Evaluasi Biotreatment Lumpur dan Air Buangan Tambak Intensif Udang Vaname Menggunakan Kerang Darah (Anadara granosa, Linnaeus 1758)

Abstract

Budidaya intensif udang vaname menghasilkan buangan dan nutrien tinggi dari sisa pakan dan metabolisme. Senyawa-senyawa tersebut pada konsentrasi yang tinggi akan menyebabkan peningkatan pertumbuhan fitoplankton. Kerang darah (Anadara granosa) berpotensi digunakan sebagai biotreatment buangan tambak. Kerang darah memiliki karakteristik sebagai filter feeder yang memakan plankton, partikel tersuspensi, dan detritus. Faktor-faktor yang mempengaruhi kemampuan mengasimilasi nutrien pada kerang darah diantaranya yaitu ukuran tubuh dan kepadatan. Ukuran tubuh merupakan faktor yang memengaruhi jumlah senyawa nutrien yang dapat diserap oleh kerang darah pada media pemeliharaan. Selain itu, kepadatan juga dapat memengaruhi pengurangan jumlah partikel makanan dalam suatu habitat. Namun, kepadatan yang optimal penting dalam kegiatan budidaya karena terkait dengan optimalisasi dan efisiensi dalam penyerapan makanan. Tujuan umum penelitian ini adalah mengembangkan penggunaan kerang darah sebagai biotreatment dalam memperbaiki kualitas buangan tambak intensif udang vaname. Secara garis besar, penelitian ini dibagi menjadi tiga tahap, yaitu : 1) Evaluasi kualitas buangan tambak intensif udang vaname (Litopenaeus vannamei) di kawasan pesisir utara Pulau Bangka, 2) Kinerja kerang darah dengan ukuran berbeda dalam memperbaiki kualitas buangan tambak intensif udang vaname, dan 3) Performa kerang darah dengan kepadatan berbeda dalam meningkatkan kualitas buangan tambak intensif udang vaname. Penelitian tahap pertama dilakukan dengan mengevaluasi kelimpahan fitoplankton dan kualitas buangan tambak intensif udang vaname di daerah pesisir utara Pulau Bangka dengan rasio luasan tambak IPAL (instalasi pengolahan air limbah) yang berbeda. Hasil yang didapatkan menunjukkan bahwa lokasi tambak BL1, BL2, BL3 dan BL4 dengan rasio luasan tambak IPAL masing-masing sebesar 1, 4,36, 1,89, dan 6,43 mengandung kelimpahan fitoplankton dan konsentrasi senyawa nutrien amonium, nitrat, ortofosfat dan total padatan tersuspensi (TSS) yang melebihi standar baku mutu. Kelimpahan fitoplankton tertinggi ditemukan sebanyak 2.418.375 sel/mL pada lokasi BL3. Kelompok-kelompok fitoplankton yang ditemukan pada lokasi BL3 yaitu Chlorophyta, Cyanophyta, Cryptophyta, Bacillariophyta, dan Pyrrophyta. Kelompok Chlorophyta merupakan fitoplankton yang paling banyak ditemukan dengan persentase jumlah genus Nanochloropsis dan Chlorella lebih tinggi dibandingkan yang lainnya. Konsentrasi nutrien amonium, nitrat dan ortofosfat yang ditemukan paling tinggi masing-masing sebesar 1,575±0,161 mg/L, 4,410±1,072 mg/L dan 5,203±0,016 mg/L di lokasi BL3. Penelitian tahap kedua melakukan biotreatment buangan tambak yang berasal dari lokasi tambak BL3 menggunakan kerang darah pada ukuran berbeda. Empat kelompok ukuran kerang darah dipelihara pada media pemeliharaan sistem semi tertutup selama 90 hari. Ukuran kerang darah yang digunakan terdiri atas kelompok ukuran 25-30 mm, 30-35 mm, 35-40 mm dan tanpa kerang darah (kontrol). Berdasarkan hasil penelitian didapatkan bahwa kerang darah mampu secara signifikan mengurangi kelimpahan fitoplankton dan menurunkan kandungan nutrien anorganik (amonium, nitrit, nitrat, dan ortofosfat), Total padatan organil (TOM), TSS, kalsium serta magnesium dibandingkan tanpa penggunaan kerang darah. Tingkat kelangsungan hidup kerang darah tergolong tinggi mencapai lebih dari 90% dengan pertumbuhan panjang dan bobot yang terus bertambah sampai akhir pemeliharaan. Kandungan fitopigmen ditemukan pada saluran pencernaan kerang darah yang menunjukkan adanya asimilasi dan pencernaan fitoplankton di dalam tubuh kerang darah. Tekanan lingkungan selama pemeliharaan tidak secara signifikan terjadi dan memengaruhi tingkat stres kerang darah. Pemeliharaan kerang darah selama 90 hari pada kelompok ukuran yang berbeda disimpulkan bahwa kerang darah dengan ukuran 30-35 mm memiliki kinerja paling lebih optimal dalam menurunkan kelimpahan fitoplankton dan nutrien (amonium, nitrat, ortofosfat, TSS, dan TOM). Penelitian tahap ketiga dilakukan dengan memelihara kerang darah pada padat tebar berbeda menggunakan kerang darah berukuran 30-35 cm pada media buangan tambak dengan sistem semi tertutup selama 90 hari. Padat tebar yang diuji terdiri atas kepadatan 30 ekor/m2, 70 ekor/m2, 110 ekor/m2 dan tanpa pemeliharaan kerang darah (kontrol). Berdasarkan hasil penelitian didapatkan bahwa kepadatan kerang darah di media pemeliharaan memberikan pengaruh terhadap tingkat kelangsungan hidup, kelimpahan fitoplankton, konsentrasi nutrien di air (amonium, nitrit, nitrat, ortofosfat, TOM, TSS) di media pemeliharaan. Kerang darah dengan padat tebar berbeda mampu mengalami peningkatan pertumbuhan dengan keberadaan fitopigmen (klorofil a dan feofitin) ditemukan pada organ dan saluran pencernaan. Tingkat stres kerang darah yang terukur dari konsentrasi glukosa, MDA dan enzim antioksidan (SOD) menunjukkan konsentrasi yang tidak berbeda secara signifikan pada semua perlakuan padat tebar. Tekanan lingkungan terjadi pada pemeliharaan kerang darah dengan kepadatan 110 ekor/m2 pada saat pemeliharaan sampai hari ke-15 yang mengakibatkan rendahnya tingkat kelangsungan hidup. Kerang darah dengan kepadatan 70 ekor/m2 memiliki performa yang lebih optimal dalam menurunkan kelimpahan fitoplankton, amonium, nitrat, ortofosfat, TSS, dan TOM. Selain itu, tingkat kelangsungan hidup dan pertumbuhan juga maksimal dari awal sampai akhir pemeliharaan. Hasil dari ketiga penelitian ini dapat disimpulkan bahwa buangan tambak intensif udang vaname dapat diperbaiki dan ditingkatkan kualitasnya melalui pemeliharaan kerang darah dalam sistem semi lapangan selama pemeliharaan 90 hari. Ukuran dan kepadatan yang optimal dan efisien untuk pemanfaatan fitoplankton dan penurunan kandungan nutrien organik dan anorganik yaitu kerang darah berukuran 30-35 cm dan kepadatan 70 ekor/m2. Kerang darah pada ukuran dan kepadatan tersebut mampu menurunkan kelimpahan fitoplankton dan senyawa nutrien anorganik serta partikel organik. Besarnya kemampuan kerang darah dalam menurunkan kelimpahan fitoplankton, amonium, nitrit, nitrat, ortofosfat, TSS, dan TOM di akhir pemeliharaan masing-masing sebesar 72,80%, 36,78%, 50%, 78,77%, 89,13%, 39,68%, dan 38,73%. Selain itu, tingkat kelangsungan hidup dan pertumbuhan juga lebih maksimal dari awal sampai akhir pemeliharaan pada ukuran dan kepadatan tersebut.

Intensive whiteleg shrimp farming produces effluents with high nutrient content, originating from excess feed and metabolic waste. When present in excessive concentrations, these compounds can stimulate phytoplankton blooms that lead to eutrophication in natural aquatic environments. The blood cockle (Anadara granosa) has potential as a biotreatment agent in shrimp aquaculture effluent due to its filter-feeding nature, which allows it to consume phytoplankton, suspended particles, and organic detritus. Factors such as body size and stocking density play a critical role in determining the cockle’s capacity to absorb nutrients. Larger individuals tend to assimilate greater volumes of nutrients, while optimal stocking densities help ensure effective nutrient removal without negatively affecting environmental conditions or cockle performance. The general objective of this study is to develop the use of blood cockles as a biotreatment approach to improve the effluent quality of intensive whiteleg shrimp ponds. Broadly, this research is divided into three phases: (1) Evaluation of effluent quality from intensive whiteleg shrimp (Litopenaeus vannamei) ponds in the northern coastal region of Bangka Island; (2) Performance of blood cockles of different sizes in improving the effluent quality of intensive whiteleg shrimp ponds; and (3) Performance of blood cockles at different stocking densities in enhancing the effluent quality of intensive whiteleg shrimp ponds. The initial phase of this study aimed to evaluate the abundance of phytoplankton and the effluent quality of intensive whiteleg shrimp ponds located along the northern coast of Bangka Island, Indonesia, with different pond to wastewater treatment facility (IPAL) area ratios. Pond sites BL1, BL2, BL3, and BL4 had pond to wastewater treatment facility area ratios of 1, 4.36, 1.89, and 6.43 respectively, and showed elevated concentrations of nutrient compounds such as ammonium, nitrate, orthophosphate, and total suspended solids (TSS) that exceeded national water quality standards. The highest phytoplankton abundance was recorded at site BL3 with 2,418,375 cells per milliliter. Phytoplankton groups identified at this site included Chlorophyta, Cyanophyta, Cryptophyta, Bacillariophyta, and Pyrrophyta, with Chlorophyta as the dominant group. The most abundant genera were Nannochloropsis and Chlorella. The highest concentrations of ammonium, nitrate, and orthophosphate were also found at site BL3, measured at 1.575 ± 0.161 mg/L, 4.410 ± 1.072 mg/L, and 5.203 ± 0.016 mg/L respectively. These results indicate that a higher nutrient load from pond effluent is associated with increased phytoplankton proliferation, highlighting the need for improved waste treatment practices in intensive shrimp aquaculture systems. In the second phase, blood cockles of four different size groups (25–30 mm, 30–35 mm, 35–40 mm, and a control without cockles) were cultured in semi-closed systems for 90 days using effluent from station BL3. All size groups significantly reduced phytoplankton abundance and the concentrations of ammonium, nitrite, nitrate, orthophosphate, total organic matter (TOM), total suspended solids (TSS), calcium, and magnesium compared to the control. The cockles exhibited high survival rates (above 90%) and consistent growth in both length and weight. The presence of phytopigments in their digestive tracts confirmed phytoplankton assimilation. Low levels of environmental stress indicators also suggested stable physiological conditions. The 30–35 mm size group showed the best overall performance in reducing phytoplankton and nutrient concentrations efficiently and effectively. In the third phase, blood cockles (30–35 mm) were cultured at different stocking densities (30, 70, and 110 individuals/m²) in semi-closed systems for 90 days. The control treatment had no cockles. Stocking density significantly affected survival rate, phytoplankton abundance, and nutrient levels (ammonium, nitrite, nitrate, orthophosphate, TOM, TSS) in the effluent. All density groups showed growth, and the presence of phytopigments (chlorophyll-a and pheophytin) in internal organs and digestive tracts confirmed continued phytoplankton assimilation. Stress indicators (glucose, malondialdehyde [MDA], and superoxide dismutase [SOD]) showed no significant changes except at 110 individuals/m², where environmental stress appeared from day 15, resulting in lower survival rates. The 70 individuals/m² treatment produced the best balance between effective nutrient reduction and high survival and growth rates. In conclusion, this three-phase study demonstrated that blood cockles can be used as effective biotreatment agents for improving water quality in shrimp aquaculture systems. Under semi-field conditions over a 90-day period, the optimal combination was the 30–35 mm size group stocked at 70 individuals/m². This treatment achieved significant reductions in phytoplankton abundance (72.80%), ammonium (36.78%), nitrite (50.00%), nitrate (78.77%), orthophosphate (89.13%), TSS (39.68%), and TOM (38.73%), while also maintaining high survival and growth performance.