Sistem dan Teknologi Minimize Water Requirement (MWR) pada Budidaya Ikan Sidat (Anguilla bicolor bicolor) dalam Rangka Pengembangan Urban Aquaculture.

Abstract

Peningkatan populasi penduduk khususnya di daerah perkotaan menjadi pangsa pasar baru bagi kegiatan akuakultur. Kegiatan akuakultur harus menyediakan produk secara kontinu dengan jumlah yang banyak sehingga diperlukan perluasan area budidaya. Perluasan area budidaya tidak hanya dikembangkan di daerah pedesaan, namun dikembangkan di daerah perkotaan yang menjadi pusat pemasaran produk akuakultur. Pengembangan kegiatan budidaya ikan di daerah perkotaan harus adaptif dengan keterbatasan air dan lahan. Beberapa pendekatan dapat dilakukan antara lain minimize water requirement (MWR), minimize area requirement (MAR) dan pemilihan komoditas yang bernilai ekonomis tinggi. Pendekatan MWR dapat dilakukan dengan pemeliharaan ikan pada volume air sedikit dan pendekatan MAR dilakukan dengan budidaya secara vertikal. Ketiga pendekatan tersebut merupakan dasar berpikir dalam merancang sistem dan teknologi yang akan dikembangkan. Rancangan sistem dan teknologi yang dapat menjadi solusi adalah teknologi budidaya ikan sidat secara vertikal (vertical aquaculture system) pada volume air sedikit. Penggunaan volume air yang sedikit diduga akan berdampak buruk bagi kualitas air karena ikan akan terpapar secara langsung dengan limbah budidaya (sisa pakan dan feses) dalam satu unit wadah produksi sehingga sistem resirkulasi dan mekanisme aliran air perlu ditambahkan dalam rangka melengkapi sistem dan teknologi ini. Sistem resirkulasi memberikan manfaat karena mampu memperbaiki kualitas air, mekanisme aliran air diciptakan dengan menambahkan debit air masuk ke dalam wadah dengan sistem shower atau percikan baik pada shower yang deras maupun yang lambat. Mekanisme aliran limbah diciptakan dengan memberikan saluran outlet pada wadah yang terhubung langsung pada sistem filtrasi air. Kesatuan dari berbagai komponen pendukung tersebut menjadi suatu sistem dan teknologi budidaya ikan sidat yakni vertical recirculating shower aquaculture system (VeRSAS). Teknologi ini diharapkan mampu menjadi teknologi budidaya ikan sidat masa depan, yaitu hemat lahan, hemat air dan central market oriented. Tujuan umum penelitian ini adalah merancang sistem dan teknologi Minimize Water Requirement (MWR) pada budidaya ikan sidat (Anguilla bicolor bicolor) untuk pengembangan urban aquaculture. Penelitian ini terdiri dari empat tahap, yaitu 1) kinerja produksi dan respons fisiologis elver ikan sidat yang dipelihara dengan sistem kering, lembap, dan basah, 2) kinerja produksi elver ikan sidat dengan ketinggian air yang berbeda pada vertical recirculation aquaculture system (VRAS), 3) kinerja produksi elver ikan sidat dengan debit air berbeda pada vertical recirculation shower aquaculture system (VeRSAS), dan 4) proporsi serapan oksigen udara ikan sidat melalui insang dan kulit.Penelitian tahap satu bertujuan untuk menentukan sistem pemeliharaan elver ikan sidat yang dipelihara pada sistem kering, lembap dan basah melalui kajian kinerja produksi dan respons fisiologis. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap lima perlakuan dan tiga ulangan, terdiri atas sistem kering (A), sistem lembap (B), sistem basah dengan tinggi air 0 kali tinggi badan (C), sistem basah dengan tinggi air 0,5 kali tinggi badan (D), serta sistem basah dengan tinggi air 1 kali tinggi badan ikan sidat (E). Tinggi air pada perlakuan C sebesar 0 kali tinggi badan dengan kedalaman sebesar 0,5 cm dan masih memungkinkan pengukuran oksigen terlarut. Tinggi air perlakuan D sebesar 0,5 kali tinggi badan, yaitu 0,75 cm dan dan tinggi air perlakuan E sebesar 1 kali tinggi badan ikan sidat atau setara dengan tinggi badan, yaitu 1,5 cm. Sistem resirkulasi yang digunakan pada perlakuan C, D dan E adalah resirkulasi sederhana atau resirkulasi internal dan tidak dilakukan pergantian air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua ikan sidat yang dipelihara dengan sistem kering mengalami kematian pada hari ke-3 dan ke-4, sedangkan ikan sidat pada sistem lembap mati semua pada hari ke-6 dan ke-7. Pada sistem basah perlakuan C, D dan E, elver ikan sidat dapat bertahan hidup dan diamati selama 30 hari masa pemeliharaan. Ikan sidat memerlukan air untuk bertahan hidup dan tumbuh. Ketinggian air pada media hidup ikan sidat berpengaruh terhadap kinerja produksi, respons fisiologis, struktur histologis insang dan kulit. Ketinggian air minimal yang memberikan respons terbaik adalah tinggi air 1 kali tinggi tubuh ikan sidat. Penelitian tahap kedua bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh ketinggian air pada pemeliharaan elver ikan sidat dengan vertical recirculation aquaculture system (VRAS) terhadap kinerja produksi dan respons fisiologis. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap empat perlakuan ketinggian air (KA) dan tiga ulangan. Perlakuan tersebut meliputi KA 1,5 cm (A) (sama dengan tinggi badan ikan sidat), KA 2,25 cm (B) (1,5 kali tinggi badan ikan sidat), KA 3,0 cm (C) (2 kali tinggi badan ikan sidat) KA 3,75 cm (D) (2,5 kali tinggi badan ikan sidat). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kinerja produksi meningkat dibandingkan dengan penelitian tahap satu. Laju pertumbuhan spesifik meningkat dari rata-rata 0,30±0,11 % hari-1 menjadi 1,50±0,05 % hari-1. Peningkatan kinerja produksi disebabkan karena tinggi air yang digunakan sudah mencapai pada kondisi layak untuk pemeliharaan ikan sidat. Selain itu, sistem resirkulasi dapat memperbaiki kualitas air dan buangan media budidaya sehingga yang berpengaruh langsung terhadap pertumbuhan. Data respons fisiologis menunjukkan bahwa pada perlakuan A memiliki nilai SGOT (128,44 IU L-1) , ALP (249,33 IU L-1) dan He (25,81 %), nilai ini masih berada pada kisaran normal untuk pemeliharaan ikan sidat dan menunjukkan status kesehatan ikan serta lingkungan media budidaya yang baik. Data kualitas air pada penelitian ini menunjukkan nilai yang masih berada dalam kisaran layak untuk pemeliharaan ikan sidat. Ketinggian air terbaik pada media budidaya ikan sidat yang dipelihara pada vertical recirculation aquaculture system (VRAS) adalah 1,5 cm atau 1 kali tinggi tubuhnya. Penelitian tahap ketiga bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh debit air pemeliharaan elver ikan sidat pada vertical shower recirculation aquaculture system (VeRSAS) terhadap kinerja produksi dan respons fisiologis. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap empat perlakuan debit air (DA) dan tiga ulangan. Perlakuan tersebut meliputi DA 0,025 L s-1 (A), DA 0,03 L s-1 (B), DA 0,05 L s-1 (C), dan DA 0,1 L s-1 (D). Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan tidak berpengaruh nyata terhadap semua parameter kinerja produksi. Data kinerja produksi menggambarkan bahwa dalam pemeliharaannya ikan sidat tidak membutuhkan volume air yang banyak sehingga penggunaan air akan efisien. Hasil parameter biokimia darah dan gambaran darah juga menunjukkan hal yang sama, yaitu perlakuan debit air yang berbeda tidak berpengaruh nyata terhadap parameter TP, TC, SGOT, ALP, SDM, Hb dan He, tetapi berpengaruh nyata terhadap nilai GD, TG, SGPT dan SDP. Nilai GD pada perlakuan D (53,38 mg dL-1) merupakan nilai terbaik karena paling mendekati nilai GD ikan sidat sebelum penelitian. Secara umum, nilai biokimia darah dan gambaran darah masih berada pada kisaran normal untuk pemeliharaan ikan sidat. Data kualitas air selama penelitian masih berada dalam kisaran layak untuk semua perlakuan sehingga tidak berdampak negatif pada ikan uji. Debit air 0,1 L s-1 merupakan debit air optimal untuk pemeliharaan ikan sidat pada vertical shower recirculation aquaculture system (VeRSAS). Penelitian tahap keempat bertujuan untuk menentukan tingkat serapan oksigen udara ikan sidat melalui kulit dan insang serta mengevaluasi kondisi biokimia darah, gambaran darah dan histologi ketika berada di luar media air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa total serapan oksigen udara melalui insang mengalami dan kulit sama-sama mengalami penurunan seiring bertambahnya waktu pengamatan. Namun, jika dilihat dari persentase serapan, terjadi peningkatan persentase serapan oksigen melalui kulit dari 35,81% menjadi 46,99%, sedangkan persentase serapan oksigen melalui insang mengalami penurunan dari 64,19% menjadi 53,01%. Total serapan oksigen tertinggi masih terdapat ketika ikan sidat berada di dalam air dengan rata-rata serapan sebesar 0,133 mgO2 g-1 jam-1. Hal ini menunjukkan bahwa adaptasi pernapasan kulit akan lebih dominan jika waktu pengamatan dilakukan lebih lama dari waktu pengamatan pada perlakuan. Respons fisiologis yang terlihat ketika ikan sidat berada di luar media air selama tiga jam (perlakuan C) menunjukkan peningkatan parameter biokimia darah dan terjadi perubahan struktur histologis yakni terjadinya nekrosis dan hiperplasia pada organ insang dan peluruhan atau erosi jaringan epidermis pada organ kulit. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa Serapan oksigen pada ikan sidat ketika berada di luar media air adalah sebesar 53,01 % melalui insang dan 46,99 % melalui kulit. Semakin lama ikan sidat berada di luar media air, kondisi kondisi biokimia darah, gambaran darah dan struktur histologi mengalami penurunan (ikan berada pada kondisi stres). Berdasarkan hasil dari seluruh tahap penelitian dapat disimpulkan bahwa ketinggian air 1,5 cm (1 kali tinggi tubuh) dengan debit air 0,1 L s-1 merupakan penggunaan air terbaik pada pemeliharaan elver ikan sidat yang dipelihara pada VeRSAS.

Increased community population mainly in urban area become new market target for aquaculture activities. Aquaculture activity must supply abundant product continuously which requires a culture areal expansion. Culture areal expansion does not only develop in rural area, but also in urban area as a center for aquaculture product market. Fish culture activity development in urban area must adapt to limited water supply and land. Several approaches that can be established are through minimized water requirement (MWR), minimized area requirement (MAR), and high economical commodity selection. The MWR approach can be performed in fish rearing with less water volume, while the MAR approach can be performed with vertical culture. These approaches are the main background in designing the system and technology that will be developed. The system and technology design that can become the solution is eel vertical culture system with less water volume. The use of less water volume is suspect to impact the water quality as fish are directly exposed to culture wastes (feed residue and feces) in a unit of producing tank as recirculation system and water flow mechanism should be added to organize this system and technology. Recirculation system is beneficial due to improving the water quality as water flow mechanism is created by adding water discharge to the tank with shower or splash system both in fast and slow shower system. The waste-flow mechanism is created by providing an outlet canal in the tank connected directly to water filtration system. The combination of these various supported components can assist to organize the vertical recirculating shower aquaculture system (VeRSAS) for eel culture. This technology is expected to become a future eel culture technology with narrow land, less water requirement, and central market oriented. The general aim of this study was to design the minimzed water requirement (MWR) system and technology in eel (Anguilla bicolor bicolor) culture for urban aquaculture development. This study contained four steps, namely evaluating 1) the production performance and physiological response of elver eel reared in dry, humid, and wet systems, 2) production performance of elver eel on different water height levels in vertical recirculating aquaculture system (VRSAS), and 3) production performance of elver eel on different water discharge levels in vertical recirculating shower aquaculture system (VerSAS), and 4) absorbed oxygen proportion in eel through gills and skin. The first step aimed to determine the elver eel rearing in dry, humid, and wet systems on production performance and physiological response. This study used a completely randomized design five treatments and three replications, consists of dry system (A), humid system (B), wet system with water height of 0-time body height (C), wet system with water height of 0.5 times body height (D), and wet system with water height of 1 time body height (E). The water height in C treatment was 0-time body height at 0.5 cm depth which may be possible for dissolved oxygen measurement. The water height in D treatment was 0.5 times body height, namely 0.75 cm depth, while the water height in E treatment was 1 time body height of eel or similar to body height at 1.5 cm. Recirculation system used in C, D, E treatments were simple or internal recirculation without water exchange. The result showed that all eels reared in dry system were dead on 3th to 4th day, while eels in humid system were dead on 6th to 7th day. In wet system C, D, E treatments, elver eels could survive in 30 days of rearing. Eels still required water for surviving and growing. Water height for eel media influences the production performance, physiological response, and histological conditions of gills and skin. The best response on minimum water height treatments was found in water height at 1-time body height of eel. The second step aimed to evaluate water height influence in vertical recirculating aquaculture system (VRAS) on production performance and physiological response of elver eel. This study used a completely randomized design four water level treatments (WL) and three replications. The treatments applied were WL 1.5 cm (A) (similar to eel body height), WL 2.25 cm (B) (1.5 times of eel body height), WL 3.0 cm (C) (twice of eel body height), and WL 3.75 cm (D) (2.5 times of eel body height). The result showed that production performance increased compared to the first step. The specific growth rate increased from averagely 0.30±0.11 % day-1 to 1.50±0.05 % day-1. Increased growth performance was due to water height applied was in an appropriate condition for eel rearing. Moreover, recirculation system could improve the water quality and culture media waste which directly influenced the eel growth. The physiological response data showed that the treatment obtained SGOT, ALP, and He values at 128.44 IU L-1, 249.33 IU L-1, and 25.81 %, respectively. These values were still in normal range for eel rearing which indicates good fish health status and culture environment. The water quality data in this step indicates appropriate range for eel rearing. The best water level for eel culture media reared in the vertical recirculating aquaculture system (VRAS) was at 1.5 cm or 1 time of eel body height. The third step aimed to evaluate the water discharge influence in vertical shower recirculating aquaculture system (VeRSAS) for elver eel rearing on production performance and physiological response of eel. This study used a completely randomized design four water discharge treatments (WD) and three replications. The treatments were WD 0.025 L s-1 (A), WD 0.03 L s-1 (B), WD 0.05 L s-1 (C), and WD 0.1 L s-1 (D). The result showed that treatments had no significant influence on all production performance parameters. The production performance data describes that eel rearing does not require abundant water volume, resulting in efficient water use. The blood chemistry and condition results also showed the same condition as different water discharge treatments had no significant influence on TP, TC, SGOT, ALP, RBC, Hb, and He values, but having a significant influence on GD, TG, SGPT, and WBC values. The GD value in D treatment (53.38 mg dL-1) was the best value due to more likely similar to the GD value before the experiment. In general, the blood chemistry and condition were still in normal range for eel rearing. The water quality data during rearing period was still inappropriate range for all treatments which had no negative impact on fish samples. The 0,1 L s-1 water discharge was the optimum water discharge for eel rearing in vertical shower recirculating aquaculture system (VeRSAS). The fourth step aimed to determine the oxygen absorption level of eel through gills and skin, and evaluate the blood chemistry, condition, and histology when being moved to outside water media. The result showed that the total oxygen absorption levels through gills and skin were similarly decreased along with the increased observation period. However, based on the absorption percentage, increased oxygen absorption level occurred through skin from 35.81% to 46.99%, while oxygen absorption level through gills decreased from 64.19% to 53.01%. The total highest oxygen absorption level was occurred when eel was still in the water at averagely 0.133 mgO2 g-1 hour-1. This condition indicates that skin breathing adaptation will be more dominant if the observation is performed longer than the original observation period in this study step. The physiological response demonstrated that eel outside from water for three hours (C treatment) obtained increased blood chemistry parameters with histological structure alteration, such as necrosis and hyperplasia in gills and epidermal erosion in skin. Based on this study step, oxygen absorption levels in eel outside of the water media were 53.01% through gills and 46.99% through skin. The longer eel outside from water, the more blood chemistry, blood condition, and histological structure decrease (fish are in stress condition). Based on the results from all study steps, 1.5 cm water height (1-time of eel body height) and 0.1 L s-1 water discharge are the best water usage for elver eel reared in VeRSAS.