji. Dengan demikian
Tabel 2. Mortalitas Toxoptera citricidus hasil
pengujian ekstrak air biji tumbuhana
No
a
b
Spesies tumbuhan
1
M. elengi
2
P. pinnata
3
B. asiatica
4
A. indica
5
Br. javanica
6
Piper sp.
7
J. curcas
Mortalitas ± SB (%)b
86 ± 11,3
44 ± 22,6
68 ± 0
42 ± 11,3
10 ± 67,9
56 ± 0
54 ± 11,3
Ekstrak air diuji pada konsentrasi 5%
Perhitungan mortalitas dilakukan pada 4 hari setelah
perlakuan, persentase mortalitas telah dikoreksi
dengan Abbott (1925)
untuk aplikasinya di lapangan tampaknya
penyiapan sediaan berbahan ekstrak
etanol lebih baik dibandingkan ekstrak air.
Konsentrasi tertinggi dari suatu sediaan
berbahan ekstrak organik untuk kelayakan
penggunaan di lapangan sekitar 0,5%.
Syahputra, E., dan Endarto, O.
Pengujian Fitotoksisitas Ekstrak Etanol
pada Tanaman Jeruk
Daun tua tanaman jeruk setelah
disemprot dengan tujuh jenis ekstrak etanol
pada konsentrasi diuji tidak menunjukkan
gejala fitotoksit. Sama halnya dengan
daun muda, hasil penyemprotan tujuh jenis
ekstrak etanol pada daun muda pada tiga
dan tujuh hari setelah penyemprotan (HSP)
juga tidak menunjukkan gejala fitotoksisitas,
kecuali ekstrak etanol buah Br. javanica
(Tabel 3). Ekstrak buah Br. javanica
menunjukkan gejala fitotoksit pada daun
jeruk muda sebesar 11,7% pada 3 HSP dan
berkembang menjadi 27,5% pada 7 HSP.
Gejala fitotoksitas ini tampaknya tidak
berkembang lagi setelah tujuh HSP. Hasil
penelitian yang sama juga telah dilaporkan
bahwa ekstrak etanol buah Br. javanica
menyebabkan fitotoksisitas pada sejumlah
tanaman budidaya (Syahputra, 2008). Bila
suatu ekstrak tumbuhan tidak menyebabkan
gejala fitotoksit atau menyebabkan gejala
fitotoksit namun dalam batas yang dapat
ditolerir tanaman (tanaman dapat tumbuh
kembali secara normal), sediaan tumbuhan
tersebut dapat langsung digunakan setelah
disiapkan. Namun bila ekstrak tersebut
menunjukkan gejala fitotoksik yang parah,
perlu dilakukan pemisahan komponen
penyebab fitotoksik dari penyusun ekstrak.
Tabel 3. Gejala fitotoksisitas pada daun muda
tanaman jeruk setelah disemprot
dengan ekstrak etanol
No
1
2
3
4
5
6
7
a
Spesies
tumbuhan
Bagian
tumbuhan
M. elengi
P. pinnata
B. asiatica
A. indica
Biji
Biji
Biji
Biji
Br.
javanica
Buah
Piper sp.
J. curcas
Buah
Biji
Gejala
fitotoksisitas
(%) pada hari ke
(HSP)a
3
7
0
0
0
0
0
0
0
0
11,7 ±
27,5 ±
11,6
18,6
0
0
Ekstrak diuji pada konsentrasi 0,5%
0
0
216
Gejala fitotoksit cenderung terjadi
pada tanaman yang diberi perlakuan
sediaan ekstrak/fraksi insektisida botani,
bukan senyawa murni. Azadirakhtin dan
rokaglamida yang masing-masing merupakan
senyawa murni yang diisolasi dari tumbuhan
Meliaceae, A. indica dan Aglaia spp, pada
konsentrasi yang aktif terhadap hama sasaran
tidak menyebabkan fitotoksik pada beberapa
tanaman. Loke et al. (1990) melaporkan
bahwa penyemprotan ekstrak biji tanaman
A. indica pada konsentrasi 0,5% hingga
4,0% menimbulkan gejala fitotoksik pada
tanaman kubis, sawi dan padi berumur empat
minggu. Rokaglamida pada konsentrasi 300
ppm yang disemprotkan pada daun tanaman
brokoli dan kedelai tidak menimbulkan
gejala fitotoksik (Dono, 2004).
Mengingat tingginya aktivitas insektisida ekstrak Br. javanica diperlukan
kajian untuk menghilangkan pengaruh
fitotoksitnya. Pemanfaatan sifat antagonisme
dari suatu pencampuran dua jenis senyawa
yang berbeda merupakan salah satu upaya
untuk mengurangi sifat fitotoksisitas. Sifat
pencampuran yang diharapkan adalah dapat
mengubah sifat sitotoksik senyawa campuran
tanpa menurunkan aktivitas insektisidanya
(antagonisme) atau sebaliknya diharapkan
dapat menunjukkan sifat sinergisme. Sifatsifat sumber insektisida botani yang perlu
dicari dan dikembangkan adalah sumber
insektisida yang selain efektif terhadap
hama sasaran, juga memiliki rendemen
tinggi, relatif aman terhadap organisme nontarget, dan tidak meracuni tanaman melalui
sifat fitotoksitnya. Hal ini merupakan
pertimbangan yang perlu diperhatikan dalam
pengembangan sumber insektisida botani
alternatif.
Pengujian Toksisitas Ekstrak air terhadap
Predator
Semua ekstrak air yang diuji menunjukkan toksisitas yang kuat terhadap larva
predator H. chalibeus instar I (Tabel 4).
namun berbeda halnya terhadap larva
predator instar II. Tampaknya larva predator
instar II lebih tahan terhadap ekstrak air.
Hampir semua sediaan yang diuji tidak
menyebabkan toksisitas terhadap larva
217
Aktivitas Insektisida Ekstrak Tumbuhan terhadap Diaphorina citri
predator, kecuali sediaan berbahan serbuk
biji M. elengi yang dapat menyebabkan
mortalitas larva predator sebesar tidak
lebih 10%. Tingginya toksisitas pada instar
I terjadi karena tingginya kepekaan larva
instar I predator tersebut terhadap ekstrak.
Hal ini berimplikasi di lapangan bahwa
ekstrak-ekstrak aktif tersebut tidak dapat
diaplikasikan ke tanaman saat populasi larva
predator instar I di lapangan sedang tinggi.
Pengaruh insektisida sintetik atau insektisida
botani terhadap serangga temasuk predator
dapat beragam. Salah satunya tergantung
pada fase perkembangan dan umur serangga
(Reitz & Trumble, 1996). Senyawa sekunder
tanaman atau insektisida botani tertentu
relatif kurang toksik atau tidak berpengaruh
terhadap karakter biologi parasitoid
(Schmutterer, 1997).
Tabel 4. Toksisitas ekstrak air terhadap larva
Coccinellidae Halmus chalibeus
instar I dan IIa
No
Jenis
tumbuhan
1
2
3
4
5
6
7
M. elengi
P. pinnata
B. asiatica
A.indica
Br. javanica
Piper sp
J. curcas
Mortalitas ± SB (%)b
Instar I
100 ± 0
100 ± 0
100 ± 0
100 ± 0
100 ± 0
100 ± 0
100 ± 0
Instar II
10
0
0
0
0
0
0
Sediaan sederhana berbahan serbuk diuji pada
konsentrasi 5%.
b
Perhitungan mortalitas dilakukan pada 4 hari setelah
perlakuan, persentase mortalitas telah dikoreksi
dengan Abbott (1925)
sebagai fungisida dan bakterisida. Satish
et al. (2008) melaporkan ekstrak air biji M.
elengi menghambat pertumbuhan miselia
cendawan Aspergillus niger. Hazra et al.
(2008) telah mengisolasi dua jenis senyawa
pentahydroxy flavonoid dari biji M. elengi
yang berfungsi sebagai bakterisida. Lavaud
et al. (2008) melaporkan telah mengisolasi
enam jenis senyawa saponin dari kernel biji
M. elengi, M. hexandra, dan M. manilkara.
Ekstrak etanol biji P. pinnata (Sapindaceae)
menunjukkan aktivitas insektisida terhadap
C. pavonana dengan nilai LC50 0,16%.
Tanaman Sapindus rarak, Sapindaceae
lainnya telah diketahui aktivitas biologinya
sebagai insektisida.
Aktivitas biologi tanaman Simaroubaceae dari berbagai belahan dunia telah
dilaporkan, diantaranya sebagai obat kesehatan manusia dan aktivitasnya sebagai
insektisida, amoebisida dan herbisida. Dari
tanaman Br. javanica, telah diisolasi brucein
yang merupakan salah satu contoh senyawa
aktif yang memiliki aktivitas antimalaria
(Kim et al., 2004). Genus lain dari famili
tanaman Simaroubaceae yang telah lama
dilaporkan aktif sebagai insektisida adalah
Quassia, salah satu spesiesnya adalah
Q. amara. Senyawa aktif dari tanaman
tersebut yang umum diketahui aktif terhadap
beberapa jenis serangga adalah quassin.
Tanaman Q. amara, selain aktif sebagai obat
dan insektisida, bersama dengan Q. undulata
ekstraknya juga aktif sebagai fungisida dan
bakterisida.
a
Ekstrak tumbuhan aktif seperti temuan
penelitian ini, beberapa diantaranya telah
dilaporkan aktivitas biologinya. Berbagai
ekstrak biji dan daun tanaman J. curcas
(Euphorbiaceae) menunjukkan sifat antimoluska, anti-serangga dan anti-jamur.
Sediaan biji tanaman Euphorbiaceae
lainnya dilaporkan aktif terhadap beberapa
jenis serangga dan tungau. Aktivitas M.
elengi (Sapotaceae) saat ini telah diketahui
SIMPULAN
Penelitian ini berhasil mengungkapkan
beberapa sumber insektisida botani
baru terhadap T. citricidus. Bahanbahan tumbuhan yang dimaksud adalah
biji M. elengi (Sapotaceae), P. pinnata
(Sapindaceae), B. asiatica (Lecythidaceae),
Br. javanica (Simaroubaceae), J. curcas
(Euphorbiaceae) dan Piper sp. (Piperaceae).
Ekstrak etanol tumbuhan tersebut pada
konsentrasi 0,5% tidak menimbulkan gejala
fitotoksit pada daun tanaman jeruk. Ekstrak
air tumbuhan tersebut pada konsentrasi 5%
tidak menyebabkan kematian larva predator
Syahputra, E., dan Endarto, O.
H. chalibeus. Penelitian bioaktivitas ekstrak
diperlukan, selanjutnya juga diperlukan
identifikasi senyawa aktif yang terkandung
di dalam ekstrak.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih disampaikan pada Badan
Penelitian dan Pengembangan Pertanian,
Departemen Pertanian yang telah mendanai
penelitian ini melalui Proyek KKP3T dengan
Surat Perintah Kerja Pelaksanaan Penelitian
Nomor 763/LB.620/I.1/3/2008
DAFTAR PUSTAKA
Abbott, W.S. 1925. A method of computing
the effectiveness of an insecticide. J.
Econ. Entomol., 18:265-267.
Dono,
D. 2004. Aktivitas insektisida
rokaglamida dan penghambatan respons
imunitas larva Crocidolomia pavonana
(Fabricus) terhadap parasitoid Eriborus
argenteopilosus (Cameron). Bogor:
Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian
Bogor.
Hazra, K.M., Roy, R.N., Sen, S.K., & Laskar
S. 2007. Isolation of antibacterial
pentahydroxy flavones from the seeds
of Mimusops elengi Linn. http://www.
academicjournals.org/AJB/PDF/
pdf2007/18Jun/Hazra%20et%20al.
pdf. Accessed on 28 Mei 2008.
Kim, I.H., Takashima, Hirosuyanagi, Y.,
Hasuda, T., & Takeya, K. 2004. New
quassinoids, javanicolides C & D and
javanicoides B-F, from seed of Brucea
javanica. J. Nat. Prod., 67(5):863868.
Lavaud, C., Massiot, G., Becchi, M., Misra,
G., & Nigam, S.K. 1996. Saponins
from three species of Mimusops.
Phytochemistry, 41(3): 93-887.
218
Loke, W.H., Heng, C.K., Basirun, N., &
Rejab, A. 1990. Non-target effects of
neem (Azadirachta indica A. Juss) on
Apanatales plutellae Kurdj., cabbage,
sawi and padi. In: Proceedings 3rd
International Conference on Plant
Protection in the Tropics. Malaysia,
March 20-23, 1990. pp. 108-110.
Pahang: Malaysian Plant Protection
Society.
Reitz,
S.R., & Trumble, J.T. 1996.
Tritrophic interactions among linier
furanocoumarins the herbivore Trichoplusia ni (Lepidoptera: Noctuidae), and the
polyembrionic parasitoid Copidosoma
floridanum (Hymenoptera: Encyrtidae).
Environ. Entomol., 25: 1391-1397.
Satish, S., Raghavendra, M.P., Mohana, D.C.,
& Raveesha, K.A. 2008. Antifungal
activity of a known medicinal plant
Mimusops elengi L. against grain
moulds. J. Agric. Tech.
Schmutterer, H. 1997. Side-effects of neem
(Azadirachta indica) products on
insect pathogens and natural enemies
of spider mites and insects. J. Appl.
Entomol., 121:121-128.
Syahputra E. 2008. Bioaktivitas sediaan
buah Brucea javanica sebagai
insektisida botani untuk serangga
hama pertanian. Bul. Penelitian Tan.
Rempah & Obat, 19(1):57-67.
Syahputra, E. 2007. Aktivitas insektisida
ekstrak kulit batang Calophyllum
soulattri
terhadap
ulat
kubis
Crocidolomia pavonana. Bionatura,
9(3):294-305
Bionatura-Jurnal Ilmu-ilmu Hayati dan Fisik
ISSN 1411 - 0903
Vol. 14, No. 3, November 2012: 211 - 218
STUDI BIOLOGI REPRODUKSI IKAN LAYUR (SUPERFAMILI TRICHIUROIDEA)
DI PERAIRAN PALABUHANRATU, KABUPATEN SUKABUMI,
JAWA BARAT
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, FPIK-Institut Pertanian Bogor, Jln Lingkar
Kampus IPB Dramaga, Bogor 16680; Telp/Fax. 02518624360
E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menjelaskan aspek biologi reproduksi ikan layur Superfamili trichiuroidea
yang meliputi rasio kelamin, tingkat kematangan gonad, fekunditas, diameter telur dan pola pemijahan.
Penelitian ini dilakukan pada bulan Juli, September dan November 2007 di Perairan Palabuhanratu
dengan menggunakan alat tangkap pancing rawai dan pancing ulur nomor 6, 7, 8 dan 9. Dari 194 ikan
layur terdiri atas tiga spesies yaitu Spesies Trichiurus lepturus berjumlah 71 ekor (44 ekor jantan, 27
ekor betina), Lepturacanthus savala berjumlah 101 ekor (57 ekor jantan, 44 ekor betina) dan Gempylus
serpens berjumlah 22 ekor (14 ekor jantan dan 8 ekor betina). Rasio kelamin tidak seimbang dan
didominasi oleh ikan jantan. Ikan layur jenis T. lepturus dan L. savala diduga memasuki masa pemijahan
pada bulan Juli. Fekunditas ikan betina T. lepturus berkisar antara 2877-16875 butir. Sedangkan nilai
fekunditas ikan L. savala betina berkisar antara 4399-15261 butir. Diameter telur T. lepturus dan L.
savala adalah 0,3-1,37 dan 0,3-1,5 mm. Pola pemijahan ikan T.lepturus dan L.savala adalah partial
spawner.
Kata kunci: Ikan layur, reproduksi, fekunditas.
STUDY ON REPRODUCTIVE BIOLOGY OF LAYUR FISH (SUPERFAMILI
TRICHIUROIDEA) IN PALABUHANRATU WATERS, SUKABUMI REGENCY,
WEST JAVA
ABSTRACT
The objective of this study was to investigate the reproductive aspect of Triciuroidea, including sex
ratio, GSI, fecundity, egg diameter, and spawning pattern. The study was conducted on July, September,
and November 2007 in Palabuhan Ratu, West Java. The fishes were caught using long line and hand line
number 6, 7, 8, and 9. Total samples were 194 individuals, consisted of 71 individuals Trichiurus lepturus
(44 males and 27 females), 101 individuals Lepturacanthus savala (57 males, 44 ekor females) and 22
individuals Gempylus serpens (14 males and 8 females). Sex ratio were un balanced and dominated by
the male fish. Presumably, the spawning period for T. lepturus and L. savala was started from July. The
fecundity of T. lepturus and L. savala were between 2877-16875 eggs and 4399-15261 eggs respectively.
The egg diameter of T. lepturus and L. savala were 0,3-1,37 and 0,3-1,5 mm.The spawning pattern of T.
lepturus and L. savala were partial spawner.
Key word: Trichiuroidea, reproduction, fecundity
PENDAHULUAN
Perairan Palabuhanratu berada di
Kabupaten Sukabumi, Propinsi Jawa Barat
merupakan salah satu daerah perikanan yang
potensial dengan sumberdaya ikan melimpah.
Posisi geografis perairan Palabuhanratu
terletak pada koordinat 06o57’-07o07’ LS
dan 106o49’-1070 00’ BT. Ikan layur dikenal
dengan nama ribbon fishes merupakan salah
satu ikan komersial penting, yang potensial
dan prospek ekonomi tinggi serta mulai
sebagai komoditi ekspor (El-Haweet &
Ozawa, 1995).
Produksi layur di PPN Palabuhanratu
terus meningkat dari tahun ketahun.
Berdasarkan data tahun 2002-2007 dari PPN
Palabuhanratu, setiap tahunnya Palabuhan
ratu menghasilkan 185,47 ton ikan layur
dengan nilai produksi rata-rata mencapai Rp.
1.153.400.038 per tahun. Selama kurun waktu
6 tahun ini, tercatat hanya di tahun 2003 yang
220
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
mengalami penurunan total produksi. Dan
selebihnya memperlihatkan peningkatan
total produksi (PPN Palabuhanratu, 2007).
Hal ini disebab-kan terus meningkatnya
permintaan layur baik dari pasar domestik
maupun untuk keperluan ekspor. Jumlah ini
merupakan angka cukup besar sebagai suatu
komoditi perikanan untuk dikembangkan
lebih lanjut.
Permintaan pasar ikan layur cenderung
meningkat. Hal ini menyebabkan usaha
penangkapan pun meningkat. Dengan
semakin meningkatnya usaha penangkapan
maka penangkapan ikan layur di perairan
Palabuhanratu cenderung tidak terkendali,
karena hasil tangkapan merupakan prioritas
bagi nelayan. Tidak jarang ikan-ikan kecil
serta ikan matang gonad dan siap berpijah
juga ikut tertangkap. Dengan penangkapan
ikan yang tidak terkendali dan berlangsung
terus menerus, dikhawatirkan akan terjadi
overfishing. Overfishing dapat menyebabkan
perubahan struktur populasi. Oleh karena itu
diperlukan usaha rekruitmen dan reproduksi
untuk menghasilkan keturunan sebagai
upaya untuk melestarikan jenisnya.
Pengetahuan tentang biologi reproduksi merupakan salah satu alat yang dapat
digunakan dalam rangka pemanfaatan berkelanjutan sumberdaya ikan layur. Dengan
mengetahui aspek reproduksi ikan layur
maka penangkapan dapat dilakukan secara
optimal dan lestari sehingga diharapkan
kelestarian tetap terjaga dan menjadi dasar
dalam pengelolaan berkelanjutan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji
aspek biologi reproduksi diantara ketiga
spesies ikan layur (Trichiurus lepturus, Lepturacanthus savala dan Gempylus serpens)
seperti rasio kelamin, faktor kondisi, tingkat
kematangan gonad, fekunditas, diameter
telur dan pola pemijahan.
menggunakan alat tangkap pancing rawai
dan pancing ulur berukuran 6-9 oleh para
nelayan di sekitar perairan Palabuhanratu,
Sukabumi, Jawa Barat yang kemudian
didaratkan di TPI Palabuhanratu. Ikan yang
tertangkap dimasukkan ke dalam wadah
cold box kemudian ikan contoh di bawa ke
Laboratorium Fisiologi Hewan Air, Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor untuk diteliti lebih lanjut.
Ikan contoh diukur panjang totalnya dan
ditimbang beratnya, kemudian ikan dibedah
dan diambil gonadnya untuk ditimbang dan
ditentukan jenis kelaminnya. Pengamatan
tingkat kematangan gonad (TKG) dilihat
dari bentuk gonad, besar kecilnya gonad,
warna gonad, dan lunak pejalnya gonad.
Penentuan TKG gonad ikan mengacu
kepada morfologi gonad modifikasi Cassie
dalam Effendi (1997). Sedangkan karakter
mikroskopik gonad diamati berdasarkan
preparat histologis gonad jantan dan gonad
betina.
Penentuan hubungan panjang-berat
menggunakan rumus (Effendie, 1997)
W = a Lb
Keterangan :
BAHAN DAN METODE
K = Faktor kondisi
W = Berat rata-rata ikan dalam satu kelas (gram)
L = Panjang rata-rata ikan dalam satu kelas (mm)
a dan b = Konstanta dari regresi
Penelitian ini dilakukan pada bulan
Juli-November 2007, yang mewakili musim
Timur (Juli dan September) dan mewakili
musim peralihan (November). Pengambilan
ikan contoh dilakukan pada bulan Juli,
September dan November 2007 dengan
W
= berat total ikan (g)
L
= panjang total ikan (mm)
a dan b = konstanta hasil regresi
Pada pertumbuhan ikan isometrik
(b=3), maka faktor kondisi menggunakan
rumus sebagai berikut (Effendie, 1997):
10 5
K= 3 W
L
Pada pertumbuhan allometrik, faktor
kondisi dihitung dengan menggunakan
Rumus : K =
W
aL b
Keterangan :
Rasio kelamin dihitung dengan cara
membandingkan jumlah ikan jantan dan
ikan betina. Penentuan seimbang atau
tidaknya rasio kelamin jantan dan betina
221
Studi Biologi Reproduksi Ikan Layur (Superfamili Trichiuroidea)
dilakukan dengan uji Chi-Square (Steel &
Torie, 1980).
Rasio Kelamin =
(a)
J
B
Keterangan : J = Jumlah ikan jantan (ekor)
B = Jumlah ikan betina (ekor)
(b)
Indeks Kematangan gonad (IKG)
dengan menggunakan rumus (Effendie, 1997):
IKG =
B
g
x 100%
B
t
(c)
Keterangan:
IKG
Bg
Bt
= Indeks kematangan gonad
= Berat gonad (gram)
= Berat total (gram)
Fekunditas dihitung dengan menggunakan metode gabungan. Dengan menggunakan rumus sebagai berikut (Effendie,
1979):
F=
GxVxX
Q
Keterangan : F
G
V
X
Q
=
=
=
=
=
Fekunditas (butir)
Berat gonad total (gram)
Volume pengenceran (ml)
Jumlah telur dalam 1 cc (butir)
Berat telur contoh (gram)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sebaran Frekuensi Panjang
Ikan layur (Superfamili Trichiuroidea)
yang diamati selama penelitian berjumlah
194 ekor ikan yang terdiri atas tiga spesies
yaitu Trichiurus lepturus, Lepturacanthus
savala dan Gempylus serpens. Ikan layur
T. lepturus berjumlah 71 ekor (44 ekor
jantan, 27 ekor betina), ikan layur L. savala
berjumlah 101 ekor (57 ekor jantan, 44 ekor
betina) dan ikan layur G. serpens berjumlah
22 ekor (14 ekor jantan dan 8 ekor betina).
Hasil tangkapan ikan layur kemudian dibagi
menjadi 6 kelas ukuran panjang total (mm)
dengan interval 125 mm (Gambar 1).
Kisaran panjang total T. lepturus
antara 270-997 mm untuk ikan jantan dan
Selang kelas (mm)
Gambar 1. Sebaran panjang ikan layur
T.lepturus (a); L. savala (b);
dan G. serpens (c)
452-997 mm untuk ikan betina. Ikan jantan
tertangkap mulai selang kelas 251-375 mm;
sedangkan ikan betina mulai ditemukan pada
selang ukuran 501-625 mm. Ikan T. lepturus
paling banyak tertangkap pada selang kelas
751-875 (24 ekor). Nakamura & Parin
(1993) menyatakan bahwa ikan layur jenis T.
lepturus memiliki panjang total maksimum
sebesar 1200 mm, dan ikan yang dominan
tertangkap berukuran 500-1000 mm.
Ukuran panjang total L. savala yang
tertangkap bervariasi antara 314-953 mm.
Kisaran panjang ikan jantan dan betina
tertinggi terdapat pada selang ukuran 626750 mm dengan jumlah ikan jantan sebanyak
25 ekor dan jumlah ikan betina 24 ekor. Ikan
betina ditemukan pada selang kelas yang
lebih panjang daripada ikan jantan.
Ukuran panjang total ikan G. serpens
yang tertangkap berkisar antara 624-905
mm. Ikan jantan tersebar pada panjang total
624 mm-905 mm. Kuantitas tangkapan ikan
jantan dan betina terbesar terdapat pada
selang panjang 626-750 mm yaitu sebanyak
9 ekor ikan jantan dan 5 ekor ikan betina.
Ikan jantan ditemukan pada selang kelas
yang lebih panjang daripada ikan betina.
222
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
Pada Gambar 1 terlihat bahwa kelas
ukuran panjang ikan layur antara ketiga
spesies yang cukup beragam. Banyaknya
kelas ukuran panjang ikan ini memperlihatkan
keragaman ukuran ikan yang ditangkap.
Hal ini dikarenakan dalam penangkapan
ikan layur digunakan pancing (rawai atau
pancing ulur) dengan ukuran mata pancing
yang berbeda sehingga didapatkan hasil dan
ukuran yang beragam. Berdasarkan sebaran
kelompok panjang dari ketiga spesies dapat
diketahui bahwa untuk semua spesies mengelompok pada ukuran 626-875 mm.
Rendahnya frekuensi hasil tangkapan
ikan layur yang berukuran kecil (dibawah 500
mm) disebabkan oleh dua faktor. Pertama,
selektifitas alat, yang mana alat tangkap yang
digunakan adalalah pancing ulur dan rawai
dengan mata pancing ukuran 9 yang selektif
untuk tangkapan ikan-ikan berukuran besar.
Kedua, pada waktu penelitian ini dilakukan
bertepatan dengan musim pertumbuhan dari
ikan-ikan yang sebelumnya berukuran kecil
menjadi berukuran besar.
Hubungan Panjang-Berat
Hubungan panjang-berat ketiga
jenis ikan layur disajikan pada Tabel 1. Berdasarkan hubungan panjang-berat ikan layur
T. lepturus jantan dan betina diperoleh pola
pertumbuhan ikan layur T. lepturus dengan
model pertumbuhan yaitu W= 1 x 10-6 L2,8857
untuk ikan jantan, dengan koefisien korelasi (r)
sebesar 0,97. Sedangkan, model pertumbuhan
ikan betina mengikuti persamaan W = 1 x
10-5 L2,5310, dengan koefisien korelasi (r)
sebesar 0,93. Dari hasil nilai b untuk ikan
jantan dan betina didapatkan hasil bahwa
pola pertumbuhan T. Lepturus jantan dan
betina adalah allometrik negatif (b<3).
Persamaan hubungan panjang-berat
ikan layur jenis L. savala yaitu W = 2 x 10-7
L3,2626untuk ikan jantan, nilai koefisien korelasi
(r) sebesar 0,92, sedangkan persamaan
hubungan panjang berat ikan betina adalah
W = 2 x 10-6 L2,8368, nilai koefisien korelasi
(r) sebesar 0,89. Pola pertumbuhan L. savala
jantan adalah allometrik positif (b>3),
sedangkan ikan betina adalah allometrik
negatif (b<3).
Tabel 1. Hubungan panjang bobot ikan layur
Ikan
JK
n
a
b
r
T.
Lepturus
Jantan
44
1x1-06
2,8857
0,97
Betina
27
1x1
2,531
0,93
Jantan
57
2x1-07
3,2626
0,92
Betina
44
2x1
-06
2,8368
0,89
G.
Serpens
Jantan
14
1x1-07
3,3538
0,95
Betina
8
8x1
2,3749
0,84
L.
Savala
-05
-05
Keterangan: JK= Jenis kelamin; n= jumlah data; a dan b=
koefisien regresi; r= koefisien korelasi
Pola pertumbuhan ikan layur jenis G.
serpens jantan mengikuti persamaan W = 1
x 10-7 L3,3538 , dengan koefisien korelasi (r)
sebesar 0,95. Persamaan hubungan panjangberat untuk ikan betina adalah W = 8 x 10-5
L2,3749, dengan koefisien korelasi (r) sebesar
0,84. Hal tersebut menunjukkan bahwa pola
pertumbuhan ikan layur G. serpens jantan
adalah allometrik positif (b>3) sedangkan
ikan betina adalah allometrik negatif.
Faktor Kondisi
Faktor kondisi ketiga jenis ikan layur
disajikan pada Tabel 2. Nilai faktor kondisi
ikan T. lepturus jantan dan betina secara
keseluruhan masing-masing berkisar antara
1,34-1,56 dan 1,33-3,29. Nilai faktor kondisi
tertinggi baik ikan jantan atau betina terdapat
pada bulan November. Nilai kisaran rata-rata
faktor kondisi ikan L. savala jantan berkisar
antara 0,65-0,91 dengan rata-rata nilai faktor
kondisi tertinggi pada bulan September
sebesar 0,91, sedangkan kisaran rata-rata
faktor kondisi ikan betina adalah 1,05-1,20
dengan rata-rata nilai faktor kondisi tertinggi
pada bulan November sebesar 1,20. Nilai
faktor kondisi ikan layur G. Serpens jantan
berkisar antara 1,16-1,21. Sedangkan faktor
kondisi ikan betina berkisar antara 0,95-1,03.
Kisaran faktor kondisi rata-rata untuk ikan
jantan dan betina G. Serpens tertinggi berada
pada bulan September. Pada bulan tersebut,
diketahui bahwa kondisi perairan cukup baik
dan merupakan musim banyak ikan. Diduga
pada saat ini, ikan layur memanfaatkan
kesempatan untuk mengkonsumsi makanan
sebanyak-sebanyaknya sehingga meningkatkan nilai faktor kondisinya. Jumlah dan
Studi Biologi Reproduksi Ikan Layur (Superfamili Trichiuroidea)
223
Tabel 2. Faktor kondisi ikan layur berdasarkan bulan pengamatan
Ikan
T. Lepturus
L. Savala
G. Serpens
JK
Jantan
Betina
Jantan
Betina
Jantan
Betina
Juli
Rerata
1,38
1,34
0,65
1,05
Sb
0,19
0,23
0,07
0,18
September
Rerata
Sb
1,34
0,37
1,54
0,17
0,91
0,43
1,13
0,24
1,21
0,14
1,03
0,06
November
Rerata
Sb
1,56
0,23
3,29
0,00
0,84
0,09
1,20
0,09
1,16
0,08
0,95
0,13
Keterangan: JK= Jenis kelamin; Sb= simpangan baku
ukuran makanan yang tersedia di dalam
lingkungan perairan merupakan faktor dalam
yang mempengaruhi pertumbuhan ikan
(nilai faktor kondisi) ikan tersebut (Effendie,
1997).
Nilai faktor kondisi ikan T. lepturus
dan L. savala relatif meningkat dari bulan
Juli hingga November. Hal ini diduga dengan
seiring meningkatnya perkembangan tingkat
kematangan gonad maka akan meningkatkan
nilai faktor kondisi. Selain itu, asupan
makanan yang cukup dari lingkungan
perairan membuat nilai faktor kondisi relatif
meningkat. Nilai faktor kondisi ikan betina
lebih besar daripada ikan jantan. Hal ini
menunjukkan bahwa ikan betina memiliki
kondisi yang lebih baik untuk bertahan hidup
dan proses reproduksinya dibandingkan ikan
jantan. Hal ini sesuai dengan pernyataan
Effendie (1997) bahwa ikan betina memiliki
kondisi yang lebih baik dengan mengisi sell
sex untuk proses reproduksinya dibandingkan
ikan jantan. Nilai faktor kondisi yang tinggi
pada bulan November diduga karena bulan
November merupakan musim peralihan
antara musim timur ke musim barat, suhu
perairan meningkat sehingga ikan ini aktif
mencari makan. Aktifitas makan yang aktif
dapat mempengaruhi kondisi tubuh ikan.
Rasio Kelamin
Perbandingan rasio kelamin T. lepturus
ikan jantan dan betina adalah 1,63:1 atau
61,97 % ikan jantan dan 38,03 % ikan betina.
Rasio kelamin ikan layur jenis L. savala
selama penelitian adalah 1,30:1. Sedangkan,
rasio kelamin ikan layur G. serpens adalah
sebesar 1,75:1.
Berdasarkan hasil uji “Chi-Square”
pada setiap bulan pengambilan ikan contoh
dan secara keseluruhan dengan selang
kepercayaan 95% (α=0,05) menunjukkan
bahwa rasio kelamin ikan layur T. lepturus
dalam kondisi tidak seimbang dimana
didominasi oleh ikan jantan. Uji “ChiSquare” rasio kelamin berdasarkan waktu
pengambilan ikan contoh menunjukkan
bahwa rasio kelamin ikan layur L. savala
tidak seimbang namun secara keseluruhan
menunjukkan hasil sebaliknya yaitu
rasio kelamin ikan layur L. savala adalah
seimbang, dimana nilai Xhitung kurang dari
nilai X tabel. Uji “Chi-Square” rasio kelamin
secara keseluruhan dan berdasarkan waktu
pengambilan ikan contoh didapatkan hasil
bahwa rasio kelamin ikan layur G. serpens
adalah seimbang.
Berdasarkan penelitian Martin dan
Haimovici (2000), menyatakan bahwa rasio
kelamin ikan layur T. lepturus di ekosistem
utama Subtropis Brazil Bagian Selatan
tidak berbeda nyata dari 1:1. Berdasarkan
penelitian Ball & Rao (1984) bahwa perbandingan rasio kelamin antara jantan dan
betina dari L. savala berkisar antara 1:1,4.
Namun perbedaan dari hasil penelitian
tersebut dapat dikaitkan dengan pernyataan
dari Ball dan Rao (1984) yang menyatakan
bahwa penyimpangan dari kondisi ideal
tersebut disebabkan oleh faktor tingkah laku
ikan itu sendiri, perbedaan laju mortalitas
dan pertumbuhannya.
Pada bulan Juli jumlah ikan betina T.
lepturus dan L. savala yang matang gonad
lebih banyak daripada jumlah ikan jantan,
sebaliknya terjadi pada bulan September dan
Nopember. Rasio kelamin ikan layur juga
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
ditemukan tidak seimbang pada penelitian
Shih et al. (2011) yang diduga karena
terpengaruh distribusi spasial, pertumbuhan,
dan laju kematian.
Tingkat Kematangan Gonad (TKG)
Berdasarkan bulan pengamatan ikan
layur diantara ketiga spesies tersebut dapat
diketahui bahwa dari ketiga spesies ikan layur
tersebut baik ikan jantan atau ikan betina
didominasi oleh ikan TKG I dan II (Gambar
2). Dari pengetahuan tahap perkembangan
gonad ini juga akan didapatkan keterangan
bilamana ikan tersebut akan memijah,
baru memijah atau sudah selesai memijah
(Effendie, 1997). Untuk ikan layur betina
jenis T. lepturus dan L. savala komposisi
terbanyak TKG III dan TKG IV ditemukan
pada bulan Juli. Sedangkan ikan layur jenis
G. serpens betina yang memiliki TKG III
dan IV tidak ditemukan pada setiap waktu
pengamatan. Tidak ditemukannya ikan G.
serpens betina yang matang gonad diduga
karena pola ruaya ikan G. Serpens ke perairan
yang lebih dalam. Selain itu, ikan dewasa
hidup cenderung soliter, ikan ini menyebar
pada perairan yang relatif dalam (Nakamura
dan Parin, 1993). Persentase TKG tiap bulan
untuk ikan T. lepturus, L. savala dan G.
serpens disajikan pada Gambar 2.
JANTAN
BETINA
A
TKG
B
C
Selang kelas (mm)
Gambar 2. TKG ikan layur T.lepturus (a), L.savala
(b) dan G.serpens (c) berdasarkan bulan
pengamatan
224
Prabhu (1955) dalam Bal & Rao (1984)
menyatakan bahwa pemijahan T. lepturus
hanya berlangsung sekali dalam setahun
yaitu pada bulan Juni, namun penelitianpenelitian lain mengindikasikan pemijahan
terjadi pada Mei-Juni dan NovemberDesember (Tampi et al. 1971; Narasimham
1976 dalam Bal dan Rao (1984). Berbeda
halnya dengan Parin (1986), menyatakan
bahwa T. lepturus yang hidup di daerah
Mediterranean memijah pada bulan JuliAgustus. Untuk jenis ikan layur L.savala,
musim pemijahan umumnya berlangsung
antara bulan Maret-Mei. Sehubungan dengan
tujuan pemijahan dan lainnya, sejauh ini
untuk mempertahankan agar ikan ini tetap
bisa hidup (Setiawan, 2006).
Berdasarkan hasil penelitian, ikan
layur T. lepturus jantan dan betina pertama
kali matang gonad pada ukuran 725 mm
dan 633 mm; L. savala jantan pada ukuran
552 mm dan betina pada ukuran 592 mm;
sedangkan ikan G. serpens jantan matang
gonad pertama kali pada ukuran 668 mm
namun tidak ditemukannya ikan betina yang
memasuki fase matang gonad (TKG III dan
TKG IV) sehingga tidak dapat diketahui
ukuran ikan betina pertama kali matang
gonad. Persentase ikan yang matang gonad
berdasarkan panjang tubuh disajikan pada
Gambar 3.
Tiap-tiap spesies ikan pertama kali
matang gonad pada ukuran yang tidak sama.
Ikan T. lepturus betina lebih cepat matang
gonad dibandingkan ikan jantan. Sebaliknya
untuk ikan layur L. savala, dimana ikan
tersebut ikan jantan lebih cepat matang
gonad jika dibandingkan ikan betinanya.
Perbedaan ukuran matang gonad jantan dan
betina juga diperoleh Kwok (1999) pada ikan
T. Lepturus di Laut China Selatan. Kwok
(1999) diperoleh informasi bahwa ikan layur
T. lepturus jantan di Perairan Laut Cina
Selatan memiliki koefisien pertumbuhan
yang lambat daripada ikan betinanya dan
ikan betina ditemukan lebih cepat matang
gonad dibandingkan ikan jantan. Hal ini
sejalan dengan pendapat Effedie (1997)
bahwa ukuran matang gonad untuk tiap
spesies ikan berbeda-beda.
225
Studi Biologi Reproduksi Ikan Layur (Superfamili Trichiuroidea)
Indeks Kematangan Gonad (IKG)
Indeks kematangan gonad ikan layur
bervariasi pada setiap waktu pengamatan.
Ikan layur jantan spesies T. lepturus memiliki
kisaran IKG rata-rata berkisar antara
0,4999%-0,7349% dan ikan betina memiliki
kisaran IKG antara 0,4924%-1,2042%
(Gambar 16). Ikan layur jantan jenis L.savala
memiliki nilai indeks kematangan gonad
(IKG) berkisar antara 0,4483%-0,5580%
dan ikan betina antara 0,2235%-1,4206%
(Gambar 17). Nilai indeks kematangan
gonad (IKG) Ikan jantan jenis G. Serpens
berkisar antara 0,4121%-0,4190%. Ikan
betina memiliki kisaran rata-rata IKG antara
0,2327%-0,3323% (Gambar 18).
Pada bulan Juli diduga ikan layur
jenis T. lepturus dan L. savala memasuki
pemijahan, hal ini terlihat jelas dari
terdapatnya ikan jantan dan betina dengan
TKG III dan IV. Oleh karena itu, nilai indeks
kematangan gonad pada bulan tersebut cukup
tinggi. Namun tingginya nilai rata-rata IKG
pada bulan November untuk ikan layur jenis
G. serpens tidak dapat dijadikan nilai IKG
tertinggi dikarenakan sedikitnya jumlah
sampel dan pengamatan hanya dilakukan
dua bulan.
A
TKG
B
C
Selang kelas (mm)
Gambar 3. TKG ikan layur T.lepturus (a), L.savala (b)
dan G.serpens (c) berdasarkan panjang
tubuh
Keterangan: a= 251-375; b= 376-500; c= 501-625; d= 626750; e= 751-875; f= 876-1000
Tabel. Indeks Kematangan Gonad (IKG) ikan layur
Juli
Ikan
JK
September
November
Rerata
Sb
Rerata
Sb
Rerata
Sb
Jantan
0,73
1,33
0,71
0,73
0,50
0,22
Betina
1,20
1,00
0,99
1,12
0,49
0,00
Jantan
0,45
0,21
0,45
0,34
0,56
0,44
L. Savala Betina
1,42
1,16
0,38
0,22
0,22
0,10
0,41
0,32
0,42
0,26
0,23
0,18
0,33
0,10
T.
Lepturus
G.
Serpens
Jantan
Betina
Keterangan: JK= Jenis kelamin; Sb= simpangan baku
Rata-rata IKG ikan betina lebih besar
dibandingkan ikan jantan. Diduga hal ini
disebabkan pertumbuhan ikan betina lebih
tertuju pada pertumbuhan gonad, akibatnya
berat gonad ikan betina menjadi lebih besar
dibandingkan berat gonad ikan jantan.
Dengan kata lain pengaruh perkembangan
gonad lebih signifikan dibandingkan ikan
jantan. Berbeda halnya dengan ikan G.
serpens, dimana ikan jantan nilai IKG lebih
tinggi dibandingkan ikan betina. Hal ini
diduga karena tidak ditemukannya ikan betina
matang gonad, berbeda halnya dengan ikan
jantan yang memiliki fase matang gonad.
Fekunditas
Berdasarkan pengamatan secara
makroskopis dari tiga spesies ikan layur
didapatkan bahwa ikan layur betina yang
memiliki TKG III dan TKG IV adalah
ikan layur jenis T. lepturus dan L. savala.
Ikan layur betina jenis G. serpens selama
pengamatan hanya memiliki TKG I dan
TKG II.
Fekunditas ikan layur jenis T. lepturus
diperoleh dari 13 ekor ikan betina dengan
ukuran panjang total berkisar antara 630-991
mm dan berat antara 188,46-554,30 gram,
ikan yang telah memasuki fase matang gonad
yaitu 9 ekor ikan berada pada fase TKG III
dan 4 ekor ikan pada fase TKG IV. Nilai
fekunditas ikan betina T. lepturus berkisar
antara 2877-16875 butir.
Berdasarkan penelitian Martins &
Haimovici, (2000) bahwa fekunditas telur
T. lepturus di ekosistem utama subtropis
Brazil bagian selatan berkisar dari 3.917
untuk ikan yang memiliki panjang total 70
226
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
cm sampai 154.216 pada ikan contoh yang
memiliki panjang total 141 cm namun jumlah
pemijahan pada tiap musim belum dapat
ditentukan. Sedangkan menurut Ball dan
Rao (1984), fekunditas ikan layur T. lepturus
berkisar antara 4000 (panjang ikan 42 cm)
hingga 16.000 (panjang ikan 60 cm).
Dari jumlah total ikan layur betina
jenis L. savala yang diamati, diperoleh
sebanyak 4 ekor ikan yang memiliki TKG
III dan 3 ekor ikan memiliki TKG IV. Nilai
fekunditas ikan layur betina jenis L.savala
berkisar antara 4399-15261 butir. Fekunditas
maksimum didapatkan pada ikan betina
dengan ukuran panjang total sebesar 927 mm
dan berat tubuh sebesar 295,10 gram. Ikan L.
savala nilai fekunditas berkisar antara 9.178
untuk ikan yang memiliki panjang total 37
cm sampai 17.347 pada ikan contoh yang
memiliki panjang total sebesar 54 cm (Ball
& Rao, 1984).
Berdasarkan analisa hubungan fekunditas ikan layur jenis T. lepturus dengan
panjang total (mm) diperoleh nilai korelasi
(r) sebesar 0,27 sedangkan dengan berat
tubuh total (gram) diperoleh nilai korelasi
(r) sebesar 0,40 (Gambar 19). Untuk ikan
layur jenis L. savala, berdasarkan analisa
hubungan fekunditas dengan panjang total
(mm) diperoleh nilai korelasi (r) sebesar
0,65 sedangkan dengan berat tubuh total
(gram) didapatkan nilai korelasi sebesar
0,74 (Gambar 20). Untuk ikan layur jenis
T. lepturus dan L. Savala didapatkan
hasil bahwa bobot tubuh lebih baik untuk
menduga nilai fekunditas dibandingkan
dengan panjang total tubuhnya. Hal ini dapat
terlihat dari nilai korelasi yang cukup erat
antara fekunditas dengan berat tubuh total.
Peningkatan fekunditas berhubungan dengan
peningkatan berat tubuh dan berat gonad
(Solihatin, 2007). Hubungan fekunditas
dengan panjang total dalam penelitian ini
menunjukkan hubungan koefisien korelasi
yang kecil. Hal ini diduga karena terdapatnya
fekunditas yang bervariasi pada ikan-ikan
yang mempunyai ukuran panjang hampir
sama.
Tabel. Hubungan fekunditas dengan panjang dan
fekunditas dengan bobot ikan layur
Ikan
Parameter
Panjang
T.
Lepturus Berat
L. Savala Panjang
Berat
a
14,336
341,44
0,0107
0,7443
b
0,9299
0,5384
2,0864
1,6304
r
0,2706
0,4048
0,6528
0,7443
Keterangan: a dan b= koefisien regresi; r= koefisien
korelasi
Diameter Telur
Sebaran diameter telur dari ikan layur
jenis T. lepturus yang diamati pada gonad
TKG III dan TKG IV bervariasi antara 0,31,37 mm, terbagi dalam 12 kelas ukuran
diameter telur (Gambar 21). Pada TKG III,
diameter telur terbanyak terdapat pada kisaran
ukuran diameter antara 0,57-0,65 mm. Pada
TKG IV didapatkan diameter telur terbanyak
berkisar antara 0,93-1,01 mm. Diameter telur
ikan layur jenis L. Savala berkisar antara 0,31,5 mm (Gambar 22). Diameter telur TKG
III menyebar pada kisaran 0,3 mm-1,17 mm.
Sedangkan diameter telur TKG IV menyebar
pada kisaran 0,3 mm-1,50 mm. Terjadinya
peningkatan ukuran diameter telur dari
TKG III ke TKG IV seperti yang dikatakan
Effendie (1979) yaitu umumnya sudah dapat
diduga bahwa semakin meningkat tingkat
kematangan gonad maka diameter telur yang
ada di dalam ovarium semakin besar pula.
Ikan laut memiliki karakteristik ukuran
telur lebih kecil dibandingkan dengan
ikan air tawar. Fekunditas ikan-ikan laut
komersial penting pada umumnya lebih besar
(Chambers & Leggett, 1996). Berdasarkan
penelitian Martins & Haimovici (2000) yang
telah dilakukan pada perairan ekosistem
utama subtropis Brazil bagian selatan pada
bulan September hingga Februari, ditemukan
bahwa diameter telur ikan layur T. lepturus
yang diambil dari TKG III dan TKG IV
mencapai 0,8 mm dari 56 sampel gonad ikan
layur. Shiokawa (1988) dalam Nakamura
dan Parin (1993) menyatakan bahwa telur
ikan layur T. lepturus adalah pelagis dengan
ukuran diameter telur antara 1,59-1,88 mm.
Studi Biologi Reproduksi Ikan Layur (Superfamili Trichiuroidea)
Frekuensi (%)
Dari sebaran frekuensi diameter telur
TKG IV ikan T. lepturus dan L. savala
maka diperoleh modus penyebaran dua
puncak. Ini menandakan bahwa ikan T.
lepturus dan L. savala tergolong kelompok
ikan yang memijah dengan mengeluarkan
telur sebagian-sebagian (partial spawner),
dimana telur yang sudah matang dan berada
dipuncak pertama akan dikeluarkan terlebih
dahulu menyusul dengan pengeluaran telur
yang berada dipuncak berikutnya. Sama
halnya dengan penelitian Wojciechowski
(1972) yang menyatakan bahwa ikan layur
T. lepturus L. (Trichiuroidae) di Teluk Mauritania mempunyai periode reproduksi secara
partial spawning pada lapisan permukaan
dimana suhu dan salinitas berperan penting.
Menurut Wojciechowski (1972), spesies
ikan layur melakukan proses pemijahan pada
bulan Mei hingga Oktober.
A
B
Selang kelas diameter telur (mm)
Keterangan: a= 0,30-0,38; b= 0,39-0,47; c= 0,48-0,56;
d= 0,57-0,65; e= 0,66-0,74; f= 0,75-0,83;
g= 0,84-0,92; h= 0,93-1,01; i= 1,02-1,10; j=
1,11-1,19; k= 1,20-1,28; l= 1,29-1,37
m=0,30-0,40 ; n=0,41-0,51 ; o=0,52-0,62
; p=0,63-0,73 ; q=0,74-0,84 ; r=0,85-0,95
; s=0,96-1,06 ; t=1,07-1,17 ; u=1,18-1,28 ;
v=1,29-1,39 ; w= 1,40-1,50.
Gambar 4. Sebaran diameter telur ikan layur T.
lepturus (a) dan L. savala (b)
SIMPULAN
Pola pertumbuhan ikan layur T.lepturus
jantan dan betina di Perairan Palabuhanratu
adalah allometrik negatif. Pola pertumbuhan
ikan jantan spesies L. savala dan G. serpens
adalah allometrik positif, sedangkan ikan
betina spesies L. savala dan G. serpens
adalah allometrik negatif. Rasio kelamin
ikan layur ketiga spesies didominasi oleh
ikan jantan. Kisaran rata-rata faktor kondisi
ikan T. lepturus dan L. savala betina lebih
besar jika dibandingkan dengan faktor
kondisi ikan jantan.
227
Ikan layur T. lepturus betina lebih cepat
matang gonad dibandingkan ikan jantan.
Sedangkan ikan L. savala jantan lebih cepat
matang gonad dibandingkan ikan betina. Pada
saat penelitian, komposisi TKG III dan TKG
IV tertinggi untuk spesies T. lepturus dan L.
Savala terdapat pada bulan Juli. Penelitian
dilakukan mewakili musim timur (Juli dan
September) dan mewakili musim peralihan
(November). Nilai fekunditas ikan betina T.
lepturus berkisar antara 2877-16875 butir.
Sedangkan nilai fekunditas ikan L. savala
betina berkisar antara 4399-15261 butir.
Berdasarkan pola penyebaran diameter telur
diduga bahwa ikan T.lepturus dan L.savala
memijah secara partial spawner.
DAFTAR PUSTAKA
Bal, D.V. & K.V. Rao. 1984. Marine
Fisheries. Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited. New Delhi.
250 hal.
Chambers, R.C. & W.C. Leggett. 1996.
Maternal Influences on Variation in
Temperate Marine Fishes. Journal
America Zoology, 36 : 180-196.
Effendie, M.I. 1979. Metoda Biologi Perikanan. Yayasan Dewi Sri. Bogor. 112
hal.
Effendie, M.I. 1997. Biologi Perikanan.
Yayasan Pustaka Nusantara. Yogyakarta. 163 hal.
El-Haweet, A. & T. Ozawa. 1995. Age and
Growth of Ribbon Fish Trichiurus
japonicus in Kagoshima Bay, Japan.
Journal Fisheries Science Formerly
Nippon Suisan Gakkaishi, Vol 62 (4),
529-533.
Kwok, K.Y. 1999.
Reproduction of
Cutlassfishes Trichiurus spp. From
The South China Sea. Marine Ecology
Progress Series. Vol 176 : 39-47.
Lagler KF, JE. Bardach, RR Miller & D.
Passino. 1977. Ichtyology. New York,
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
USA: John Wiley and Sons inc.
Martins, A.S. & M. Haimovici. 2000.
Reproduction of The Cutlassfish
Trichiurus lepturus In The Southern
Brazil Subtropical Convergence Ecosystem. Journal Scientia Marina, 64
(1): 97-105.
Nakamura, I. & N.V. Parin. 1993. FAO
Species Catalogue. Vol 15. Snake
Mackerels and Cutlassfishes of
The World (Families Gempylidae
and Trichiuridae). An Annotated
and Illustrated Catalugue of The
Snake Mackerels, Snoeks, Escolars,
Gemfishes, Sackfishes, Domine,
Oilfish, Cutlassfishes, Hairtails, and
Frostfishes Known To Date. FAO Fish
Synop. Rome.
Parin, N.V. 1986. Trichiuridae. Fishes of
the North-eastern Atlantic and the
Mediterranean Vol. II: 976-980.
UNESCO. United Kingdom.
Pelabuhan Perikanan Nusantara Palabuhanratu. 2007. Data Statistika Perikanan
Tahun 2007. PPN Palabuhanratu.
Sukabumi.
Setiawan, D.R. 2006. Ketajaman Penglihatan Ikan Layur (Trichiurus spp.)
Hasil Tangkapan Pancing Rawai
228
di Teluk Palabuhanratu Sukabumi
Jawa Barat. Skripsi. Departemen
Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan.
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.
Institut Pertanian Bogor. Tidak
dipublikasikan.
Shih, N.-T. Hsu, K.-C. & Ni, I.-H. Age,
Growth and Reproduction of cutlassfishes Trichiurus spp. in the southern
East China Sea. 2011 Blackwell
Verlag, Berlin Accepted: November
18, 2010 ISSN Appl. Ichthyol. 27
(2011), 1307–1315.
Solihatin, A. 2007. Biologi Reproduksi
dan Studi Kebiasaan Makanan Ikan
Sebarau (Hampala macrolepidota)
di Sungai Musi. Skripsi. Departemen
Manajemen Sumberdaya Perairan.
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.
Institut Pertanian Bogor. Tidak dipublikasikan.
Steel, R. G. D. & J.H. Torie. 1980. Principle
and Procedure of Statistic. Second
Edition. Mc Graw-Hill. Book Company, Inc. New York. 748 p.
Wojciechowski, J. 1972. Observation On
Biology of Cutlassfish Trichiurus
lepturus L. (Trichiuroidae) of Mauritania Shelf. Journal Acta Ichthyologica
Et Fiscatoria, Vol.II, Fasc 2.
Bionatura-Jurnal Ilmu-ilmu Hayati dan Fisik
ISSN 1411 - 0903
Vol. 14, No. 3, November 2012: 211 - 218
STUDI BIOLOGI REPRODUKSI IKAN LAYUR (SUPERFAMILI TRICHIUROIDEA)
DI PERAIRAN PALABUHANRATU, KABUPATEN SUKABUMI,
JAWA BARAT
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, FPIK-Institut Pertanian Bogor, Jln Lingkar
Kampus IPB Dramaga, Bogor 16680; Telp/Fax. 02518624360
E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menjelaskan aspek biologi reproduksi ikan layur Superfamili trichiuroidea
yang meliputi rasio kelamin, tingkat kematangan gonad, fekunditas, diameter telur dan pola pemijahan.
Penelitian ini dilakukan pada bulan Juli, September dan November 2007 di Perairan Palabuhanratu
dengan menggunakan alat tangkap pancing rawai dan pancing ulur nomor 6, 7, 8 dan 9. Dari 194 ikan
layur terdiri atas tiga spesies yaitu Spesies Trichiurus lepturus berjumlah 71 ekor (44 ekor jantan, 27
ekor betina), Lepturacanthus savala berjumlah 101 ekor (57 ekor jantan, 44 ekor betina) dan Gempylus
serpens berjumlah 22 ekor (14 ekor jantan dan 8 ekor betina). Rasio kelamin tidak seimbang dan
didominasi oleh ikan jantan. Ikan layur jenis T. lepturus dan L. savala diduga memasuki masa pemijahan
pada bulan Juli. Fekunditas ikan betina T. lepturus berkisar antara 2877-16875 butir. Sedangkan nilai
fekunditas ikan L. savala betina berkisar antara 4399-15261 butir. Diameter telur T. lepturus dan L.
savala adalah 0,3-1,37 dan 0,3-1,5 mm. Pola pemijahan ikan T.lepturus dan L.savala adalah partial
spawner.
Kata kunci: Ikan layur, reproduksi, fekunditas.
STUDY ON REPRODUCTIVE BIOLOGY OF LAYUR FISH (SUPERFAMILI
TRICHIUROIDEA) IN PALABUHANRATU WATERS, SUKABUMI REGENCY,
WEST JAVA
ABSTRACT
The objective of this study was to investigate the reproductive aspect of Triciuroidea, including sex
ratio, GSI, fecundity, egg diameter, and spawning pattern. The study was conducted on July, September,
and November 2007 in Palabuhan Ratu, West Java. The fishes were caught using long line and hand line
number 6, 7, 8, and 9. Total samples were 194 individuals, consisted of 71 individuals Trichiurus lepturus
(44 males and 27 females), 101 individuals Lepturacanthus savala (57 males, 44 ekor females) and 22
individuals Gempylus serpens (14 males and 8 females). Sex ratio were un balanced and dominated by
the male fish. Presumably, the spawning period for T. lepturus and L. savala was started from July. The
fecundity of T. lepturus and L. savala were between 2877-16875 eggs and 4399-15261 eggs respectively.
The egg diameter of T. lepturus and L. savala were 0,3-1,37 and 0,3-1,5 mm.The spawning pattern of T.
lepturus and L. savala were partial spawner.
Key word: Trichiuroidea, reproduction, fecundity
PENDAHULUAN
Perairan Palabuhanratu berada di
Kabupaten Sukabumi, Propinsi Jawa Barat
merupakan salah satu daerah perikanan yang
potensial dengan sumberdaya ikan melimpah.
Posisi geografis perairan Palabuhanratu
terletak pada koordinat 06o57’-07o07’ LS
dan 106o49’-1070 00’ BT. Ikan layur dikenal
dengan nama ribbon fishes merupakan salah
satu ikan komersial penting, yang potensial
dan prospek ekonomi tinggi serta mulai
sebagai komoditi ekspor (El-Haweet &
Ozawa, 1995).
Produksi layur di PPN Palabuhanratu
terus meningkat dari tahun ketahun.
Berdasarkan data tahun 2002-2007 dari PPN
Palabuhanratu, setiap tahunnya Palabuhan
ratu menghasilkan 185,47 ton ikan layur
dengan nilai produksi rata-rata mencapai Rp.
1.153.400.038 per tahun. Selama kurun waktu
6 tahun ini, tercatat hanya di tahun 2003 yang
220
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
mengalami penurunan total produksi. Dan
selebihnya memperlihatkan peningkatan
total produksi (PPN Palabuhanratu, 2007).
Hal ini disebab-kan terus meningkatnya
permintaan layur baik dari pasar domestik
maupun untuk keperluan ekspor. Jumlah ini
merupakan angka cukup besar sebagai suatu
komoditi perikanan untuk dikembangkan
lebih lanjut.
Permintaan pasar ikan layur cenderung
meningkat. Hal ini menyebabkan usaha
penangkapan pun meningkat. Dengan
semakin meningkatnya usaha penangkapan
maka penangkapan ikan layur di perairan
Palabuhanratu cenderung tidak terkendali,
karena hasil tangkapan merupakan prioritas
bagi nelayan. Tidak jarang ikan-ikan kecil
serta ikan matang gonad dan siap berpijah
juga ikut tertangkap. Dengan penangkapan
ikan yang tidak terkendali dan berlangsung
terus menerus, dikhawatirkan akan terjadi
overfishing. Overfishing dapat menyebabkan
perubahan struktur populasi. Oleh karena itu
diperlukan usaha rekruitmen dan reproduksi
untuk menghasilkan keturunan sebagai
upaya untuk melestarikan jenisnya.
Pengetahuan tentang biologi reproduksi merupakan salah satu alat yang dapat
digunakan dalam rangka pemanfaatan berkelanjutan sumberdaya ikan layur. Dengan
mengetahui aspek reproduksi ikan layur
maka penangkapan dapat dilakukan secara
optimal dan lestari sehingga diharapkan
kelestarian tetap terjaga dan menjadi dasar
dalam pengelolaan berkelanjutan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji
aspek biologi reproduksi diantara ketiga
spesies ikan layur (Trichiurus lepturus, Lepturacanthus savala dan Gempylus serpens)
seperti rasio kelamin, faktor kondisi, tingkat
kematangan gonad, fekunditas, diameter
telur dan pola pemijahan.
menggunakan alat tangkap pancing rawai
dan pancing ulur berukuran 6-9 oleh para
nelayan di sekitar perairan Palabuhanratu,
Sukabumi, Jawa Barat yang kemudian
didaratkan di TPI Palabuhanratu. Ikan yang
tertangkap dimasukkan ke dalam wadah
cold box kemudian ikan contoh di bawa ke
Laboratorium Fisiologi Hewan Air, Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor untuk diteliti lebih lanjut.
Ikan contoh diukur panjang totalnya dan
ditimbang beratnya, kemudian ikan dibedah
dan diambil gonadnya untuk ditimbang dan
ditentukan jenis kelaminnya. Pengamatan
tingkat kematangan gonad (TKG) dilihat
dari bentuk gonad, besar kecilnya gonad,
warna gonad, dan lunak pejalnya gonad.
Penentuan TKG gonad ikan mengacu
kepada morfologi gonad modifikasi Cassie
dalam Effendi (1997). Sedangkan karakter
mikroskopik gonad diamati berdasarkan
preparat histologis gonad jantan dan gonad
betina.
Penentuan hubungan panjang-berat
menggunakan rumus (Effendie, 1997)
W = a Lb
Keterangan :
BAHAN DAN METODE
K = Faktor kondisi
W = Berat rata-rata ikan dalam satu kelas (gram)
L = Panjang rata-rata ikan dalam satu kelas (mm)
a dan b = Konstanta dari regresi
Penelitian ini dilakukan pada bulan
Juli-November 2007, yang mewakili musim
Timur (Juli dan September) dan mewakili
musim peralihan (November). Pengambilan
ikan contoh dilakukan pada bulan Juli,
September dan November 2007 dengan
W
= berat total ikan (g)
L
= panjang total ikan (mm)
a dan b = konstanta hasil regresi
Pada pertumbuhan ikan isometrik
(b=3), maka faktor kondisi menggunakan
rumus sebagai berikut (Effendie, 1997):
10 5
K= 3 W
L
Pada pertumbuhan allometrik, faktor
kondisi dihitung dengan menggunakan
Rumus : K =
W
aL b
Keterangan :
Rasio kelamin dihitung dengan cara
membandingkan jumlah ikan jantan dan
ikan betina. Penentuan seimbang atau
tidaknya rasio kelamin jantan dan betina
221
Studi Biologi Reproduksi Ikan Layur (Superfamili Trichiuroidea)
dilakukan dengan uji Chi-Square (Steel &
Torie, 1980).
Rasio Kelamin =
(a)
J
B
Keterangan : J = Jumlah ikan jantan (ekor)
B = Jumlah ikan betina (ekor)
(b)
Indeks Kematangan gonad (IKG)
dengan menggunakan rumus (Effendie, 1997):
IKG =
B
g
x 100%
B
t
(c)
Keterangan:
IKG
Bg
Bt
= Indeks kematangan gonad
= Berat gonad (gram)
= Berat total (gram)
Fekunditas dihitung dengan menggunakan metode gabungan. Dengan menggunakan rumus sebagai berikut (Effendie,
1979):
F=
GxVxX
Q
Keterangan : F
G
V
X
Q
=
=
=
=
=
Fekunditas (butir)
Berat gonad total (gram)
Volume pengenceran (ml)
Jumlah telur dalam 1 cc (butir)
Berat telur contoh (gram)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sebaran Frekuensi Panjang
Ikan layur (Superfamili Trichiuroidea)
yang diamati selama penelitian berjumlah
194 ekor ikan yang terdiri atas tiga spesies
yaitu Trichiurus lepturus, Lepturacanthus
savala dan Gempylus serpens. Ikan layur
T. lepturus berjumlah 71 ekor (44 ekor
jantan, 27 ekor betina), ikan layur L. savala
berjumlah 101 ekor (57 ekor jantan, 44 ekor
betina) dan ikan layur G. serpens berjumlah
22 ekor (14 ekor jantan dan 8 ekor betina).
Hasil tangkapan ikan layur kemudian dibagi
menjadi 6 kelas ukuran panjang total (mm)
dengan interval 125 mm (Gambar 1).
Kisaran panjang total T. lepturus
antara 270-997 mm untuk ikan jantan dan
Selang kelas (mm)
Gambar 1. Sebaran panjang ikan layur
T.lepturus (a); L. savala (b);
dan G. serpens (c)
452-997 mm untuk ikan betina. Ikan jantan
tertangkap mulai selang kelas 251-375 mm;
sedangkan ikan betina mulai ditemukan pada
selang ukuran 501-625 mm. Ikan T. lepturus
paling banyak tertangkap pada selang kelas
751-875 (24 ekor). Nakamura & Parin
(1993) menyatakan bahwa ikan layur jenis T.
lepturus memiliki panjang total maksimum
sebesar 1200 mm, dan ikan yang dominan
tertangkap berukuran 500-1000 mm.
Ukuran panjang total L. savala yang
tertangkap bervariasi antara 314-953 mm.
Kisaran panjang ikan jantan dan betina
tertinggi terdapat pada selang ukuran 626750 mm dengan jumlah ikan jantan sebanyak
25 ekor dan jumlah ikan betina 24 ekor. Ikan
betina ditemukan pada selang kelas yang
lebih panjang daripada ikan jantan.
Ukuran panjang total ikan G. serpens
yang tertangkap berkisar antara 624-905
mm. Ikan jantan tersebar pada panjang total
624 mm-905 mm. Kuantitas tangkapan ikan
jantan dan betina terbesar terdapat pada
selang panjang 626-750 mm yaitu sebanyak
9 ekor ikan jantan dan 5 ekor ikan betina.
Ikan jantan ditemukan pada selang kelas
yang lebih panjang daripada ikan betina.
222
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
Pada Gambar 1 terlihat bahwa kelas
ukuran panjang ikan layur antara ketiga
spesies yang cukup beragam. Banyaknya
kelas ukuran panjang ikan ini memperlihatkan
keragaman ukuran ikan yang ditangkap.
Hal ini dikarenakan dalam penangkapan
ikan layur digunakan pancing (rawai atau
pancing ulur) dengan ukuran mata pancing
yang berbeda sehingga didapatkan hasil dan
ukuran yang beragam. Berdasarkan sebaran
kelompok panjang dari ketiga spesies dapat
diketahui bahwa untuk semua spesies mengelompok pada ukuran 626-875 mm.
Rendahnya frekuensi hasil tangkapan
ikan layur yang berukuran kecil (dibawah 500
mm) disebabkan oleh dua faktor. Pertama,
selektifitas alat, yang mana alat tangkap yang
digunakan adalalah pancing ulur dan rawai
dengan mata pancing ukuran 9 yang selektif
untuk tangkapan ikan-ikan berukuran besar.
Kedua, pada waktu penelitian ini dilakukan
bertepatan dengan musim pertumbuhan dari
ikan-ikan yang sebelumnya berukuran kecil
menjadi berukuran besar.
Hubungan Panjang-Berat
Hubungan panjang-berat ketiga
jenis ikan layur disajikan pada Tabel 1. Berdasarkan hubungan panjang-berat ikan layur
T. lepturus jantan dan betina diperoleh pola
pertumbuhan ikan layur T. lepturus dengan
model pertumbuhan yaitu W= 1 x 10-6 L2,8857
untuk ikan jantan, dengan koefisien korelasi (r)
sebesar 0,97. Sedangkan, model pertumbuhan
ikan betina mengikuti persamaan W = 1 x
10-5 L2,5310, dengan koefisien korelasi (r)
sebesar 0,93. Dari hasil nilai b untuk ikan
jantan dan betina didapatkan hasil bahwa
pola pertumbuhan T. Lepturus jantan dan
betina adalah allometrik negatif (b<3).
Persamaan hubungan panjang-berat
ikan layur jenis L. savala yaitu W = 2 x 10-7
L3,2626untuk ikan jantan, nilai koefisien korelasi
(r) sebesar 0,92, sedangkan persamaan
hubungan panjang berat ikan betina adalah
W = 2 x 10-6 L2,8368, nilai koefisien korelasi
(r) sebesar 0,89. Pola pertumbuhan L. savala
jantan adalah allometrik positif (b>3),
sedangkan ikan betina adalah allometrik
negatif (b<3).
Tabel 1. Hubungan panjang bobot ikan layur
Ikan
JK
n
a
b
r
T.
Lepturus
Jantan
44
1x1-06
2,8857
0,97
Betina
27
1x1
2,531
0,93
Jantan
57
2x1-07
3,2626
0,92
Betina
44
2x1
-06
2,8368
0,89
G.
Serpens
Jantan
14
1x1-07
3,3538
0,95
Betina
8
8x1
2,3749
0,84
L.
Savala
-05
-05
Keterangan: JK= Jenis kelamin; n= jumlah data; a dan b=
koefisien regresi; r= koefisien korelasi
Pola pertumbuhan ikan layur jenis G.
serpens jantan mengikuti persamaan W = 1
x 10-7 L3,3538 , dengan koefisien korelasi (r)
sebesar 0,95. Persamaan hubungan panjangberat untuk ikan betina adalah W = 8 x 10-5
L2,3749, dengan koefisien korelasi (r) sebesar
0,84. Hal tersebut menunjukkan bahwa pola
pertumbuhan ikan layur G. serpens jantan
adalah allometrik positif (b>3) sedangkan
ikan betina adalah allometrik negatif.
Faktor Kondisi
Faktor kondisi ketiga jenis ikan layur
disajikan pada Tabel 2. Nilai faktor kondisi
ikan T. lepturus jantan dan betina secara
keseluruhan masing-masing berkisar antara
1,34-1,56 dan 1,33-3,29. Nilai faktor kondisi
tertinggi baik ikan jantan atau betina terdapat
pada bulan November. Nilai kisaran rata-rata
faktor kondisi ikan L. savala jantan berkisar
antara 0,65-0,91 dengan rata-rata nilai faktor
kondisi tertinggi pada bulan September
sebesar 0,91, sedangkan kisaran rata-rata
faktor kondisi ikan betina adalah 1,05-1,20
dengan rata-rata nilai faktor kondisi tertinggi
pada bulan November sebesar 1,20. Nilai
faktor kondisi ikan layur G. Serpens jantan
berkisar antara 1,16-1,21. Sedangkan faktor
kondisi ikan betina berkisar antara 0,95-1,03.
Kisaran faktor kondisi rata-rata untuk ikan
jantan dan betina G. Serpens tertinggi berada
pada bulan September. Pada bulan tersebut,
diketahui bahwa kondisi perairan cukup baik
dan merupakan musim banyak ikan. Diduga
pada saat ini, ikan layur memanfaatkan
kesempatan untuk mengkonsumsi makanan
sebanyak-sebanyaknya sehingga meningkatkan nilai faktor kondisinya. Jumlah dan
Studi Biologi Reproduksi Ikan Layur (Superfamili Trichiuroidea)
223
Tabel 2. Faktor kondisi ikan layur berdasarkan bulan pengamatan
Ikan
T. Lepturus
L. Savala
G. Serpens
JK
Jantan
Betina
Jantan
Betina
Jantan
Betina
Juli
Rerata
1,38
1,34
0,65
1,05
Sb
0,19
0,23
0,07
0,18
September
Rerata
Sb
1,34
0,37
1,54
0,17
0,91
0,43
1,13
0,24
1,21
0,14
1,03
0,06
November
Rerata
Sb
1,56
0,23
3,29
0,00
0,84
0,09
1,20
0,09
1,16
0,08
0,95
0,13
Keterangan: JK= Jenis kelamin; Sb= simpangan baku
ukuran makanan yang tersedia di dalam
lingkungan perairan merupakan faktor dalam
yang mempengaruhi pertumbuhan ikan
(nilai faktor kondisi) ikan tersebut (Effendie,
1997).
Nilai faktor kondisi ikan T. lepturus
dan L. savala relatif meningkat dari bulan
Juli hingga November. Hal ini diduga dengan
seiring meningkatnya perkembangan tingkat
kematangan gonad maka akan meningkatkan
nilai faktor kondisi. Selain itu, asupan
makanan yang cukup dari lingkungan
perairan membuat nilai faktor kondisi relatif
meningkat. Nilai faktor kondisi ikan betina
lebih besar daripada ikan jantan. Hal ini
menunjukkan bahwa ikan betina memiliki
kondisi yang lebih baik untuk bertahan hidup
dan proses reproduksinya dibandingkan ikan
jantan. Hal ini sesuai dengan pernyataan
Effendie (1997) bahwa ikan betina memiliki
kondisi yang lebih baik dengan mengisi sell
sex untuk proses reproduksinya dibandingkan
ikan jantan. Nilai faktor kondisi yang tinggi
pada bulan November diduga karena bulan
November merupakan musim peralihan
antara musim timur ke musim barat, suhu
perairan meningkat sehingga ikan ini aktif
mencari makan. Aktifitas makan yang aktif
dapat mempengaruhi kondisi tubuh ikan.
Rasio Kelamin
Perbandingan rasio kelamin T. lepturus
ikan jantan dan betina adalah 1,63:1 atau
61,97 % ikan jantan dan 38,03 % ikan betina.
Rasio kelamin ikan layur jenis L. savala
selama penelitian adalah 1,30:1. Sedangkan,
rasio kelamin ikan layur G. serpens adalah
sebesar 1,75:1.
Berdasarkan hasil uji “Chi-Square”
pada setiap bulan pengambilan ikan contoh
dan secara keseluruhan dengan selang
kepercayaan 95% (α=0,05) menunjukkan
bahwa rasio kelamin ikan layur T. lepturus
dalam kondisi tidak seimbang dimana
didominasi oleh ikan jantan. Uji “ChiSquare” rasio kelamin berdasarkan waktu
pengambilan ikan contoh menunjukkan
bahwa rasio kelamin ikan layur L. savala
tidak seimbang namun secara keseluruhan
menunjukkan hasil sebaliknya yaitu
rasio kelamin ikan layur L. savala adalah
seimbang, dimana nilai Xhitung kurang dari
nilai X tabel. Uji “Chi-Square” rasio kelamin
secara keseluruhan dan berdasarkan waktu
pengambilan ikan contoh didapatkan hasil
bahwa rasio kelamin ikan layur G. serpens
adalah seimbang.
Berdasarkan penelitian Martin dan
Haimovici (2000), menyatakan bahwa rasio
kelamin ikan layur T. lepturus di ekosistem
utama Subtropis Brazil Bagian Selatan
tidak berbeda nyata dari 1:1. Berdasarkan
penelitian Ball & Rao (1984) bahwa perbandingan rasio kelamin antara jantan dan
betina dari L. savala berkisar antara 1:1,4.
Namun perbedaan dari hasil penelitian
tersebut dapat dikaitkan dengan pernyataan
dari Ball dan Rao (1984) yang menyatakan
bahwa penyimpangan dari kondisi ideal
tersebut disebabkan oleh faktor tingkah laku
ikan itu sendiri, perbedaan laju mortalitas
dan pertumbuhannya.
Pada bulan Juli jumlah ikan betina T.
lepturus dan L. savala yang matang gonad
lebih banyak daripada jumlah ikan jantan,
sebaliknya terjadi pada bulan September dan
Nopember. Rasio kelamin ikan layur juga
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
ditemukan tidak seimbang pada penelitian
Shih et al. (2011) yang diduga karena
terpengaruh distribusi spasial, pertumbuhan,
dan laju kematian.
Tingkat Kematangan Gonad (TKG)
Berdasarkan bulan pengamatan ikan
layur diantara ketiga spesies tersebut dapat
diketahui bahwa dari ketiga spesies ikan layur
tersebut baik ikan jantan atau ikan betina
didominasi oleh ikan TKG I dan II (Gambar
2). Dari pengetahuan tahap perkembangan
gonad ini juga akan didapatkan keterangan
bilamana ikan tersebut akan memijah,
baru memijah atau sudah selesai memijah
(Effendie, 1997). Untuk ikan layur betina
jenis T. lepturus dan L. savala komposisi
terbanyak TKG III dan TKG IV ditemukan
pada bulan Juli. Sedangkan ikan layur jenis
G. serpens betina yang memiliki TKG III
dan IV tidak ditemukan pada setiap waktu
pengamatan. Tidak ditemukannya ikan G.
serpens betina yang matang gonad diduga
karena pola ruaya ikan G. Serpens ke perairan
yang lebih dalam. Selain itu, ikan dewasa
hidup cenderung soliter, ikan ini menyebar
pada perairan yang relatif dalam (Nakamura
dan Parin, 1993). Persentase TKG tiap bulan
untuk ikan T. lepturus, L. savala dan G.
serpens disajikan pada Gambar 2.
JANTAN
BETINA
A
TKG
B
C
Selang kelas (mm)
Gambar 2. TKG ikan layur T.lepturus (a), L.savala
(b) dan G.serpens (c) berdasarkan bulan
pengamatan
224
Prabhu (1955) dalam Bal & Rao (1984)
menyatakan bahwa pemijahan T. lepturus
hanya berlangsung sekali dalam setahun
yaitu pada bulan Juni, namun penelitianpenelitian lain mengindikasikan pemijahan
terjadi pada Mei-Juni dan NovemberDesember (Tampi et al. 1971; Narasimham
1976 dalam Bal dan Rao (1984). Berbeda
halnya dengan Parin (1986), menyatakan
bahwa T. lepturus yang hidup di daerah
Mediterranean memijah pada bulan JuliAgustus. Untuk jenis ikan layur L.savala,
musim pemijahan umumnya berlangsung
antara bulan Maret-Mei. Sehubungan dengan
tujuan pemijahan dan lainnya, sejauh ini
untuk mempertahankan agar ikan ini tetap
bisa hidup (Setiawan, 2006).
Berdasarkan hasil penelitian, ikan
layur T. lepturus jantan dan betina pertama
kali matang gonad pada ukuran 725 mm
dan 633 mm; L. savala jantan pada ukuran
552 mm dan betina pada ukuran 592 mm;
sedangkan ikan G. serpens jantan matang
gonad pertama kali pada ukuran 668 mm
namun tidak ditemukannya ikan betina yang
memasuki fase matang gonad (TKG III dan
TKG IV) sehingga tidak dapat diketahui
ukuran ikan betina pertama kali matang
gonad. Persentase ikan yang matang gonad
berdasarkan panjang tubuh disajikan pada
Gambar 3.
Tiap-tiap spesies ikan pertama kali
matang gonad pada ukuran yang tidak sama.
Ikan T. lepturus betina lebih cepat matang
gonad dibandingkan ikan jantan. Sebaliknya
untuk ikan layur L. savala, dimana ikan
tersebut ikan jantan lebih cepat matang
gonad jika dibandingkan ikan betinanya.
Perbedaan ukuran matang gonad jantan dan
betina juga diperoleh Kwok (1999) pada ikan
T. Lepturus di Laut China Selatan. Kwok
(1999) diperoleh informasi bahwa ikan layur
T. lepturus jantan di Perairan Laut Cina
Selatan memiliki koefisien pertumbuhan
yang lambat daripada ikan betinanya dan
ikan betina ditemukan lebih cepat matang
gonad dibandingkan ikan jantan. Hal ini
sejalan dengan pendapat Effedie (1997)
bahwa ukuran matang gonad untuk tiap
spesies ikan berbeda-beda.
225
Studi Biologi Reproduksi Ikan Layur (Superfamili Trichiuroidea)
Indeks Kematangan Gonad (IKG)
Indeks kematangan gonad ikan layur
bervariasi pada setiap waktu pengamatan.
Ikan layur jantan spesies T. lepturus memiliki
kisaran IKG rata-rata berkisar antara
0,4999%-0,7349% dan ikan betina memiliki
kisaran IKG antara 0,4924%-1,2042%
(Gambar 16). Ikan layur jantan jenis L.savala
memiliki nilai indeks kematangan gonad
(IKG) berkisar antara 0,4483%-0,5580%
dan ikan betina antara 0,2235%-1,4206%
(Gambar 17). Nilai indeks kematangan
gonad (IKG) Ikan jantan jenis G. Serpens
berkisar antara 0,4121%-0,4190%. Ikan
betina memiliki kisaran rata-rata IKG antara
0,2327%-0,3323% (Gambar 18).
Pada bulan Juli diduga ikan layur
jenis T. lepturus dan L. savala memasuki
pemijahan, hal ini terlihat jelas dari
terdapatnya ikan jantan dan betina dengan
TKG III dan IV. Oleh karena itu, nilai indeks
kematangan gonad pada bulan tersebut cukup
tinggi. Namun tingginya nilai rata-rata IKG
pada bulan November untuk ikan layur jenis
G. serpens tidak dapat dijadikan nilai IKG
tertinggi dikarenakan sedikitnya jumlah
sampel dan pengamatan hanya dilakukan
dua bulan.
A
TKG
B
C
Selang kelas (mm)
Gambar 3. TKG ikan layur T.lepturus (a), L.savala (b)
dan G.serpens (c) berdasarkan panjang
tubuh
Keterangan: a= 251-375; b= 376-500; c= 501-625; d= 626750; e= 751-875; f= 876-1000
Tabel. Indeks Kematangan Gonad (IKG) ikan layur
Juli
Ikan
JK
September
November
Rerata
Sb
Rerata
Sb
Rerata
Sb
Jantan
0,73
1,33
0,71
0,73
0,50
0,22
Betina
1,20
1,00
0,99
1,12
0,49
0,00
Jantan
0,45
0,21
0,45
0,34
0,56
0,44
L. Savala Betina
1,42
1,16
0,38
0,22
0,22
0,10
0,41
0,32
0,42
0,26
0,23
0,18
0,33
0,10
T.
Lepturus
G.
Serpens
Jantan
Betina
Keterangan: JK= Jenis kelamin; Sb= simpangan baku
Rata-rata IKG ikan betina lebih besar
dibandingkan ikan jantan. Diduga hal ini
disebabkan pertumbuhan ikan betina lebih
tertuju pada pertumbuhan gonad, akibatnya
berat gonad ikan betina menjadi lebih besar
dibandingkan berat gonad ikan jantan.
Dengan kata lain pengaruh perkembangan
gonad lebih signifikan dibandingkan ikan
jantan. Berbeda halnya dengan ikan G.
serpens, dimana ikan jantan nilai IKG lebih
tinggi dibandingkan ikan betina. Hal ini
diduga karena tidak ditemukannya ikan betina
matang gonad, berbeda halnya dengan ikan
jantan yang memiliki fase matang gonad.
Fekunditas
Berdasarkan pengamatan secara
makroskopis dari tiga spesies ikan layur
didapatkan bahwa ikan layur betina yang
memiliki TKG III dan TKG IV adalah
ikan layur jenis T. lepturus dan L. savala.
Ikan layur betina jenis G. serpens selama
pengamatan hanya memiliki TKG I dan
TKG II.
Fekunditas ikan layur jenis T. lepturus
diperoleh dari 13 ekor ikan betina dengan
ukuran panjang total berkisar antara 630-991
mm dan berat antara 188,46-554,30 gram,
ikan yang telah memasuki fase matang gonad
yaitu 9 ekor ikan berada pada fase TKG III
dan 4 ekor ikan pada fase TKG IV. Nilai
fekunditas ikan betina T. lepturus berkisar
antara 2877-16875 butir.
Berdasarkan penelitian Martins &
Haimovici, (2000) bahwa fekunditas telur
T. lepturus di ekosistem utama subtropis
Brazil bagian selatan berkisar dari 3.917
untuk ikan yang memiliki panjang total 70
226
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
cm sampai 154.216 pada ikan contoh yang
memiliki panjang total 141 cm namun jumlah
pemijahan pada tiap musim belum dapat
ditentukan. Sedangkan menurut Ball dan
Rao (1984), fekunditas ikan layur T. lepturus
berkisar antara 4000 (panjang ikan 42 cm)
hingga 16.000 (panjang ikan 60 cm).
Dari jumlah total ikan layur betina
jenis L. savala yang diamati, diperoleh
sebanyak 4 ekor ikan yang memiliki TKG
III dan 3 ekor ikan memiliki TKG IV. Nilai
fekunditas ikan layur betina jenis L.savala
berkisar antara 4399-15261 butir. Fekunditas
maksimum didapatkan pada ikan betina
dengan ukuran panjang total sebesar 927 mm
dan berat tubuh sebesar 295,10 gram. Ikan L.
savala nilai fekunditas berkisar antara 9.178
untuk ikan yang memiliki panjang total 37
cm sampai 17.347 pada ikan contoh yang
memiliki panjang total sebesar 54 cm (Ball
& Rao, 1984).
Berdasarkan analisa hubungan fekunditas ikan layur jenis T. lepturus dengan
panjang total (mm) diperoleh nilai korelasi
(r) sebesar 0,27 sedangkan dengan berat
tubuh total (gram) diperoleh nilai korelasi
(r) sebesar 0,40 (Gambar 19). Untuk ikan
layur jenis L. savala, berdasarkan analisa
hubungan fekunditas dengan panjang total
(mm) diperoleh nilai korelasi (r) sebesar
0,65 sedangkan dengan berat tubuh total
(gram) didapatkan nilai korelasi sebesar
0,74 (Gambar 20). Untuk ikan layur jenis
T. lepturus dan L. Savala didapatkan
hasil bahwa bobot tubuh lebih baik untuk
menduga nilai fekunditas dibandingkan
dengan panjang total tubuhnya. Hal ini dapat
terlihat dari nilai korelasi yang cukup erat
antara fekunditas dengan berat tubuh total.
Peningkatan fekunditas berhubungan dengan
peningkatan berat tubuh dan berat gonad
(Solihatin, 2007). Hubungan fekunditas
dengan panjang total dalam penelitian ini
menunjukkan hubungan koefisien korelasi
yang kecil. Hal ini diduga karena terdapatnya
fekunditas yang bervariasi pada ikan-ikan
yang mempunyai ukuran panjang hampir
sama.
Tabel. Hubungan fekunditas dengan panjang dan
fekunditas dengan bobot ikan layur
Ikan
Parameter
Panjang
T.
Lepturus Berat
L. Savala Panjang
Berat
a
14,336
341,44
0,0107
0,7443
b
0,9299
0,5384
2,0864
1,6304
r
0,2706
0,4048
0,6528
0,7443
Keterangan: a dan b= koefisien regresi; r= koefisien
korelasi
Diameter Telur
Sebaran diameter telur dari ikan layur
jenis T. lepturus yang diamati pada gonad
TKG III dan TKG IV bervariasi antara 0,31,37 mm, terbagi dalam 12 kelas ukuran
diameter telur (Gambar 21). Pada TKG III,
diameter telur terbanyak terdapat pada kisaran
ukuran diameter antara 0,57-0,65 mm. Pada
TKG IV didapatkan diameter telur terbanyak
berkisar antara 0,93-1,01 mm. Diameter telur
ikan layur jenis L. Savala berkisar antara 0,31,5 mm (Gambar 22). Diameter telur TKG
III menyebar pada kisaran 0,3 mm-1,17 mm.
Sedangkan diameter telur TKG IV menyebar
pada kisaran 0,3 mm-1,50 mm. Terjadinya
peningkatan ukuran diameter telur dari
TKG III ke TKG IV seperti yang dikatakan
Effendie (1979) yaitu umumnya sudah dapat
diduga bahwa semakin meningkat tingkat
kematangan gonad maka diameter telur yang
ada di dalam ovarium semakin besar pula.
Ikan laut memiliki karakteristik ukuran
telur lebih kecil dibandingkan dengan
ikan air tawar. Fekunditas ikan-ikan laut
komersial penting pada umumnya lebih besar
(Chambers & Leggett, 1996). Berdasarkan
penelitian Martins & Haimovici (2000) yang
telah dilakukan pada perairan ekosistem
utama subtropis Brazil bagian selatan pada
bulan September hingga Februari, ditemukan
bahwa diameter telur ikan layur T. lepturus
yang diambil dari TKG III dan TKG IV
mencapai 0,8 mm dari 56 sampel gonad ikan
layur. Shiokawa (1988) dalam Nakamura
dan Parin (1993) menyatakan bahwa telur
ikan layur T. lepturus adalah pelagis dengan
ukuran diameter telur antara 1,59-1,88 mm.
Studi Biologi Reproduksi Ikan Layur (Superfamili Trichiuroidea)
Frekuensi (%)
Dari sebaran frekuensi diameter telur
TKG IV ikan T. lepturus dan L. savala
maka diperoleh modus penyebaran dua
puncak. Ini menandakan bahwa ikan T.
lepturus dan L. savala tergolong kelompok
ikan yang memijah dengan mengeluarkan
telur sebagian-sebagian (partial spawner),
dimana telur yang sudah matang dan berada
dipuncak pertama akan dikeluarkan terlebih
dahulu menyusul dengan pengeluaran telur
yang berada dipuncak berikutnya. Sama
halnya dengan penelitian Wojciechowski
(1972) yang menyatakan bahwa ikan layur
T. lepturus L. (Trichiuroidae) di Teluk Mauritania mempunyai periode reproduksi secara
partial spawning pada lapisan permukaan
dimana suhu dan salinitas berperan penting.
Menurut Wojciechowski (1972), spesies
ikan layur melakukan proses pemijahan pada
bulan Mei hingga Oktober.
A
B
Selang kelas diameter telur (mm)
Keterangan: a= 0,30-0,38; b= 0,39-0,47; c= 0,48-0,56;
d= 0,57-0,65; e= 0,66-0,74; f= 0,75-0,83;
g= 0,84-0,92; h= 0,93-1,01; i= 1,02-1,10; j=
1,11-1,19; k= 1,20-1,28; l= 1,29-1,37
m=0,30-0,40 ; n=0,41-0,51 ; o=0,52-0,62
; p=0,63-0,73 ; q=0,74-0,84 ; r=0,85-0,95
; s=0,96-1,06 ; t=1,07-1,17 ; u=1,18-1,28 ;
v=1,29-1,39 ; w= 1,40-1,50.
Gambar 4. Sebaran diameter telur ikan layur T.
lepturus (a) dan L. savala (b)
SIMPULAN
Pola pertumbuhan ikan layur T.lepturus
jantan dan betina di Perairan Palabuhanratu
adalah allometrik negatif. Pola pertumbuhan
ikan jantan spesies L. savala dan G. serpens
adalah allometrik positif, sedangkan ikan
betina spesies L. savala dan G. serpens
adalah allometrik negatif. Rasio kelamin
ikan layur ketiga spesies didominasi oleh
ikan jantan. Kisaran rata-rata faktor kondisi
ikan T. lepturus dan L. savala betina lebih
besar jika dibandingkan dengan faktor
kondisi ikan jantan.
227
Ikan layur T. lepturus betina lebih cepat
matang gonad dibandingkan ikan jantan.
Sedangkan ikan L. savala jantan lebih cepat
matang gonad dibandingkan ikan betina. Pada
saat penelitian, komposisi TKG III dan TKG
IV tertinggi untuk spesies T. lepturus dan L.
Savala terdapat pada bulan Juli. Penelitian
dilakukan mewakili musim timur (Juli dan
September) dan mewakili musim peralihan
(November). Nilai fekunditas ikan betina T.
lepturus berkisar antara 2877-16875 butir.
Sedangkan nilai fekunditas ikan L. savala
betina berkisar antara 4399-15261 butir.
Berdasarkan pola penyebaran diameter telur
diduga bahwa ikan T.lepturus dan L.savala
memijah secara partial spawner.
DAFTAR PUSTAKA
Bal, D.V. & K.V. Rao. 1984. Marine
Fisheries. Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited. New Delhi.
250 hal.
Chambers, R.C. & W.C. Leggett. 1996.
Maternal Influences on Variation in
Temperate Marine Fishes. Journal
America Zoology, 36 : 180-196.
Effendie, M.I. 1979. Metoda Biologi Perikanan. Yayasan Dewi Sri. Bogor. 112
hal.
Effendie, M.I. 1997. Biologi Perikanan.
Yayasan Pustaka Nusantara. Yogyakarta. 163 hal.
El-Haweet, A. & T. Ozawa. 1995. Age and
Growth of Ribbon Fish Trichiurus
japonicus in Kagoshima Bay, Japan.
Journal Fisheries Science Formerly
Nippon Suisan Gakkaishi, Vol 62 (4),
529-533.
Kwok, K.Y. 1999.
Reproduction of
Cutlassfishes Trichiurus spp. From
The South China Sea. Marine Ecology
Progress Series. Vol 176 : 39-47.
Lagler KF, JE. Bardach, RR Miller & D.
Passino. 1977. Ichtyology. New York,
Ernawati, Y., dan Butet, N.A.
USA: John Wiley and Sons inc.
Martins, A.S. & M. Haimovici. 2000.
Reproduction of The Cutlassfish
Trichiurus lepturus In The Southern
Brazil Subtropical Convergence Ecosystem. Journal Scientia Marina, 64
(1): 97-105.
Nakamura, I. & N.V. Parin. 1993. FAO
Species Catalogue. Vol 15. Snake
Mackerels and Cutlassfishes of
The World (Families Gempylidae
and Trichiuridae). An Annotated
and Illustrated Catalugue of The
Snake Mackerels, Snoeks, Escolars,
Gemfishes, Sackfishes, Domine,
Oilfish, Cutlassfishes, Hairtails, and
Frostfishes Known To Date. FAO Fish
Synop. Rome.
Parin, N.V. 1986. Trichiuridae. Fishes of
the North-eastern Atlantic and the
Mediterranean Vol. II: 976-980.
UNESCO. United Kingdom.
Pelabuhan Perikanan Nusantara Palabuhanratu. 2007. Data Statistika Perikanan
Tahun 2007. PPN Palabuhanratu.
Sukabumi.
Setiawan, D.R. 2006. Ketajaman Penglihatan Ikan Layur (Trichiurus spp.)
Hasil Tangkapan Pancing Rawai
228
di Teluk Palabuhanratu Sukabumi
Jawa Barat. Skripsi. Departemen
Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan.
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.
Institut Pertanian Bogor. Tidak
dipublikasikan.
Shih, N.-T. Hsu, K.-C. & Ni, I.-H. Age,
Growth and Reproduction of cutlassfishes Trichiurus spp. in the southern
East China Sea. 2011 Blackwell
Verlag, Berlin Accepted: November
18, 2010 ISSN Appl. Ichthyol. 27
(2011), 1307–1315.
Solihatin, A. 2007. Biologi Reproduksi
dan Studi Kebiasaan Makanan Ikan
Sebarau (Hampala macrolepidota)
di Sungai Musi. Skripsi. Departemen
Manajemen Sumberdaya Perairan.
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.
Institut Pertanian Bogor. Tidak dipublikasikan.
Steel, R. G. D. & J.H. Torie. 1980. Principle
and Procedure of Statistic. Second
Edition. Mc Graw-Hill. Book Company, Inc. New York. 748 p.
Wojciechowski, J. 1972. Observation On
Biology of Cutlassfish Trichiurus
lepturus L. (Trichiuroidae) of Mauritania Shelf. Journal Acta Ichthyologica
Et Fiscatoria, Vol.II, Fasc 2.
Bionatura-Jurnal Ilmu-ilmu Hayati dan Fisik
ISSN 1411 - 0903
Vol. 14, No. 3, November 2012: 232 - 240
ONCOSPERMA TIGILLARIUM
MERUPAKAN BAGIAN PALINO KARAKTER DELTA PLAIN
DI DELTA MAHAKAM, KALIMANTAN
Winantris1., Syafri, I2., dan Rahardjo, AT.3
Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Bandung
3
Program Studi Teknik Geologi, Institut Teknologi Bandung
E-mail: [email protected]
1,2,
ABSTRAK
Delta Mahakam adalah salah satu delta terkenal sebagai penghasil minyak bumi. Delta ini termasuk tipe
campuran yang dipengaruhi proses sungai dan pasang surut. Enam puluh sampel diambil dari delta plain
dan delta front telah dianalisis. Pemisahan polen dari sedimen menggunakan metode asetolisis. Pola
penyebaran polen Oncosperma tigillarium dianalisis dengan metode kluster. Uji beda Mann Whitney
digunakan untuk melihat perbedaan kelimpahan polen di delta plain dan delta front. Kelimpahan
polen di delta plain lebih tinggi daripada delta front. Seluruh sampel dari delta plain mengandung
polen Oncosperma tigillarium, tetapi tidak seluruh sampel dari delta front mengandung polen tersebut.
Rata-rata jumlah polen Oncosperma tigillarium di delta plain 15,23 dan di delta front 3,6. Temuan ini
menunjukkan bahwa delta plain mendapat pasokan polen Oncosperma tigillarium lebih banyak dan
merata daripada delta front. Polen tersebut dapat menjadi salah satu penciri dataran delta bersama polen
lain.
Kata kunci: Delta plain, polen Oncosperma tigillarium, palino karakter
ONCOSPERMA TIGGILARIUM
IS A PART OF PALINO CHARACTER OF DELTA PLAIN
IN MAHAKAM DELTA, KALIMANTAN
ABSTRACT
Mahakam Delta is one of the famous deltas in the world because of its big size delta that produce
hydrocarbon. The delta included mixed fluvial-tide dominated deltas. Sixty samples from delta plain and
delta front were analyzed. Acetolyzed method was used to separate pollen from sediment. The patterns
of distribution of Oncosperma tigillarium pollen was analyzed by cluster method. Mann Whitney test
was used to know differences in pollen abundances between delta plain and delta front. All delta plain
samples contain Oncosperma tigillarium with average 15.32. There are two samples from delta front
which do not contain Oncosperma tigillarium. The average number of this species in delta front is only
3.6. This finding shows that all of delta plain surface get Oncosperma tigillarium pollen supply equally.
Based on those results, Oncosperma tigillarium can be used as pollen character of delta plain.
Key word: Delta plain, Oncosperma tigillarium, pollen character
PENDAHULUAN
Pulau Kalimantan adalah wilayah
dengan iklim tropik basah. Karakter vegetasi
hutan tropik basah memiliki keragaman
jenis sangat tinggi (Yacobs,1988) Topografi
wilayah Kalimantan meliputi dataran rendah
sampai dataran tinggi, sehingga memungkinkan ditemui berbagai tipe vegetasi.
Delta Mahakam adalah salah satu
delta popular di dunia yang berada di
wilayah Kalimantan Timur. Sedimen Delta
Mahakam mencerminkan ciri-ciri fisik hasil
pengendapan arus sungai dan arus pasang
surut (Allen & Chamber, 1998). Delta
Mahakam diklasifikasikan kedalam tipe
mixed fluvial-tide deltas (Storm dkk, 2005),
tetapi Fisher dkk (1969) menyebutnya
sebagai tipe fluvial dominated deltas.
Morfologi delta tediri dari delta
plain, delta front dan prodelta. (Walker dan
Bhattacharya, 1992). Wilayah delta plain
berdasarkan tipe vegetasinya dibagi lagi
menjadi upper delta plain dan lower delta
Winantris, Syafri, I.,, dan Rahardjo, AT.
plain (Allen dan Chamber, 1998).
Luas Delta Mahakam keseluruhan
mencapai 15.000 ha, berada pada posisi
geografis 0°21′-1°10′ LS dan 117°15′117°40′BT. Permukaan delta ditumbuhi
oleh berbagai jenis tumbuhan penghasil
polen dan spora. Distribusi vegetasi Delta
Mahakam dibagi menjadi empat zona terkait
dengan morfologi delta (Allen dan Chamber,
1988; Salahudin, 2006). Zona vegetasi Delta
Mahakam dari arah proximal menuju ke
bagian distal delta adalah sebagai berikut:
1. Zona hutan tropik dataran rendah
menempati bagian paling proksimal
delta, zona ini berada di bagian upper
delta plain
2. Zona hutan campuran dan palmae,
posisi zona ini dimulai dari batas akhir
zona hutan tropik dataran rendah hingga
bagian tengah lower delta plain,
3. Zona hutan rawa Nypa, menempati
hampir separuh dari lower delta plain,
dari batas hutan campuran sampai
perbatasan mud flat.
4. Zona hutan mangrove, zona ini
menempati bagian distal dari lower
delta plain tepatnya di wilayah mud flat.
Pembentukan delta dikendalikan oleh
pasokan sedimen yang diangkut melalui
distributary channel dan tidal channel
(Allen & Chamber, 1988). Polen palmae di
wilayah Delta Mahakam berasal dari wilayah
hulu. Polen palmae tersebut terangkut dan
terdistribusikan melalui distributary channel
dari hulu menuju hilir delta. Seberapa
besar peran arus sungai mendistribusikan
polen palmae tersebut akan tercermin dari
kelimpahan polen Oncosperma tigillarium
yang diendapkan di wilayah delta.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penyebaran polen Oncosperma tigillarium dari tempat tumbuhnya yaitu wilayah
upper delta plain menuju ke lower delta
plain dan delta front (Gambar 1). Dengan
diketahui pola penyebaran polen tersebut
dapat digunakan sebagai salah satu penciri
lingkungan pengendapan delta.
Oncosperma tigillarium mempunyai
sinonim Oncosperma filamentosa. Masyarakat lokal menyebutnya sebagai
233
Gambar 1. Polen Oncosperma tiggilarium
(Perbesaran mikroskop 1000x)
pohon nibung. Fosil polen Oncosperma
telah dilaporkan oleh beberapa peneliti,
antara lain dari batuan sedimen berumur
Oligosen dari Kalimantan (Uhl & Dransfield,
1987; Thanikaimoni, 1987), batuan sedimen
Delta Mahakam berumur Pliosen (Cartini
& Tissot, 1998) batuan sedimen berumur
Holosen dari Baratdaya Pulau Kalimantan
(Thanikaimoni, 1987).
Polen Oncosperma dikelompokan ke
dalam sub lingkungan mangrove belakang.
Polen tersebut sering ditemukan bersamaan
dengan polen dari lingkungan mangrove
(Haseldonckx, 1974). Hasil riset terdahulu masih
terbatas pada tingkat genus, belum teridentifkasi
sampai spesies. Berkaitan dengan hal tersebut
perlu dilakukan diferensiasi lebih lanjut sampai
tingkat spesies agar terhindar dari kekeliruan
dalam memahami data lingkungan pengendapan
maupun sebagai indikator sumber sedimen.
Masalahnya di Indonesia sedikitnya terdapat
dua jenis Oncosperma, yaitu Oncosperma
tigillarium dan Oncosperma horridum. Kedua
Oncosperma tersebut tumbuh pada habitat yang
berbeda. Oncosperma horridum tumbuh di
dataran tinggi yang menempati tebing-tebing,
sedangkan Oncosperma tigillarium tumbuh di
tepi sungai pada zona hutan mangrove belakang
mendekati daratan (Witono, 2005).
Onc ospe rma tigillarium da la m
klasifikasi adalah anggota familia Palmae,
subfamili Arecoidae (Sowumni, 1972, Uhl &
Dransfield, 1987). Tumbuhan Oncosperma
tigillarium dapat dikenali dengan ciri-ciri sbb:
Oncosperma Tigillarium Bagian Palino Karakter Delta Plain
a. Tumbuhan tegak, tinggi 9-25 m,
membentuk rumpun.
b. Batang berwarna abu-abu, berduri tajam
dengan panjang 2,5-6,5 cm, warna duri
hitam, duri di bagian bawah rontok pada
saat batang tumbuh dewasa
c. Garis tengah batang antara 10-25 cm,
tangkai daun coklat dan bersisik
d. Panjang tandan 2,5-6,6 cm, bunga biseksual dan berada di bawah mahkota,
panjang daun 30-60 cm.
Ciri utama polen Oncosperma tigillarium adalah ornamentasi bertipe clavae.
(Gambar 1). Pada tampak ekuatorial polen
berbentuk eliptik, aperture monocolpate.
Colpus sama panjang dengan sumbu
ekuator, P 19.0 ± 1.9 μ, E1 31 ± 2.3, E2 25
±1.4 μ (Sowumni, 1972). Uhl & Dransfield
(1987), menyatakan bentuk polen lonjong
sampai bundar dengan aperture berjenis
sulci berjumlah satu.
Oncosperma tigillarium yang merupakan anggota dari subtribe Oncospermatinae
dikelompokan ke dalam sub tipe 1A, yaitu
kelompok polen dengan aperture symmetric
monosulcate. Ciri utama aperture sub
tipe 1A adalah panjang sulci sama dengan
sumbunya dan mencapai ujung (Harley
dan Baker, 2001). Dalam hal ini terdapat
perbedaan pemberian nama aperture antara
Sowumni (1972), dengan Harley &Baker
(2001). Sowumni (1972), menyebut
aperture sebagai bentuk colpi sedangkan
Harley & Baker (2001) menyebutnya
sebagai sulci, namun demikian mereka
memberikan penjelasan yang sama untuk
panjang aperture. Perbedaan penentuan jenis
aperture tersebut berlatar belakang pada
persepsi dari posisi distal dan ekuatorial.
Menurut Erdtmant (1966), colpi adalah
aperture yang mempunyai perbandingan
antara panjang dengan lebar >2, membujur
pada posisi ekuatorial. Sementara Hesse
dkk (2009), menyatakan bahwa colpi
merupakan aperture yang memanjang
dengan rasio panjang dan lebar lebih dari
dua, berada pada bagian ekuatorial. Sulci
merupakan aperture yang memanjang terletak
di bagian distal. Apabila membandingkan
kedua pendapat tersebut, ternyata untuk
234
terminologi colpi tidak ada perbedaan
yang signifikan. Hesse dkk (2009), lebih
sederhana dalam mendeskripsikan sulci,
mereka hanya menitikberatkan pada posisi
distal dari bentuk aperture yang memanjang,
sedangkan Erdtmant (1966), mensyaratkan
adanya perbandingan panjang dengan lebar
lebih dari dua pada posisi distal. Faktanya
Oncosperma tigillarium memunyai aperture
memanjang dengan perbandingan antara
panjang dan lebar >2, terletak pada posisi
distal, dengan demikian penamaan sulci
untuk aperture Oncosperma tigillarium
memenuhi terminologi Erdtman (1966)
maupun Hesse dkk (2009). Penamaan
sulci inilah yang lebih popular digunakan
dibandingkan dengan colpi.
BAHAN DAN METODE
Sebanyak 60 sampel acak diambil dari
sedimen permukaan delta plain dan delta
front dengan menggunakan grab sampler.
Untuk mengetahui pola penyebaran polen
Oncosperma tigillarium secara kuantitatif,
dilakukan pengelompokan menggunakan
metoda kluster dengan bantuan program
SPSS. Fungsi dari analisis kluster adalah
untuk mengelompokan data yang mempunyai
kemiripan karakter di antara anggotanya
(Santoso, 2010). Dalam penelitian ini yang
dikelompokan adalah anggota sampel yang
memiliki kemiripan dalam kuantitas. Oleh
karena itu, melalui analisis kluster akan
dikelompokan titik-titik sampel yang memiliki
kuantitas polen Oncosperma tigillarium tertentu, sehingga dapat diketahui tingkatan
kelimpahan Oncosperma tigillarium wilayah
delta.
Uji statistik untuk melihat perbedaan rata-rata kelimpahan polen yang terendapkan di delta plain dan delta front
menggunakan Mann whitney test pada taraf
α 5%. Pemilihan ini berdasarkan kepada
fungsi dari uji Mann whitney, yaitu untuk
membandingkan rata-rata dua kelompok
sampel independen ( Nasoetion & Barizi,
1985; Santoso, 2010). Sehingga dengan uji
Mann whitney dapat diketahui signifikansi
perbedaan kelimpahan polen Oncosperma
tigillarium di lingkungan delta plain dan
235
Winantris, Syafri, I.,, dan Rahardjo, AT.
delta front.
Preparasi sampel bertujuan untuk
memisahkan polen dari sedimen dengan
menggunakan metode asetolisis. Proses
tersebut dilaksanakan di laboratorium Palinologi Institut Teknologi Bandung. Asetolisis
merupakan reaksi kimia untuk menurunkan
polimer selulosa dan bahan organik melalui
pergantian grup hidroksil dengan grup asetil.
Penurunan polimer selulosa ini membentuk
triasetat selulosa yang dapat larut dalam asam
asetat. Keuntungan dari metode ini adalah
menghasilkan polen lebih bersih sehingga
morfologi polen dapat terlihat lebih jelas di
bawah mikroskop cahaya ( Hesse dkk, 2009,
Jones & Rowe,1999).
Deskripsi dan identifikasi polen dilakukan dengan menggunakan mikroskop
transmisi Olympus tipe CX 21, pada perbesaran okuler 10x, perbesaran objektif 10x,
40x dan 100x.
menyatakan suatu takson dapat digunakan
penunjuk zona, yaitu takson tersebut harus
mudah dikenali, penyebarannya merata di
suatu wilayah dengan jumlah yang cukup.
Habitat Oncosperma tigillarium terbatas
di wilayah upper delta plain, persisnya
di belakang mangrove, namun demikian
penyebaran polennya merata di lingkungan
delta plain dengan jumlah yang cukup
banyak. Morfologi polen tersebut dapat
dengan jelas dibedakan dari jenis lain
sehingga dapat dikenali dengan mudah.
Tabel 1. Distribusi polen Oncosperma
tiggilarium
Kode
Jumlah Polen
sampel
Delta plain (DP)
Delta front (DF)
1
48
1
2
10
8
3
3
0
4
8
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
8
9
6
36
1
Polen Oncosperma tigillarium adalah
jenis palmae yang paling sering dan paling
banyak ditemui dalam endapan Delta
Mahakam, sehingga penting untuk dikaji
lebih lanjut untuk dijadikan palino karakter
melengkapi temuan-temuan sebelumnya.
Penulis terdahulu (Haseldonckx, 1974, &
Morley, 1991), menjadikan polen mangrove
sebagai kunci untuk mengidentifikasi lingkungan pengendapan delta. Hal tersebut
dikarenakan vegetasi mangrove tumbuh
di perbatasan lingkungan darat dengan
lingkungan laut. Caratini dan Tissot (1998),
menyatakan habitat dari vegetasi mangrove
berada di garis pantai. Analisis polen dari
endapan Delta Mahakam mendapati polen
palmae mencapai 15,53% di delta plain dan
14% di delta front. Fakta ini memberikan ciri
tersendiri terhadap endapan delta, sehingga
berpotensi untuk dijadikan penunjuk lingkungan pengendapan delta.
Suatu biota dapat digunakan untuk
penunjuk lingkungan, jika biota tersebut
hidup dalam lingkungan yang terbatas dengan
kondisi khas. Jenis biota demikian disebut
sebagai biota stenotopic (Allaby, 1999;
Cheetam, dkk 2001). Rahardjo dkk (1994),
7
8
1
8
14
2
9
9
2
10
12
2
11
22
1
12
22
8
13
11
4
14
7
4
15
9
7
16
10
1
17
17
17
18
5
2
19
10
10
20
22
0
21
10
5
22
15
1
23
11
1
24
30
3
25
1072
1
27
14
4
28
3
259
29
36
1
30
12
3
Polen Oncosperma tigillarium, ditemukan pada seluruh sampel yang berasal dari
delta plain, sedangkan dari delta front
236
Oncosperma Tigillarium Bagian Palino Karakter Delta Plain
terdapat dua sampel yang tidak mengandung
polen tersebut, yaitu pada sampel nomor 3
dan 20, table 1. Data ini menggambarkan
bahwa seluruh permukaan delta plain
mendapat pasokan polen Oncosperma
tigillarium. Sebaliknya wilayah delta front
yang posisinya lebih mengarah ke laut tidak
mendapat pasokan polen secara menyeluruh.
Caratini dan Tissot (1998), mengidentifikasi
keberadaan polen Oncosperma tigillarium
dari sampel sedimen delta plain berumur
Pliosen-Holosen. Pada endapan berumur
Pliosen Atas polen Oncosperma tigillarium
ditemukan bersama-sama dengan Nypa
fruticans.
Rata-rata polen Oncosperma tigillarium di delta plain 50,5 butir polen per
sampel dengan median 11,5 sedangkan dari
delta front rata-ratanya 13,2 dengan median
2. Hasil uji beda rata-rata menunjukkan
terdapat perbedaan yang sangat signifikan
dari kelimpahan polen Oncosperma tigillarium di delta plain dengan di delta front
( Tabel 2).
Kelimpahan ekstrim yang terjadi pada
sampel nomor 25 delta plain dan nomor
28 delta front dikarenakan adanya kondisi
khusus. Setelah dilihat secara seksama
ternyata butir-butir polen yang ditemukan
pada sampel-sampel tersebut menunjukkan
tanda-tanda serupa, yaitu butir polen belum
terpisah secara sempurna antara satu polen
dengan yang lainnya. Hal ini menunjukkan
bahwa polen yang terjatuh adalah polen yang
belum matang untuk proses penyerbukan,
tetapi dikarenakan faktor lain. Situasi yang
paling mungkin adalah tangkai bunga patah
atau pohonnya tumbang, sehingga terjadi
akumulasi polen yang berlebihan. Dua
data tersebut selanjutnya di analisis untuk
mendapatkan kepastian apakah termasuk
dalam kategori outlier. Menurut Santoso
(2010), salah satu cara untuk mengetahui
bahwa data tergolong outlier adalah dengan
melakukan standardisasi. Apabila data
mempunyai nilai Z diluar rentang -2,5
sampai + 2,5, maka data tersebut adalah
outlier. Berdasarkan perhitungan diperoleh
nilai Z sebesar 5,28 untuk sampel nomor
25 delta plain, 5,27 untuk sampel nomor 28
delta front. Dari hasil penelusuran tersebut
menunjukkan bahwa kedua data tersebut
termasuk dalam kategori outlier, dengan
demikian keduanya harus dikeluarkan dari
perhitungan.
Setelah outlier data dikeluarkan dari
perhitungan, diperoleh rata-rata sebesar
15,23 untuk delta plain dan 3,6 untuk
delta front (Tabel 3). Tampak angka ratarata tersebut medekati angka mediannya,
ini berarti bahwa sampel-sampel tersebut
dalam kondisi baik sehingga rata-rata yang
terakhir ini yang lebih representatif.
Bedasarkan uji beda rata-rata Mann
whitney, kelimpahan polen di delta plain
lebih tinggi dari pada di delta front (Tabel
2). Hal tersebut dapat dijelaskan bahwa
posisi delta front lebih jauh dari sumber
polen Oncosperma tigillarium yang berada
di upper delta plain. Transpor polen dari
wilayah upper delta plain kuantitasnya akan
berkurang setelah melalui proses sedimentasi
Tabel 2. Hasil Uji Mann Whitney terhadap rata-rata kelimpahan Oncosperma tiggilarium
Pengamatan
Lokasi
O. tiggilarium
Delta plain
50,5
Delta front
13,2
Rata-rata
Median
11,5
Z
p-value
-5,252**
0
2 **Uji signifikan pada α 1%, * Signifikan pada α 5%
Tabel 3. Hasil standardisasi data
Pengamatan
O. tiggilarium
Lokasi
Delta plain
Delta front
Minimum
3
0
Maximum
48
17
Rata-rata
15,2758621
3,62068966
Winantris, Syafri, I.,, dan Rahardjo, AT.
di wilayah yang lebih proximal. Posisi
upper delta plain berada paling proximal
dan wilayah delta front lebih distal dengan
sudut kemiringan landai. Kondisi tersebut
sangat memungkinan aliran sungai maupun
aliran permukaan mentranspor sebagian
polen Oncosperma tigillarium yang jatuh di
upper delta plain ke arah lower delta plain
dan selebihnya terangkut menuju wilayah
yang lebih distal yaitu menuju delta front.
Sabiham & Hisao (1986), menyatakan bahwa
penyebaran Oncosperma di Cekungan
Sungai Batang Hari berada pada wilayah
peralihan pada endapan Sungai dan pantai.
Sumawinata (1998), mengklasifikasikan
penyebaran polen Oncosperma filamentosa
sebagai inudated by exeptional tides di
Cekungan Barito bawah. Penyebaran polen
Oncosperma filamentosa yang merupakan
sinonim Oncosperma tigillarium berada pada
wilayah yang mengalami penggenangan
arus pasang laut dalam kondisi-kondisi
tertentu saja. Hasil penelitian tersebut juga
menjelsakan bahwa penyebaran polen tersebut berada pada lingkungan yang sangat
terbatas.
Untuk melihat pola distribusi polen
Oncosperma tigillarium berdasarkan kelimpahannya di lingkungan delta plain dan delta
front masing-masing dibuat analisis kluster.
237
Berdasarkan analisis kluster di delta
plain diperolah dua kelas (Gambar 3).
Masing-masing klaster digambarkan dengan
garis yang berbeda. Anggota kluster dua (-x--) dengan rata-rata kelimpahan lebih besar
dari 22 butir dan anggota kluster satu (–›–
›–›) dengan rata-rata kurang dari 22. Kluster
satu meliputi wilayah tepi delta plain yang
berhubungan dengan distributary channel.
Kluster dua berada di wilayah tengah lower
delta plain yang terhubung oleh sungai
yang lebih kecil. Wilayah ini menjadi
tempat pengendapan polen Oncosperma
tigillarium paling tinggi. Fakta tersebut
memperlihatkan bahwa transpor polen
Oncosperma tigillarium mengikuti pola
channel (Gambar 2).
Analisis kluster yang dilakukan terhadap sampel delta front menghasilkan dua
kelas berdasarkan jumlah keterdapatannya.
Kluster satu (— - —) menggambarkan
kelompok sampel dengan kandungan polen
lebih sedikit, yaitu kurang dari tujuh butir.
Anggota dari kluster dua (–•–) ini adalah
sampel yang memiliki jumlah polen paling
sedikit 7. Posisi titik-titik sampel tersebut
seluruhnya bertepatan atau berdekatan
dengan muara atau ujung dari distributary
channel. Jika dilihat dari sisi utara delta
sampel nomor 2 tepat berada di depan Muara
Gambar 2. Arah transpor ( → ) polen Oncosperma tiggilarium dari habitatnya upper delta plain
(proksimal delta) menuju lower delta distal
238
Oncosperma Tigillarium Bagian Palino Karakter Delta Plain
Gambar 3. Distribusi polen Oncosperma tiggilarium dari proksimal ke distal delta di wilayah
Delta Mahakam
Lerong. Lebih ke arah selatan hampir pada
bagian tengah dari delta front, sampel nomor
5 dan 19 berada di sekitar Muara Tambora.
Lebih ke selatan lagi yaitu sampel nomor 17
berlokasi di depan P. Pemankaran berdekatan
dengan Muara Pemankaran. Sampel 12
berada di ujung distributary channel yang
berada didepan P.Muara Ulu, berdekatan
dengan Muara Ulu Kecil, dan sampel nomor
15 berada didepan P. Timbang berdekatan
dengan Muara Bujit. Fakta tersebut memberikan penguatan terhadap peranan distributary channel dalam penyebaran butir polen
Oncosperma tigillarium dari habitatnya
ditepian sungai di upper delta plain menuju
wilayah lebih distal sampai ke muara-muara
sungai yang berada disekitar wilayah delta
front (Gambar 3).
SIMPULAN
Oncosperma tiggllarium merupakan
tumbuhan stenotopic, tumbuhan ini menghasilkan polen dalam jumlah banyak.
Polen Oncosperma tiggllarium menyebar
keseluruh lingkungan delta plain. Penyebaran
polen dominan pada lingkungan yang
terkoneksi dengan distributary channel.
Morfologi polen Oncosperma tiggllarium
sangat spesifik sehingga dengan cepat dapat
Winantris, Syafri, I.,, dan Rahardjo, AT.
dikenali. Polen Oncosperma tigillarium
menjadi salah satu karakter sedimen dari
lingkungan delta plain. Oncosperma tigillarium sangat sensitif terhadap perubahan
lingkungan yang mengakibatkan perubahan
bentang alam. Dengan demikian perubahan
kuantitas polen Oncosperma tigillarium
dalam sedimen dapat dijadikan indikator
perubahan lingkungan pengendapan.
UCAPAN TERIMA KASIH
Kami menyampaikan terima kasih dan
penghargaan kepada: BP MIGAS dan
TOTAL Indonesie atas pemberian izin untuk
melakukan penelitian. Kepala Laboratorium
Palinologi, Program Studi Geologi, ITB,
yang telah memberikan kesempatan untuk
melakukan preparasi polen. Teman sejawat
di Laboratorium Paleontologi Fakultas
Teknik Geologi Universitas Padjadjaran
Bandung atas berbagai dukungannya.
DAFTAR PUSTAKA
Allaby, M. 1999. A Dictionary of Zoology,
Encyclopedia.com, diunduh 17 April
2011, melalui http://www.encyclopedia.
com/doc/1O8-stenotopic.html
Allen, G.P. & J.L.C. Chambers (1998)Sedimentation in the modern and
Miocene Mahakam Delta. Jakarta.
Indonesian Petrol. Assoc.
Boggs, S., 2006. Principles of Sedimentology
and Stratigraphy (4th edition). New
Yersey. Pearson Prentice Hall.
Caratini, C.,Tissot.C., 1998. Paleogeographycal
Evolution of The Mahakam Delta in
Kalimantan, Indonesia During The
Quarternary and Late Pliocene, Riview
of Paleobotanty and Palynology, 55:
217-228
Cheetham, A. H., J. B. C. Jackson, S.
Lidgard, & F. K. McKinney. 2001.
Evolutionary patterns: Growth, form,
and tempo in the fossil record in honor
239
of Allan Cheetham. Illinois.University
of Chicago Press, Chicago
Fisher, W. L. Brown, A.J. Scott. &
J.H.McGowen., 1969. Delta System
In the Exploration for Oil and Gas: A
Reseach Colloquium. Texas Bureau of
Economic Geology. Austin. University
of Texas at Austin.
Giesen, W., S. Wulffraat, M. Zieren & L.
Scholten, 2007. Mangrove guidebook
for Southeast Asia. Bangkok, Thailand
Food and Agricultural Organisation &
Wetlands.
Harley, M.M & Baker, W.J., 2001. Pollen
aperture morphology in Arecaceae:
application whithin Phylogenetic
analyses, and a summary of the fossil
record of palm-like pollen. Grana, 40:
45-77
Hesse, M., Halbitter, H., Zetter, R., Weber,
M., Buchner, R., Froch-Radivo, A &
Ulrich, S., 2009. Pollen Terminology
An Ilustrated handbook, New York,
Springer.
Haseldonckx, P., A palynological interpretation
of palaeoenvironment in S.E. Asia. Sains
Malays., 1974, 3, 119–127.
Jones, T.P & Rowe., 1999. Fossil Plant and
Spores: Modern Techniques. London
The Geological Society
Nasoetion, A.H. & Barizi, 1985. Metode
Statistika Untuk Penarikan Kesimpulan,
Gramedia, Jakarta.
Rahardjo, A.T., Polhaupessy, A.A., Wiyono,
S., Nugrahaningsih, L. & Lelono,
E.B., 1994. Zonasi Polen Tersier Pulau
Jawa. Makalah PIT IAGI XXIII, 77-8.
Sabiham,S & Hisao, F., 1086. The Problem
In South Asia, Study of Floral
Composition of Peat Soil in the Lower
Batang Hari River Basin of Jambi,
Sumatera. Journal Southeast Asian
Oncosperma Tigillarium Bagian Palino Karakter Delta Plain
Studies, Vol. 24. No. 2. p:113-132.
Salahudin, Husein,, 2006. Memahami Proses
Alamiah Degradasi Lingkungan Delta
Mahakam. http://io.ppi-jepang.org,
diunduh 13-8-2008.
240
Thanikaimoni, G. 1987. Mangrove Palynology,
Institute Francais De Pondichery,
Travaux de la Section Scientifique et
Technique 24:1-100.
Santoso,S., 2004. Statistik Multivariat, Konsep
dan Aplikasi dengan SPSS. Elex
Media Komputindo.Jakarta. Kompas
Gramedia.
Uhl, N.W. & Dransfield, J. 1987. Genera
Palmarum, a classification of the palms
based on the work of Harold E. Moore
Jr. Liberty Hyde Bailey Hortorium
and the International Palm Society,
Kansas. Lawrence.
Santoso, S, 2010. Statistik Nonparametrik
Konsep dan Aplikasi dengan SPSS,
Elex Media Komputindo. Jakarta.
Kompas Gramedia.
Walker G. R. & James N.P. 1992., 1992,
Facies Models; Response to Sea
Level Change. Canada, Geological
Association of Canada.
Sowumni, M.A., 1972. Pollen Morphology
of the Palmae and its bearing on
Taxonomy Amsterdam. Elsevier
Publishing Company.
Witono, J.R. 2005. Keanekaragamaan Palm
(Palmae) di Gunung Lumut, Kalimantan
Tengah. Biodiversitas, vol 6, no.1 hal
22-30.
Storms, J. E..A., Hoogendoorn, R.M., Dam,
R.A.C., Hoitink, A.J.F. & Kroonenberg,
S.B., 2005. Late Holocene evolution
of Mahakam Delta, East Kalimantan,
Indonesia.
Journal
Sedimentary
Geology 18: 149-166 .
Yacob, M., 1988. The Tropical Rain Forest
A First Encounter. Berlin. SpringerVerlag.
Sumawinata, B. 1998. Sediments of the Lower
Barito Basin in South Kalimantan:
Fossil Pollen Composition. Journal
Southeast Asian Studies, Vol.36. No.3,
p: 293-316.
Yulianto, E., Sukapti, W.S., Rahardjo,
T., Noeradi, D., Siregar, D.A.,
Suparan, P., & Hirakawa, K., 2004.
Mangrove Shoreline Responses To
Holocene Environmental Change,
Makasar Strait, Indonesia, Review
of Paleobotany and Palynology 131
p.251-268.
Bionatura-Jurnal Ilmu-ilmu Hayati dan Fisik
ISSN 1411 - 0903
Vol. 14, No. 3, November 2012: 164 - 173
OUTDOORS BATCH CULTIVATION OF MARINE MICROALGAE
Nannochloropsis sp USING PARALLEL GLASS TUBULAR PHOTOBIOREACTOR
Astuti, J.T., Sriwuryandari, L., Priantoro, E.A., dan Sembiring, T.
Environmental Working Group, Research Centre for Physics, Indonesian Institute of Sciences (LIPI)
Jl.Sangkuriang Bandung 40135
E-mail: [email protected]; [email protected]
ABSTRACT
Microalgae Nannochloropsis sp is autotrophic organism that can utilize atmospheric CO2 and sunlight
for growth via photosynthesis. It is potential sources for biodiesel due to its high lipid content. For
mass production, two basic designs of photo-bioreactor are available, i.e. open and enclosed systems.
Study was conducted to investigate the growth performance of Nannochloropsis sp in outdoor batch
culture system using Parallel Enclosed Glass-Tubular Photo-bioreactor (PBR) for 18 days with
modified f/2 medium. Nutrient N-P was calculated based on the empiric structure of microalgae cell
(C1O0.48H1.83N0.11P0.01) with target of biomass yield was 1g.L-1. Temperature, pH, Optical Density (OD),
Dry Cell Weight (DCW), population, lipid content, and fatty acid were observed. Data showed that
temperature fluctuated between 22oC and 35oC, pH is stable at 7.0-7.5, OD increased from 0.134 to
0.878, DCW increased 39 times higher than its initial value. At 18th day, the cell diameter varied in range
of 1-9 µm, cell weight increased 5.3 times (3.5 to 18.4pg.cell-1), and lipid content is 35.71%. Fatty acid
was composed by saturated fatty acids (92.39%) that covered of Lauric (20.30%), Myristic (12.69%),
Palmitic (50.05%), and Stearic (9.35%) that suitable for biodiesel. Unsaturated fatty acid was performed
by Oleic acid (3.49%).
Key words: CO2 mitigation, biodiesel, Nannochloropsis sp, photo bioreactor.
KULTIVASI MIKROALGA NANNOCHLOROPSIS sp SECARA BATCH MENGGUNAKAN
PARALLEL GLASS TUBULAR PHOTOBIOREACTOR PADA KONDISI ALAMI
ABSTRAK
Mikroalga Nannochloropsis sp adalah organisme autotroph yang dapat memanfaatkan CO2 udara dan
sinar matahari untuk pertumbuhan melalui fotosintesis. Organisme tersebut potensial untuk biodisel
karena kadar lipidnya tinggi. Untuk produksi, dikenal dua model fotobioreaktor, yaitu system terbuka
dan tertutup. Penelitian bertujuan untuk mengetahui pola pertumbuhan Nannochloropsis sp di dalam
outdoor batch culture system menggunakan Parallel Enclosed Glass-Tubular Photo-bioreactor (PBR)
selama 18 hari dengan media f/2 modifikasi. Nutrisi N-P dihitung sesuai rumus empiris sel mikroalga
(C1O0,48H1,83N0,11P0,01) dengan target produksi biomasa 1gL-1. Suhu, pH, OD, DCW, populasi, kadar lipid
dan komposisi asam lemak diamati selama penelitian. Data menunjukkan suhu berfluktuasi antara 2235oC. pH stabil di 7,0-7,5. OD meningkat dari 0,134 ke 0,878. DCW meningkat 39 kali. Pada hari ke
18, diameter sel bervariasi antara 1-9 µm. Berat sel meningkat 5,3 kali (3,5 ke 18,4 pg.cell-1). Kadar
lipid 35,71%. Asam lemak disusun oleh asam lemak jenuh (92,39%), meliputi asam Laurat (20,30%),
Miristat (12,69%), Palmitat (50,05%), dan Stearit (9,35%) yang cocok untuk biodiesel. Asam lemak
tidak jenuh muncul dalam bentuk asam Oleat sebesar 3,49%.
Kata kunci: Mitigasi CO2, biodiesel, Nannochloropsis sp, fotobioreaktor.
INTRODUCTION
The optimal scenario of atmospheric
carbon dioxide (CO2) mitigation that involves
its transition to renewable fuel (biodiesel) by
using photosynthetic organisms (microalgae)
should be promoted (Christi, 2007).
Microalgae are suitable for biodiesel due to
its high photosynthetic efficiency, biomass
production, and lipid content (Borowitzka
& Moheimani, 2010). It was reported that
the most of algal lipids have similar profile
to vegetable oil that suitable for biodiesel
(Xu et al., 2006). Biodiesel itself is alkyl
ester of long-chain fatty acids (triglycerides)
that derived of fatty acids by esterification
Astuti, J.A., Sriwuryandari, L., Priantoro, E.A., dan Sembiring, T.
with methanol or ethanol. It is renewable,
biodegradable and nontoxic (Li et al., 2008).
Some researchers reported biodiesel is
composed by fatty acids with carbon atoms
of 12-24 (Xu et al., 2006); 16-20 (Christi,
2007); 10-24 (Hu et al., 2008).
The growth and lipid characteristic
of microalgae is determined by the species
and cultivation parameters. It is important
to note that high lipid productivity is a key
desirable characteristic in the choice of
species to use for biodiesel. Selection of fast
growing, productive strains, and adaptable
to local climate conditions is a fundamental
importance in algal mass culture (Huntley &
Redalje, 2007).
Microalgae Nannochloropsis sp
(Eustigmatophyceae) have been considered
as potential sources of renewable energy
due to its high lipid content, i.e. 62% (Hu
& Gao, 2006); 36.19-46.67% (Astuti et al.,
2008); 28.7% (Gouveia & Oliveira, 2009);
44.5% (Su et al., 2010). Nevertheless, the
proper method of cultivation is required
to obtain the high yield, both of biomass
and lipid. For mass production, two basic
designs are available, i.e. open and enclosed
systems. It was reported that in open ponds,
Nannochloropsis sp collapses after a few
weeks due to contamination by bacteria
and competition by other algal species.
The adoption of closed photo-bioreactor is
required, since open ponds do not ensure a
long-term reliable cultivation (Pulz, 2001).
Enclosed photo-bioreactors have
received much attention because of its high
biomass productivity, low contamination,
and minimal evaporation, able to reduce of
CO2 losses, and easier to control (Grobbelaar
& Kurano, 2003; Merchuk et al., 2000). The
utilization of various designs of enclosed
photo bioreactors could prevent the culture
to collapse (Vasudevan & Briggs, 2008).
This study was aimed to investigate the
growth characters of Nannochloropsis sp at
outdoor batch cultivation system in parallel
glass tubular photo-bioreactors
165
MATERIAL AND METHOD
Microalgae Standard Culture
The Research Centre for Biotechnology,
Indonesian Institute of as Sciences provided
standard cultures of Nannochloropsis sp.
Cultures were maintained in a modified
f/2 medium that used ammonium nitrate
(NH4NO3) as sole nitrogen sources. Medium
was prepared by using sea water (Ancol
Jakarta), enriched with 8.83x10-4M NH4NO3;
3.63 x 10-5M NaH2PO4.1H2O; 1.07 x 10-4M
Na2SiO3.9H2O; 1x10-5M FeCl3.6H2O; 1x105
M Na2EDTA.2H2O; 4x10-8M CuSO4.5H2O;
3x10-8M Na2MoO4.2 H2O; 8x10-8M
ZnSO4.7H2O; 5x10-8M CoCl2.6H2O; 9x10-7
M MnCl2. 4H2O; 1x10-10M Vitamin B12;
3x10-7M Thiamine; and 2x10-9M of Biotin.
Cultures were cultivated in outdoor to adapt
the local condition, bubbled with filtered
atmospheric air (0.47 µm). Then, cultures
with Optical Density (OD) ≈ 1 (680 nm) was
used as inoculums in study.
Parallel Glass Tubular Photo-bioreactor
(PBR)
Triplicates of Parallel Glass-Tubular
Photo-bioreactor (PBR), i.e. PBR 1; PBR 2;
and PBR 3 were used for study. The main
body of PBR is a clear glass tubular with
diameter 4 cm and length 140 cm. Each
PBR were consisted of eight glass tubular,
constructed horizontally in series on panel,
placed side by side with position at 847 m
above sea level, latitude 06o52’57.5” SL
and longitude 107o36’39.8” EL. Silicone
tubes was used for connecting between
glass tubular to transfer and distribute cell
and nutrients. Total volume of PBR is 15 L
approximately, including spaces of silicone
tubes. PBR system was designed as presented
schematically in Figure 1.
Sterilization of glass tubular of PBR
was conducted by soaking with sodium
hydroxide (NaOH) 2% for 24 hours, and
then flashed-out with boiled water until the
residual of chemicals has been removed
Outdoors Batch Cultivation of marine Microalgae Nannochloropsis Sp using Parallel Glass
Figure 1. Schematically design of PBR
system.
166
Figure 3 Outdoors batch culture systems of
Nannochloropsis sp in PBR.
sole carbon sources, from the bottom part
and circulated continuously with peristaltic
pump to optimize distribution of nutrients
and cells. The cell biomass was harvested at
18th days and then analyzed.
Analytical Methods
Figure 2 The slope regulator of PBR panel
(screw type).
completely (pH ≈ 7). PBR was adjusted
facing to north direction with slope of 30o
to optimize solar energy absorption. Slope
could be changed by turning of screw
regulator that equipped on panel as displayed
in Figure 2.
Growth Medium and Culture Condition
Modified f/2 medium (without N, P
sources) was prepared, boiled and filled into
PBR 1; PBR 2; and PBR 3 under aseptic
condition using peristaltic pump. Nutrient
N and P was prepared in aqueous solution,
sterilized, and injected into medium at room
temperature via silicone tube connectors. The
addition of N and P was calculated based on
both of the empiric structure of microalgae
cell, i.e. C1O0.48H1.83N0.11P0.01 (Christi, 2007)
and the target of biomass yield in study, i.e.
1 g. L-1.
In order to minimize variables of
experiments, inoculation was carried out
aseptically using stock culture (OD680nm =
0.96) in equal concentration (5% v/v), then
incubated in outdoor batch culture system as
presented in Figure 3. Filtered atmospheric
air was supplied (flow rate ± 1 L.min-1) as
Local temperature and pH of culture
medium
These parameters were measured
due to observe the adaptability capacity
of microalgae cell to local environment
condition. pH was measured by using
pH meter. Meanwhile, temperature of the
atmospheric air and the growth media were
checked with using thermometer.
Optical Density (OD) and Dry Cell Weight
(DCW)
OD value of culture reflected of its
biomass concentration. It was measured
turbidity-metrically at 680 nm according
to Astuti et al (2008). At the initial
of experiment, several levels of cell
concentration of stock culture were prepared
in series. Then was measured its OD (680
nm) using spectrophotometer, and its DCW
was determined gravimetrically. Then, a
standard curve that displayed the correlation
between OD with DCW was created. DCW
in this experiment was calculated based on
that standard curve as presented in Equation
1 (R2 = 0.989), and expressed in g.L-1.
DCW = (0.969 x OD680)-0.111 .............. (1)
Astuti, J.A., Sriwuryandari, L., Priantoro, E.A., dan Sembiring, T.
Cell population, size, and weight
Cell population was determined
microscopically. As much as 2 µL of culture
was spotted in object glass and covered with
20x20 mm of cover glass. Immersion oil was
added and then observed the population of
cell by using Leitz Laborlux D microscope
with reproduction ratio 100, and aperture of
lens 1.25 mm. Cell population was calculated
with considering to the dilution factor
and expressed in 1010 cells.L-1. Cell size
was determined by using micrometer that
equipped in microscope system. The average
of cell weight was calculated by divided of
DCW with cell population, expressed in
picogram per cell (pg.cell-1), which 1 pg is
equivalent to 1x10-12 g.
Total lipid content
Total lipids content was extracted with
chloroform-methanol according to method of
Bligh & Dyer (1959). The 15 ml glasses vial
that containing of dried algal biomass (M),
2 ml methanol, and 1 ml chloroform was
kept for 24 hr at 25oC. The mixture was then
agitated in a vortex for 2 min, again added
1 ml of chloroform and mixed in a vortex
for 1 min. Afterward, 2 ml of distilled water
was added and the mixture was mixed in a
vortex for 2 min. Three layers were obtained
by centrifugation for 10 min at 2000 rpm,
i.e. chloroform fraction (bottom), water
(middle), and methanol fraction (upper).
The chloroform fraction that contain of lipid
compound was sucked using pipette and
transferred it into a previously weighed of
dried and cleaned vial (W0). Then, it was
dried at oven 105oC for 8 hr, cooled down in
desiccator, and weighed at room temperature
(W1). Lipid was calculated by subtracting
W1 from W0, Lipid content was calculated
by divided (W1-W0) with M, and expressed
in % DCW.
Characterisation of fatty acids
Lipid extract (≈ 0.60 g) was transmethyl-esterification with BF3, and then
analyzed using Gas ChromatographyMass Spectroscopy (GCMS) QP5000 that
equipped with DB-17 Capillary Column (L
30 m, Ø 0.25 mm). Temperature of injector
167
and detector were maintained at 250 and
300oC, respectively. Temperature was started
at 80oC for 3 min, increased 10oC.min–1 until
reached to 260oC, with final hold time for
10 min. The condition was set with flow
gas 1.1mL.min-1, linear velocity 37.5, and
pressure 67.7 kpa. Then, 1 µL of sample was
injected with splittless mode. Fatty acids
were identified by comparison its retention
times of the peaks in GC-Chromatogram to
NIST and Wiley Library. The concentration
of the fatty acid components was calculated
relatively by comparing the peak area (height
x wide) of individual of fatty acid to the total
peak areas, expressed as the percentage (%)
of total fatty acids (Astuti et al., 2008).
RESULT AND DISCUSSION
Temperature and pH of Culture Medium
The growth of microalgae is affected
by temperature of the environment, and in
outdoor system, it would be depended on its
local climatic situation. In this study, there
is no significant different of temperature
in culture medium among the PBR system
(PBR 1; PBR 2; PBR 3). During the light
day (08.00 to 16.00), temperature of culture
fluctuated in the range of 22-35oC with the
average of 29.6oC (Figure 4). This level is near
with the previous study, i.e. 22.63-34.33oC
(Astuti et al., 2008), which was carried out
at the same place, but in different period
of time. In fact, these ranges are relatively
higher than the optimum temperature for
growth of Nannochlorpsis sp, i.e. 22-27oC
(Fabregas et al., 2004). Nevertheless, like
Figure 4. The average temperature of culture
medium of Nannochloropsis sp in
PBR.
Outdoors Batch Cultivation of marine Microalgae Nannochloropsis Sp using Parallel Glass
other microalgae, Nannochloropsis sp has
a capability to adapt the local environment,
including of the temperature.
Borowitzka & Moheimani (2010)
reported the optimum climatic condition
for high productivity of algae is the area
with high annual average sunshine and
high temperatures. Based on the local
climate condition, it would be expected that
Indonesia is suitable for mass production of
microalgae. In Indonesia, sunlight could be
emerged almost at the whole of year with
the average of sunlight is 6.1-9.7 hr.day-1.
Minimum temperature is in the range of 2324oC, maximum is 30-33oC, or the average
is 27-29oC.
Microalgae can grow autotrophically
or heterotrophically, with a wide range of
tolerance to different temperature, salinity,
pH and nutrient availabilities (Hu et al., 2008;
Brennan & Owende, 2010). Nevertheless,
most algae species are sensitive to free
NH3 (Azov & Goldman, 1982). The use of
ammonia requires much more careful control
NH4NO3
NH4- +NO2
been exhausted (Proctor, 1957).
Figure 5 showed that pH of Nannochloropsis sp was not different among the
units of PBR. It was stable at 7.5 until of
14th days of cultivation. Afterward, pH was
decreased to 7.0 at all of PBR tested. The
previous study indicated that Chlorella sp
and Scenedesmus sp has the same pattern,
the pH at the initial growth was 7.0-7.1 and
at the 5th day of cultivation decreased to 5.25.6 (Proctor, 1957). The biochemical process
of algae metabolism itself might cause
the decreasing of pH. It was investigated
that during the dark hours, algae produce
rather than consume of carbon dioxide.
The respiratory processes in the darkness
NH4NO3 + NO3- .................. (2)
of algae culture than when nitrate is used as
N source, especially at higher temperatures.
In medium, ammonium nitrate (NH4NO3)
would be dissociated to ammonium (NH4+)
and nitrate ion (NO3-) as presented in
Equation 2 (Sawyer et al., 1994).
As photosynthesis organisms, microalgae can utilize both of NH4+ and NO3- as
sources of nitrogen for cell synthesis by
using CO2 and solar energy via biochemical
reaction (Equation 3, 4). NH4+ ion is the
chemical form of nitrogen that most readily
NH3- +NO2
168
Solar energy
Chlorophyll
Solar energy
Chlorophyll
Cell .................. (3)
Cell .................. (4)
taken up and assimilated by micro-algae.
The previous studies indicated that when
NH4NO3 is employed in the medium, NH4+
ions are preferentially assimilated and NO3ions are utilized only after the former have
Figure 5. Change of pH level of culture
medium of Nannochloropsis sp.
would be exceeding than the photosynthesis
processes. Consequently, the concentration
of carbon dioxide in the PBR system become
higher than the normal process and tends to
reduce the pH value of the culture (Sawyer
et al., 1994).
Optical Density (OD) and Dry Cell Weight
(DCW)
The OD value of culture, which
represented its biomass concentration
were not significantly different among the
PBR units (Figure 6). In average, OD680nm
value of Nannochloropsis sp was increased
linearly with time, i.e. from 0.134 ± 0.002
at the initial to 0.878 ± 0.012 at the 18th day.
The increasing of this biomass concentration
indicated that microalgae adapted to the
average light intensity present in the culture.
It was reported (Grobbelaar & Kurano, 2003)
that in enclosed PBR batch culture systems,
Astuti, J.A., Sriwuryandari, L., Priantoro, E.A., dan Sembiring, T.
cell population could be progressively
became low light acclimated.
It was reported that microalgae could
photo-acclimate to various light intensities,
both of the spectrum of High Light (HL)
or Low Light (LL). Following inoculation
of an outdoor batch culture, because of its
low density at initial phase, cells receive
high average illumination and would
This result is lower than the previous
study, which reached DCW in the range of
1.6-2.5 g.L-1 (Gouveia & Oliveira, 2009). The
low biomass production of Nannochloropsis
sp in study might be affected by the limited
of carbon availability that could be captured
for biomass production. In this study, CO2
as sole carbon source was supplied only by
blowing air into the photo-bioreactor. The
concentration of CO2 in the atmospheric air
is 0.04%. This condition caused the growth
was run un-properly. Microalgae need
concentration of carbon dioxide 2-5% in
medium (Santos et al., 2010).
As describes before, microalgae is an
autotrophic organism that produced organic
matter by capturing carbon dioxide and solar
CO2+H2O
Figure 6. Correlation of OD (680 nm) and age
of Nannochloropsis sp culture.
characteristically have HL acclimated
properties. After a certain time, when
culture density increases due to the growth,
the average light per cells progressively
would become LL acclimated (Grobbelaar
& Kurano, 2003).
DCW of Nannochloropsis sp was
Table 1. DCW in outdoor batch cultivation
of Nannochloropsis sp using PBR
(g.L-1)
Culture
Age
(days)
PBR 1
PBR 2
PBR 3
Average
0
0.021
0.017
0.019
0.019 C 0.001
4
0.271
0.252
0.246
0.256 ± 0.010
7
0.348
0.311
0.371
0.343 ± 0.021
11
0.499
0.493
0.395
0.462 ± 0.045
14
0.603
0.617
0.601
0.607 ± 0.006
18
0.740
0.728
0.750
0.739 ± 0.008
DCW (g.L-1)
increased by the culture ages. The average
of DCW at the 18th was 0.739 ± 0.008 g.L-1.
Although DCW reached ± 39 times higher
compared to its initial concentration (0.019
± 0.001 g.L-1), the production of dry cell was
only achieved 73.9% of the target (1g.L-1)
as presented in Table 1.
169
(CH2O)+O2
(CH2O)+ O2 .................. (5)
CO2+ H2O .................. (6)
energy in oxygenic photosynthesis process
(Equation 5). In the other side, microalgae
also carry out respiration, both in light and
dark environment. The overall equation of
respiration is the reverse of photosynthesis
as presented in Equation 6 (Madigan et al.,
2000).
The bottleneck of photosynthetic
growth of microalgae in outdoor system
might be not in the capturing of light energy,
but in the converting step in fixed carbon
into the structural biomass (Christi, 2007).
In this study, the oxygen gas that is resulting
in photosynthesis might be trapped and
accumulated in PBR system. In this high
concentration of oxygen, photosynthesis
would be blocked and respiration would
be stimulated greater than photosynthesis,
resulting the decreasing of biomass
productivity.
Cell Population, Size, and Weight
The growth of microorganisms,
included of microalgae is related with the
increasing of cell, both in population and
size. The average of cell population was
increased linearly with the ages of cultures,
i.e. from 0.54 to 3.729 (x1010 cells. L-1) as in
Table 2.
Cell population increased approxi-
Outdoors Batch Cultivation of marine Microalgae Nannochloropsis Sp using Parallel Glass
170
Table 2. Cell population in outdoor batch cultivation of Nannochloropsis sp using PBR.
Culture Age
(days)
0
4
7
11
14
18
Population (x 1010 cell.L-1)
PBR 2
PBR 3
0.53
0.54
1.67
1.64
1.96
2.24
2.83
2.36
3.43
3.36
3.97
4.08
PBR 1
0.55
1.76
2.13
2.86
3.37
4.03
mately 6.9 times compared to its initial stage.
Based on the microscopic observation, the
cultures in the PBR could be kept in sterile
condition due to absence of any contaminant
organisms in culture medium. The cell
diameter and weight of Nannochloropsis sp
was not different among units of PBR. It was
appeared Nannochloropsis sp have various
shape, spherical to slightly ovoid cells.
The cell size was in the range of 1-9
µm in diameter, with the average in PBR 1;
Table 3. Cell weight of Nannochloropsis sp
in PBR (pg.cell-1)
Culture
Age
(days)
Cell weight (pg.cell-1)
PBR 1 PBR 2
PBR 3
Average
0
3.8
3.2
3.5
3.5 ± 0.20
4
15.4
15.1
15.0
15.2 ± 0.15
7
16.3
15.9
16.5
16.3 ± 0.22
11
17.4
17.4
16.7
17.2 ± 0.30
14
17.9
18.0
17.9
17.9 ± 0.03
18
18.4
18.3
18.4
18.4 ± 0.02
Average
14.9
14.7
14.7
14.7 ± 0.02
PBR 2; and PBR 3 were 4.5; 4.3; and 4.8 µm,
respectively. It is bigger than the previous
study that has a range of 2-4 µm in diameter
(Hoek et al., 1995). The difference of that
cell size might be caused by the culture
condition itself, such as nutrient availability,
temperature, pH, and the culture age.
The cell weight of Nannochloropsis sp
increased with the ages of the culture. There
is no significant different of cell weight
among the PBR units. It was showed that
the cell population was increased 6.9 times,
Average
0.540 ± 0.0062
1.688 ± 0.0469
2.110 ± 0.1031
2.685 ± 0.2177
3.385 ± 0.0312
3.729 ± 0.0365
meanwhile the cell weight was increased
significantly (5.3 times), i.e. from 3.5 to
18.4pg.cell-1 as presented in Table 3.
Total Lipid Content
Data indicated that lipid content of
Nannochloropsis sp was similar among the
PBR units, i.e. 34.42 (PBR 1); 37.16 (PBR
2); and 35.71% (PBR 3). High lipid content
in study might be as a response of cell to
environmental stresses, which was resulted
by the limited of carbon supply. As comparing
data, the previous studies investigated that
lipid content of Nannochloropsis sp was 62%
(Hu & Gao, 2006); 36.19-46.67% (Astuti
et al., 2008); 28.7% (Gouveia & Oliveira,
2009); 44.5% (Su et al., 2010).
Fatty Acids Composition
Data analysis using GCMS showed
that lipid of Nannochloropsis sp was
composed 92.39% by saturated fatty acid,
3.49% unsaturated fatty acid, and 4.12% other
unidentified compounds. It was obtained, that
the saturated fatty acid of Nannochloropsis
sp was dominated by Palmitic acid (50.05%),
Lauric acid (20.30%), Myristic acid (12.69%)
and Stearic acid (9.35%) as presented in
Table 4. Similar data were obtained in the
previous researchers, which reported that
Palmitic acid was a major of fatty acid in
lipid of Nannochloropsis sp that covering of
47.93% (Astuti et al., 2008); 40.44% of total
fatty acids (Fabregas et al., 2004).
Saturated fatty acids are a longchain carboxylic that no double bonds,
such as Lauric acid (C12H24O2), Myristic
acid (C14H28O2), Palmitic acid (C16H32O2),
171
Astuti, J.A., Sriwuryandari, L., Priantoro, E.A., dan Sembiring, T.
Table 4. Fatty acid (FA) composition of Nannochloropsis sp in outdoor batch culture system
using PBR
Scientific
name
Common name
Chemical
Formula
C atom:
Double
bond
Molecule
weight
Content (%
Total FA)
n-Dodecanoic acid*
Lauric acid
C12H24O2
C12:0
200
20.30
Tetradecanoic acid*
Myristic acid
C14H28O2
C14:0
228
12.69
Hexadecanoic acid*
Palmitic acid
C16H32O2
C16:0
256
50.05
Octadecanoic acid*
Stearic acid
C18H36O2
C18:0
284
9.35
9-Octadecanoic acid**
Oleic acid
C18H34O2
C18:1n9
282
3.49
Saturated FA*
92.39
Unsaturated FA**
3.49
Other compounds
4.12
Stearic acid (C18H36O2), and Arachidic acid
(C20H40O2). Saturated fatty acids are saturated
with hydrogen, since double bonds reduce
the number of hydrogen on each carbon.
Unsaturated fatty acid of Nannochloropsis
sp in this study was only covered of Oleic
acid (3.49% of total fatty acids). Oleic acid
(C18:1n9) is a mono-unsaturated fatty acid
with one of double bond with position at
atom C-9.
Xu et al (2006) reported the utilization
of lipid materials is depending of its
composition and characteristic, such as chainlength, degree of saturation, and proportion
of fatty acids. The required characteristics
of fatty acid for biodiesel are long-chain,
un-branched, no double bond, with carbon
atoms 12-24 (Xu et al. 2006); 16-20 (Christi,
2007); 10-24 (Hu et al., 2008). Based on
this result, it was suggested that lipid of
Nannochloropsis sp can be used for biodiesel
due to its fatty acid profile. Nevertheless, a
better method should be found to optimize
its biomass productivity, combined with high
lipid content and appropriate composition
for biodiesel.
The conceptual solution that consists
of two processes should be applied to
maximizing production of biomass and lipid.
The first stage is maintaining of constant
conditions that favour continuous cell
division and prevent contamination. The
second stage is exposing cells to nutrient
deprivation and other environmental stresses
that lead to synthesis lipid (Huntley &
Redalje, 2007).
CONCLUSION
Nannochloropsis sp could be cultivated
in outdoor batch system using Parallel
Enclosed Glass-Tubular Photo-bioreactor.
Performances of three units PBR as growth
provider of algal cell are similar, both
in biomass production and lipid content.
Nannochloropsis sp has a thermo tolerant
characteristic to local climate condition (2235oC). DCW and cell population increased
39 and 6.9 times, respectively, higher than
initial. Lipid content was 35.71%, averagely.
Fatty acids were composed by saturated
fatty acids (92.39%) that covering of Lauric
(20.30%), Myristic (12.69%), Palmitic
(50.05%), and Stearic (9.35%) that suitable
for biodiesel. Cultivation method in outdoor
batch system using PBR should be improved
to obtain high biomass productivity, high
lipid content, and appropriate of fatty acid
composition for biodiesel.
ACKNOWLEDGEMENTS
The study was funded by The Competitive
Research Program of Indonesia Institute of
Sciences in the field on New and Renewable
Energy. Thanks to Dwi Susiloningsih
(Research Centre for Biotechnology-LIPI)
for providing culture and T. Sembiring for
valuable disccusions.
Outdoors Batch Cultivation of marine Microalgae Nannochloropsis Sp using Parallel Glass
REFERENCES
Azov, Y. & Goldman, J.C., 1982., Free
Ammonia Inhibition of Algal Photosynthesis in Intensive Cultures., Appl
Environ Microbiol, 43:755-739.
Bligh, E.G. & Dyer, W. J., 1959., A rapid
method for total lipid extraction and
purification. Can. J. Biochem. Physiol
37: 911-917.
Borowitzka, M.A. & Moheimani, N.R.,
2010., Sustainable Biofuels from Algae.
Mitig Adapt Strateg Glob Change. DOI
10.1007/s11027-010-9271-9. Springer
Science Business Media B.V.
Brennan, L. & Owende P., 2010., Biofuels
from Microalgae: A Review of Technologies for Production, Processing,
and Extractions of Biofuels and CoProducts. Renew Sustain Energy Rev,
14:557-577.
Christi, Y. 2007. Biodiesel from MicroAlgae, Biotechnol ADV, 25;294-306.
Fabregas, J., Maseda, A., Dominguez, A. &
Otero, A., 2004., The cell composition
of Nannochloropsis sp change under
different irradiances in semi continuous
culture. World Journal of Microbiology
& Biotechnology 20: 31-35.
172
Hu, H. & Gao, K., 2006., Response of
Growth and Fatty Acid Compositions
of Nannochloropsis sp. to Environmental Factors Under Elevated CO2
Concentration.
Biotechnol
Lett,
28:987-992.
Hu, Q., Milton, S.M., Jarvis, E. 2008.,
Microalgal
Triacylglycerols
as
Feedstock for Biofuel Production:
Perspectives and Advances. Plant J.,
54:621-639.
Huntley, M.E. & Redalje, D.G., 2007., CO2
mitigation and renewable oil from
photosynthetic microbes: a new
appraisal, Mitigation and Adaptation
Strategies for Global Change, Springer,
12: 573–608.
Li, Q., Du, W., & Liu, D., 2008., Perspective
of Microbial Oils for Biodiesel
Production. Appl Microbial Biotechnol,
80:749-756.
Madigan M.T., Martinko J.M., & Parker J.
2000. Biology of Microorganisms. 9th
Ed. JHI, Inc. USA, pp: 675-677.
Merchuk, J.C., Gluz, M., & Mukmenev, I.,
2000., Comparason of Photo bioreactor
for Cultivation of the Microalga
Porphyridium sp. J. Chem Technol
Biotechnol, 75:1119-1126.
Gouveia, L. Oliveira, A.C., 2009., Microalgae as Raw Material for Biofuels
Production. J. Ind Microbiol Biotechnol,
36:269-274.
Proctor, V.W., 1957., Prefential Assimilation
of Nitrate Ion by Haematococcus
pluvadis. American Journal of Botany.
44: 2, pp: 141-143.
Grobbelaar, J.U. & Kurano, N., 2003., Use
of photoacclimation in the design of a
novel photo bioreactor to achieve high
yields in algal mass cultivation, Journal
of Applied Phycology, 15: 121-126.
Pulz O., 2001., Photobioreactors: production systems of phototrophic microorganisms. Appl Microbiol. Biotechnol.
57:287-293.
Hoek., C.V.D., Mann, D.G. & Jahns, H.M.,
2002., Algae: An introduction to
phycology, Cambridge University
Press, 7-8: 131-133.
Santos, C.A., Ferreira, M.E., Gouveia L. 2011.
A Symbiotic Gas Exchange Between
Bioreactor
Enhances
Microbial
Biomas and LIPID Productivities:
Taking Advantage of Complementary
Nutritional Modes, J. ind Microbiol
Astuti, J.A., Sriwuryandari, L., Priantoro, E.A., dan Sembiring, T.
Biotechnol, doi 10.1007/S10295-0100860-0
Sawyer, C.N., McCarty, P.L., & Parkin, G.F.,
1994., Chemistry for Environmental
Engineering. 4th. Ed. MGH International
Edition. Singapore. pp: 552-566.
Su, C.H., Chien, L.J., & Gomes, J. 2010.,
Factor Affecting Lipid Accumulation
by Nannochloropsis oculata in a TwoStage Cultivation Process. J. Appl
Phycol, DOI 10.1007/s10811-0109609-4.
Tri Astuti, J., Lies Sriwuryandari, Retno
173
Yusiasih & Sembiring, T. (2008).
Growth And Lipid Content of Micro
Algae Nannochloropsis with Different
Source of Nitrogen in Natural
Environment, Teknologi Indonesia, 31
(2): 121-127.
Vasudevan, P.T. & Briggs, M., 2008.,
Biodiesel Production-Current State of
the Art and Challenges. J. Ind Micro
Biotechnol, 35:421-430.
Xu, H., Miao, X.L., & Wu, Q.Y., 2006., High
Quality Biodiesel Production from a
Microalga Chlorella protothecoides by
Heterotrophic Growth in Fermenters.
J. Biotechnol, 126:499-507.