Efektivitas Penyerapan Nitrogen dan Fosfor serta Pertumbuhan Gracilaria sp., Kappaphycus alvarezii, dan Caulerpa sp. dalam Air Buangan Budidaya Udang | Effectiveness of Nitrogen and Phosphorus Uptake and the Growth of Gracilaria sp., Kappaphycus alvarezii, and Caulerpa sp. in Shrimp Farming Wastewater

Budidaya udang merupakan sektor utama akuakultur yang berkontribusi besar terhadap produksi perikanan, namun menghasilkan air buangan yang mengandung nitrogen (N) dan fosfor (P) dari sisa pakan dan hasil metabolisme organisme. Akumulasi nutrien ini dapat mencemari lingkungan, menyebabkan eutrofikasi, serta menurunkan daya dukung ekosistem pesisir. Buangan dari tambak udang intensif diketahui mengandung amonia (NH3), nitrat (NO3), dan nitrit (NO3) dalam konsentrasi tinggi, yang berdampak negatif pada organisme akuatik dan kualitas perairan. Oleh karena itu, diperlukan solusi pengelolaan air buangan budidaya udang yang efektif dan berkelanjutan. Salah satu pendekatan ekologis yang dapat diterapkan adalah pemanfaatan rumput laut sebagai agen fitoremediasi alami. Rumput laut mampu menyerap nitrogen (N) dan fosfor (P) dari perairan serta meningkatkan kualitas air melalui fotosintesis. Beberapa jenis rumput laut, seperti Gracilaria sp., Kappaphycus alvarezii, dan Caulerpa sp., mampu menyerap nutrien dari perairan tercemar. Selain itu, rumput laut juga memiliki nilai ekonomi tinggi karena dapat dimanfaatkan dalam industri pangan, farmasi, dan kosmetik. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis tingkat penyerapan nitrogen (N) dan fosfor (P) pada Gracilaria sp., K. alvarezii, dan Caulerpa sp. serta laju pertumbuhan harian dalam media air buangan budidaya udang. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan tiga perlakuan, yaitu Gracilaria sp., K. alvarezii, dan Caulerpa sp., masing-masing diulang sebanyak tiga kali. Bobot awal rumput laut yang digunakan yaitu 200 g per 50 liter air buangan budidaya udang. Wadah pemeliharaan yang digunakan yaitu akuarium berukuran 60 × 30 × 50 cm yang dilengkapi aerasi. Parameter yang diuji meliputi laju penyerapan nitrogen dan fosfor oleh rumput laut, laju pertumbuhan harian (LPH), serta kualitas air dalam media pemeliharaan. Kualitas air meliputi salinitas, oksigen terlarut (DO), suhu, pH yang diukur pada pagi dan sore hari selama pemeliharaan. Sementara konsentrasi amonia, nitrit, nitrat dan fosfat dilakukan pengujian seminggu sekali selama pemeliharaan. Penelitian dilaksanakan di laboratorium basah yang merupakan ruangan tertutup namun tetap mendapat cahaya matahari untuk mendukung proses fotosintesis dan meminimalisir fluktuasi suhu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Caulerpa sp. memiliki performa pertumbuhan dan kemampuan penyerapan nutrien yang lebih baik dibanding Gracilaria sp. dan K. alvarezii dalam media air buangan budidaya udang. Bobot akhir Caulerpa sp. 255,18±11,93 g lebih tinggi dibandingkan Gracilaria sp. 167,98±59,99 g, dengan laju pertumbuhan harian yang signifikan lebih tinggi dengan masing-masing 0,048% dan 0,033%/hari. Sementara itu, K. alvarezii mengalami kematian pada Minggu keempat sehingga tidak dilanjutkan dalam analisis pada akhir penelitian. Pada penelitian ini, Caulerpa sp. menunjukkan laju penyerapan nitrogen dengan nilai 0,023±0,004 mg/m²/hari dan fosfor 0,131±0,012 mg/m²/hari yang lebih tinggi dibandingkan Gracilaria sp., dengan penyerapan nitrogen -0,105±0,024 mg/m²/hari, serta penyerapan fosfor sebesar 0,026±0,018 mg/m²/hari. Hal ini menunjukkan bahwa Caulerpa sp. berpotensi lebih besar sebagai agen fitoremediasi dalam sistem akuakultur. Konsentrasi nitrogen anorganik (NH3, NO2, dan NO3) dan fosfat (PO4) mengalami dinamika yang berbeda antar perlakuan. Caulerpa sp. menunjukkan penurunan konsentrasi NH3 yang konsisten dari 0,783 menjadi 0,124±0,005 mg/L pada akhir penelitian, serta penurunan NO2 dari 4,172±0,567 mg/L menjadi 0,090±0,058 mg/L. Konsentrasi NO3 pada Caulerpa sp. mengalami peningkatan konsentrasi pada Minggu ketiga, namun kembali menurun pada akhir penelitian. Sebaliknya, Gracilaria sp. menunjukkan fluktuasi dalam penyerapan NH3 dan peningkatan konsentrasi NO3 di akhir penelitian. Sementara pada media pemeliharaan K. alvarezii menunjukkan pola fluktuatif, khususnya pada akhir pemeliharaan. Penurunan PO4 paling signifikan ditunjukkan oleh Gracilaria sp. dari awal penelitian 0,707 menjadi 0,055±0,019 pada akhir penelitian, diikuti oleh Caulerpa sp. dan K. alvarezii. Namun, kandungan fosfor (P) pada Caulerpa sp. lebih tinggi dibanding Gracilaria sp., menandakan efisiensi penyerapan dan akumulasi yang lebih baik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Gracilaria sp., K. alvarezii, dan Caulerpa sp. memiliki perbedaan dalam preferensi habitat serta kemampuan adaptasi terhadap kondisi air buangan budidaya udang. Salinitas media pemeliharaan Gracilaria sp. dan K. alvarezii melebihi batas optimal, sementara Caulerpa sp. berada dalam kisaran toleransi, menunjukkan ketahanan yang lebih baik terhadap fluktuasi salinitas. Sementara kadar oksigen terlarut (DO) berkisar antara 4,14–6,43 mg/L untuk semua perlakuan. Hal tersebut menunjukkan bahwa kadar oksigen terlarut (DO) masih dalam kisaran toleransi pertumbuhan Gracilaria sp., K. alvarezii, dan Caulerpa sp. Suhu pada media pemeliharaan Gracilaria sp. dan Caulerpa sp. tercatat lebih rendah dari kisaran optimal. Parameter pH juga mendukung proses metabolisme, terutama dalam penyerapan nitrogen dan fosfor. Secara keseluruhan, hasil penelitian ini mengonfirmasi bahwa pemilihan spesies rumput laut yang sesuai dapat meningkatkan efektivitas fitoremediasi air buangan budidaya udang. Penelitian ini mengonfirmasi bahwa pemanfaatan Caulerpa sp. sebagai agen fitoremediasi tidak hanya membantu menjaga keseimbangan ekosistem perairan, tetapi juga mendukung keberlanjutan budidaya udang secara ekologis dan ekonomis.

Shrimp farming is a major sector in aquaculture that significantly contributes to fishery production. However, it generates wastewater that contains nitrogen (N) and phosphorus (P) derived from feed residues and metabolism. The accumulation of these nutrients can pollute the environment, cause eutrophication, and reduce the carrying capacity of coastal ecosystems. Effluents from intensive shrimp ponds are known to contain high concentrations of ammonia (NH3), nitrate (NO3), and nitrite (NO2), which negatively affect aquatic organisms and water quality. Therefore, an effective and sustainable management solution for shrimp aquaculture wastewater is required. One ecological approach that can be applied is the use of seaweed as a natural phytoremediation agent. Seaweeds have the ability to absorb nitrogen (N) and phosphorus (P) from water and improve water quality through photosynthesis. Several types of seaweeds, such as Gracilaria sp., Kappaphycus alvarezii, and Caulerpa sp., are capable of absorbing nutrients from polluted waters. In addition, seaweed has high economic value, as it can be utilized in the food, pharmaceutical, and cosmetic industries. This study aimed to analyze the daily growth rate and nutrient absorption capability of nitrogen (N) and phosphorus (P) by Gracilaria sp., K. alvarezii, and Caulerpa sp. in shrimp aquaculture wastewater. The research employed a Completely Randomized Design (CRD) with three treatments, namely Gracilaria sp., K. alvarezii, and Caulerpa sp., each with three replications. The initial weight of the seaweed used was 200 g per 50 liters of shrimp aquaculture wastewater. The cultivation containers were 60 × 30 × 50 cm equipped with aeration. The observed parameters included the daily growth rate (DGR), effectiveness of nitrogen and phosphorus absorption by the seaweed, and water quality in the culture media. Water quality parameters included salinity, dissolved oxygen (DO), temperature, and pH, which were measured in the morning and afternoon, whereas ammonia, nitrite, nitrate, and phosphate were analyzed weekly during the culture period. The study was conducted in a wet laboratory, which is an enclosed room that receives sunlight to support photosynthesis and minimize temperature fluctuations. The results showed that Caulerpa sp. had better growth performance and nutrient absorption capability than Gracilaria sp. and K. alvarezii in shrimp aquaculture wastewater. The final weight of Caulerpa sp. (255.18±11.93 g) was higher than that of Gracilaria sp. (167.98±59.99 g), with a significantly higher daily growth rate of 0.048% and 0.033%/day, respectively. K. alvarezii experienced mortality in the fourth week and was therefore excluded from the final analysis. In this study, Caulerpa sp. showed a nitrogen absorption rate of 0.023±0.004 mg/m²/day and phosphorus absorption rate of 0.131±0.012 mg/m²/day, which were higher than those of Gracilaria sp., with nitrogen absorption of -0.105±0.024 mg/m²/day and phosphorus absorption of 0.026±0.018 mg/m²/day. This indicates that Caulerpa sp. has great potential as a phytoremediation agent in aquaculture systems. The concentrations of inorganic nitrogen (NH3, NO2, and NO3) and phosphate (PO4) showed different dynamics among the treatments. Caulerpa sp. showed a consistent decrease in NH3 from 0.783 to 0.124±0.005 mg/L at the end of the study, and a decrease in NO2 from 4.172±0.567 mg/L to 0.090±0.058 mg/L. The NO3 concentration in Caulerpa sp. increased in the third week but declined again by the end of the study. In contrast, Gracilaria sp. showed fluctuations in NH3 absorption and an increase in NO3 concentration at the end of the experiment. The culture media of K. alvarezii exhibited fluctuating patterns, particularly at the end of the cultivation period. The most significant PO4 reduction was observed in Gracilaria sp., from 0.707 mg/L at the beginning to 0.055±0.019 mg/L at the end of the study, followed by Caulerpa sp. and K. alvarezii. However, the phosphorus (P) content in Caulerpa sp. was higher than that in Gracilaria sp., indicating better absorption efficiency and nutrient accumulation. These results indicate that Gracilaria sp., K. alvarezii, and Caulerpa sp. differ in habitat preference and adaptability to shrimp aquaculture wastewater. The salinity in the culture media of Gracilaria sp. and K. alvarezii exceeded optimal limits, while Caulerpa sp. remained within the tolerance range, showing better resilience to salinity fluctuations. Dissolved oxygen (DO) levels ranged from 4.14 to 6.43 mg/L across all treatments, indicating that DO remained within the tolerance range for the growth of Gracilaria sp., K. alvarezii, and Caulerpa sp.. The temperature in the Gracilaria sp. and Caulerpa sp. media was lower than the optimal range. The pH parameter also supported metabolic processes, particularly nitrogen and phosphorus absorption. Overall, these findings confirm that selecting the appropriate seaweed species can enhance the effectiveness of phytoremediation in shrimp aquaculture wastewater. This study confirms that the use of Caulerpa sp. as a phytoremediation agent not only helps maintain aquatic ecosystem balance but also supports the ecological and economic sustainability of shrimp farming.