Kelimpahan fitoplankton biasanya tinggi di kolam budidaya karena tingginya konsentrasi nutrisi dari limbah organik dari sisa pakan yang tidak termakan maupun feses. Fitoplankton menyerap nutrisi dari air untuk digunakan dalam pertumbuhan, dan sekaligus menghilangkan nitrogen amonia dari air, yang sangat penting dalam mengurangi konsentrasi metabolit yang berpotensi beracun ini. Ada beberapa efek tidak langsung lainnya dari fitoplankton terhadap kualitas air.
Yang dimaksud menjaga keseimbangan plankton adalah menjaga agar plankton tetap ada. Karena plankton berfungsi sebagai salah satu pasukan dekomposer (selain bakterial) pemakan hasil limbah pakan maupun kotoran udang (dalam bentuk amonium (NH4) maupun nitrat (NO3). Kualitas air yang diharapkan, adalah minim atau tertekannya patogen pada udang yaitu terutama V. parahemolitycus dan V. Harveyi. Diikuti dengan kuatnya ekosistem plankton yang terjaga (tidak menjadi terlalu subur tetapi juga tidak terlalu tipis
Peran penting dalam kolam budidaya perikanan
Para ahli akuakultur sangat menyadari bahwa fotosintesis fitoplankton merupakan sumber utama oksigen terlarut di kolam. Laju fotosintesis bergantung pada jumlah cahaya. Fotosintesis dimulai saat fajar, dan pada hari-hari biasa, laju fotosintesis dan konsentrasi oksigen terlarut dalam air meningkat dari pagi hingga tengah hari atau sampai sore hari. Fotosintesis berhenti pada senja hari, dan pada malam hari konsentrasi oksigen terlarut akan cenderung menurun.
Aerasi mekanis seperti kincir meningkatkan laju hilangnya oksigen dari kolam ketika air sudah jenuh dengan gas ini. Aerasi seringkali dapat dihentikan pada siang hari di kolam ikan dan dikurangi di tambak udang pada siang hari untuk mengurangi jumlah oksigen yang hilang dari air. Udang hidup di dasar tambak, dan aerasi harus dilakukan pada siang hari untuk memastikan pergerakan air beroksigen melintasi dasar. Pada malam hari, aerasi mekanis mengurangi penurunan konsentrasi oksigen terlarut.
pH perairan kolam berubah secara alami sebagai akibat dari penghilangan karbon dioksida atau bikarbonat dari air untuk fotosintesis fitoplankton di siang hari, dan pengembalian karbon dioksida ke air melalui proses pernapasan pada malam hari ketika tidak ada fotosintesis.
Fitoplankton menghilangkan karbon dioksida dari air karena digunakan untuk fotosintesis. Karbon dioksida bersifat asam dalam air, dan pH air kolam akan meningkat pada siang hari karena fitoplankton menghilangkan karbon dioksida untuk fotosintesis. Ketika semua karbon dioksida dikeluarkan dari air oleh fitoplankton, bikarbonat akan digunakan sebagai sumber karbon dalam fotosintesis. Banyak tumbuhan air dapat menghilangkan satu molekul karbon dioksida dari dua ion bikarbonat melalui jalur fisiologis, namun mereka melepaskan satu ion karbonat ke dalam air. Ion karbonat bereaksi dalam air untuk meningkatkan pH, sehingga pH terus meningkat selama fotosintesis bahkan setelah semua karbon dioksida terlarut telah dihilangkan.
Bikarbonat adalah sumber utama alkalinitas di sebagian besar kolam. Namun demikian, alkalinitas total tidak berkurang di air kolam ketika fitoplankton menggunakan bikarbonat dalam fotosintesis. Hal ini karena kontribusi terhadap konsentrasi alkalinitas satu ion karbonat sama dengan dua ion bikarbonat.
Alkalinitas cenderung menahan air terhadap perubahan atau fluktuasi pH, dan di perairan dengan alkalinitas rendah terutama yang memiliki alkalinitas di bawah 20 mg/L pH dapat mencapai tingkat stres atau mematikan bagi spesies akuakultur. Pengapuran atau pemberian campuran mineral makro untuk meningkatkan alkalinitas total di atas 40 hingga 50 mg/L disarankan di kolam budidaya.
Peningkatan pH yang disebabkan oleh fotosintesis juga penting sehubungan dengan konsentrasi amonia yang tidak terionisasi. Nitrogen amonia terdapat dalam air dalam bentuk ion amonium (NH4+) dan amonia yang tidak terionisasi (NH3) dalam kesetimbangan yang bergantung pada pH dan suhu:
NH4+ = NH3 + H+.
Amonia yang tidak terionisasi berpotensi menjadi racun bagi hewan akuatik pada konsentrasi yang relatif rendah. Pada sore hari, ketika pH naik, konsentrasi NH3 meningkat. Sebuah studi di kolam ikan lele mengungkapkan bahwa pada konsentrasi nitrogen amonia total di atas 1 mg/L, konsentrasi NH3 di sore hari sering kali sama tinggi dengan konsentrasi yang dilaporkan menyebabkan stres pada ikan dalam penelitian di laboratorium. Biasanya kecil kemungkinan terjadinya kematian akut akibat konsentrasi NH3 yang tinggi di sebagian besar kolam budidaya. Namun demikian, stres akibat konsentrasi NH3 yang tinggi mengurangi nafsu makan spesies budidaya dan juga dapat menyebabkan mereka mudah terinfeksi penyakit.
pH dan konsentrasi oksigen terlarut di kolam biasanya terendah pada saat fajar dan tertinggi pada sore hari. Konsentrasi karbon dioksida tertinggi menjelang fajar dan terendah pada sore hari. Patut dicatat bahwa konsentrasi karbon dioksida cenderung tinggi ketika konsentrasi oksigen terlarut rendah. Konsentrasi karbon dioksida yang tinggi mengurangi efisiensi hewan air dalam menyerap oksigen terlarut dan mengakibatkan peningkatan konsentrasi oksigen terlarut minimal yang dapat diterima.
Aerasi mekanis / Kincir merupakan alat manajemen yang penting
Aerasi mekanis dapat digunakan untuk mencegah rendahnya konsentrasi oksigen terlarut. Namun, fitoplankton yang melimpah di kolam aerasi dapat menyebabkan peningkatan pH yang sangat besar dan peningkatan konsentrasi NH3 yang tidak dapat diterima. Peningkatan pH di kolam juga mendukung pertumbuhan alga biru-hijau (disebut cyanobacteria oleh banyak ahli biologi), karena organisme ini cenderung tumbuh lebih baik dibandingkan jenis alga lainnya pada pH tinggi. Kolam budidaya sering kali mempunyai komunitas fitoplankton dimana satu atau beberapa spesies ganggang biru-hijau membentuk 90 persen atau lebih komunitas alga.
Beberapa spesies ganggang biru-hijau dapat mengeluarkan senyawa berbau ke dalam air yang mungkin diserap oleh udang dan ikan sehingga menimbulkan rasa tidak enak (off-flavor) pada dagingnya. Beberapa ganggang biru-hijau terutama Oscillatoria, Microcystis, dan Aphanizomenon dapat menghasilkan racun alga yang dapat menekan atau membunuh spesies budidaya.
Alga biru-hijau juga dapat muncul ke permukaan berkat vakuola di selnya yang dapat terisi gas ketika kelimpahan alga yang tinggi membatasi penetrasi cahaya ke dalam air. Di dekat permukaan, laju fotosintesis yang tinggi dapat menyebabkan pH meningkat sehingga menyebabkan kematian alga. Fenomena ini sering disebut dengan kematian fitoplankton. Kejadian seperti ini dapat menyebabkan konsentrasi oksigen terlarut turun ke tingkat yang tidak dapat diterima di kolam tanpa aerasi mekanis. Kemungkinan kematian fitoplankton diminimalkan di kolam aerasi karena sirkulasi air cenderung meminimalkan terjadinya sampah alga di permukaan, dan oksigenasi oleh aerator mencegah rendahnya konsentrasi oksigen terlarut setelah kematian.
Tidak ada cara yang efektif untuk mencegah tingginya kelimpahan fitoplankton di kolam yang menerima masukan nutrisi dalam jumlah besar. Pada tingkat pemberian pakan di atas 30 kg/ha/hari, penurunan oksigen terlarut pada malam hari seringkali menjadi faktor pembatas tingkat pemberian pakan harian yang lebih tinggi mungkin terjadi pada kolam tanpa aerasi untuk ikan nila dan beberapa spesies lainnya. Dengan aerasi mekanis, laju pemberian pakan yang jauh lebih tinggi dapat digunakan, namun sangat penting untuk mencocokkan laju aerasi dengan laju pemberian pakan pada sebagian besar spesies air untuk menghindari oksigen terlarut di bawah 3 atau 4 mg/L. Jika hal ini tidak dilakukan, produsen akan mempunyai lebih banyak ikan di kolamnya, namun kualitas air akan menjadi kurang optimal dan membuat hewan stres.
Aerasi mekanis tidak akan menghindari pH tinggi, peningkatan konsentrasi karbon dioksida di pagi hari, konsentrasi NH3 yang tinggi di sore hari, atau munculnya ganggang biru-hijau yang menyebabkan rasa tidak enak dan racun alga. Kolam dengan alkalinitas rendah dapat diberi kapur atau campuran mineral makro untuk meminimalkan perubahan pH harian, namun meskipun demikian, pH dapat mencapai tingkat yang sangat tinggi di sore hari, jika fitoplankton melimpah.
Kesimpulan
Kelimpahan fitoplankton, dan khususnya alga biru-hijau, cenderung meningkat seiring dengan meningkatnya masukan nutrisi dari sisa pakan atau feses ke air. Aerasi mekanis dapat menghindari masalah rendahnya oksigen terlarut. Namun, tidak ada cara praktis untuk menghindari sebagian besar dampak buruk lainnya dari kelimpahan fitoplankton yang berlebihan. Fakta ini memberikan batasan pada jumlah produksi yang mungkin dilakukan di kolam budidaya. Penting untuk membatasi masukan pakan dan tingkat kepadatan spesies atu density pada jumlah dimana variabel kualitas air tidak akan sering mengalami perubahan ke tingkat stres atau racun bagi spesies budidaya.
