Fosfor adalah nutrisi kunci yang mengatur pertumbuhan fitoplankton di kolam akuakultur. Salah satu alasannya adalah pasokan fosfor secara alami terbatas dibandingkan dengan kebutuhannya oleh fitoplankton. Fitoplankton air tawar biasanya harus memusatkan fosfor lebih banyak daripada nutrisi penting lainnya, dan fitoplankton laut biasanya hanya memusatkan nitrogen lebih banyak daripada fosfor. Selain itu, ketika fosfor diterapkan ke kolam, fosfor akan cenderung mengendap langsung dari air atau dengan cepat terserap oleh tanah dasar.
Pupuk fosfat
Pupuk fosfat yang diterapkan pada kolam merangsang pertumbuhan fitoplankton dan meningkatkan dasar jaring makanan. Namun, produksi akuakultur yang jauh lebih besar dapat dicapai melalui penggunaan pakan untuk melengkapi produktifitas alami. Fosfor dari sisa pakan yang tidak temakan dan kotoran hewan budidaya dapat menyebabkan pertumbuhan fitoplankton yang berlebihan dan penurunan kualitas air budidaya.
Pupuk fosfat yang paling umum digunakan dalam akuakultur adalah triple superphosphate. Itu dibuat dengan memperlakukan batuan fosfat, bijih yang diperoleh dari endapan asal laut, dengan asam fosfat. Triple superphosphate biasanya mengandung 20,1 persen fosfor, terutama sebagai monokalsium fosfat yang larut dalam air. Ketika diterapkan pada air tambak, pupuk granular larut menjadi ion kalsium dan fosfat.
Aquafeeds biasanya mengandung 1,0 hingga 1,5 persen fosfor. Sebagian besar fosfor dalam aquafeed adalah kombinasi organik, tetapi beberapa pakan dilengkapi dengan kalsium fosfat. Sekitar 25 persen fosfor dalam aquafeed dipanen dalam biomassa akuakultur. Sisanya adalah feses dan pakan yang tidak dimakan yang terurai secara mikroba dan melepaskan fosfat, atau ekskresi metabolik dari hewan budidaya.
Ion fosfat dapat diserap dengan cepat oleh fitoplankton. Setelah pemupukan tambak, sebagian besar fosfor yang diberikan dapat diambil oleh sel-sel fitoplankton dalam beberapa jam. Namun, fitoplankton memiliki masa hidup hanya satu atau dua minggu, dan ketika mereka mati, fosfor dalam selnya dengan cepat termineralisasi menjadi fosfat terlarut.
Ion fosfat yang tidak diserap oleh fitoplankton dapat diserap dengan cepat oleh tanah dasar. Efek gabungan dari serapan fitoplankton dan adsorpsi tanah dasar adalah hilangnya fosfor secara cepat dari air tambak setelah penambahan pupuk fosfat. Dimana tanah dasar bersifat asam, fosfor diasingkan sebagai aluminium dan besi fosfat. Di kolam dengan tanah yang lebih basa, fosfor ditetapkan sebagai kalsium fosfat.
Studi di Universitas Auburn mengungkapkan bahwa sekitar dua pertiga dari fosfor diterapkan ke kolam penelitian dalam pupuk dan pakan selama 23 tahun terakumulasi dalam tanah. Meski demikian, tanah di tambak ini masih memiliki kapasitas besar untuk menyerap fosfor.
Pada air tambak yang mengandung konsentrasi kalsium tinggi dan pH sedang hingga tinggi, kalsium fosfat dapat mengendap secara langsung tanpa melibatkan tanah dasar secara langsung. Curah hujan langsung adalah fenomena umum di air tambak di daerah gersang dan yang diisi air payau atau air laut.
Fosfor di dasar tanah tidak mudah larut, dan konsentrasi kesetimbangan antara fosfor dalam tanah dan fosfor dalam air rendah seringkali hanya beberapa mikrogram per liter. Ketersediaan fosfor tanah paling besar pada pH sekitar 6,5 hingga 7,0. Dalam kisaran pH ini, konsentrasi besi, aluminium, dan kalsium zat yang bereaksi dengan fosfat membentuk senyawa yang sangat tidak larut atau rendah. Dengan demikian, kolam yang dipupuk dengan tanah dasar yang asam harus diolah dengan kapur pertanian untuk menaikkan pH dan meningkatkan ketersediaan fosfor yang digunakan dalam pupuk.
Pupuk cair
Pupuk cair lebih efektif daripada triple superphosphate dan pupuk granular lainnya dalam pemupukan tambak. Butiran pupuk fosfat dapat mengendap di dasar sebelum benar-benar larut. Meskipun butiran terus larut, kontaknya yang dekat dengan partikel tanah mendukung penyerapan fosfor yang cepat oleh tanah.
Pupuk cair dapat sepenuhnya larut dalam air untuk memastikan penyerapan yang lebih besar oleh fitoplankton. Meskipun mereka harus diterapkan pada interval dua hingga empat minggu untuk mempertahankan pertumbuhan fitoplankton, tingkat aplikasi fosfor dapat dikurangi menjadi 25 hingga 50 persen dari yang diperlukan dengan pupuk granular.
Pupuk cair jauh lebih mahal daripada pupuk granular. Alternatif yang memuaskan untuk pupuk cair adalah menempatkan pupuk granular dalam wadah berisi air tambak dengan perbandingan 1:20, diamkan campuran selama 30 menit, lalu aduk dengan kuat sebelum memercikkannya ke permukaan tambak.
Manajemen fitoplankton
Penambahan fosfor secara teratur setiap dua hingga empat minggu diperlukan untuk mempertahankan pertumbuhan fitoplankton. Pemberian pakan harian juga dapat memberikan masukan fosfor yang terus menerus yang mendukung pemekaran fitoplankton. Namun, pada tingkat makan yang tinggi, mekar dapat menjadi terlalu padat dan menyebabkan tingkat oksigen terlarut malam hari yang rendah.
Input fosfor yang tinggi juga mendukung dominasi fitoplankton oleh ganggang biru-hijau (blue green algae). Organisme ini sering membentuk buih permukaan yang tidak diinginkan dan menjadi sasaran kematian besar-besaran. Pembusukan sel alga yang mati dapat menyebabkan penipisan oksigen terlarut dan kematian ikan secara masif. Ganggang biru-hijau juga menghasilkan senyawa yang, ketika diserap oleh spesies kultur, menyebabkan rasa tidak enak pada jaringan yang dapat dimakan. Beberapa alga biru-hijau bahkan menghasilkan senyawa beracun bagi ikan dan udang.
Di kolam dimana hewan budidaya diberi pakan, laju pemberian makan dapat mencapai titik dimana penipisan oksigen terlarut malam hari yang rendah menjadi masalah. Dalam budidaya ikan lele, ini terjadi pada tingkat pemberian makan harian 30 hingga 40 kg per ha. Aerasi mekanis dapat menurunkan risiko penipisan oksigen terlarut dan memungkinkan laju pemberian pakan yang lebih tinggi dan produksi ikan yang lebih banyak. Bantuan tambahan dari fitoplankton yang melimpah telah dicapai dengan memasukkan air ke dalam kolam (pergantian air) untuk menghilangkan fosfor, nutrisi lain, dan fitoplankton. Namun, praktik ini tidak dianjurkan karena meningkatkan potensi tambak untuk mencemari perairan alami.
Aplikasi 25 hingga 50 kg per ha kapur bakar atau kapur terhidrasi, atau aplikasi yang lebih besar dari batu kapur pertanian ke kolam dengan interval beberapa hari telah dipromosikan sebagai cara menghilangkan fosfor dari air dan mengurangi kelimpahan fitoplankton. Eksperimen di Universitas Auburn telah mengungkapkan kemungkinan manfaat pemberian kapur untuk pengendalian fitoplankton.
Namun, penerapan senyawa aluminium dan besi yang larut tampaknya memiliki potensi lebih besar untuk menghilangkan fosfor dan mengendalikan pertumbuhan fitoplankton. Studi terbaru menemukan bahwa aplikasi besi klorida atau besi sulfat pada konsentrasi serendah 6 mg per liter dapat mengurangi konsentrasi fosfor reaktif terlarut hingga lebih dari 80 persen. Konsentrasi aluminium sulfat yang sedikit lebih tinggi juga efektif.
Diperlukan penelitian tambahan dan uji coba pertanian tentang penghilangan fosfor secara kimiawi. Namun, kehati-hatian harus dilakukan dalam mengolah air dengan zat ini, karena jumlah yang berlebihan dapat menyebabkan pH rendah dan konsentrasi besi atau aluminium yang berpotensi toksik.
Pelapis kolam
Tambak akuakultur di daerah berpasir terkadang dilengkapi dengan pelapis plastik untuk mengurangi rembesan. Di kolam berlapis tanpa tanah, konsentrasi fosfor menjadi sangat tinggi. Lapisan padat fitoplankton mati sering terakumulasi di dasar kolam dan menyebabkan zona anaerobik. Komunitas fitoplankton juga cenderung tidak stabil, secara periodik berkembang menjadi sangat padat dan kemudian hancur.
Lapisan tanah sedalam 5 sampai 10 cm yang mengandung setidaknya 10 sampai 15 persen tanah liat di seluruh atau sebagian lapisan tanah biasanya akan menstabilkan kualitas air. Tentu saja, jika kolam berlapis dioperasikan sebagai sistem heterotrofik daripada sistem air hijau, konsentrasi fosfor yang tinggi tidak menyusahkan.
