Fitoplankton di perairan dipengaruhi oleh keberadaan nitrogen dan fosfor yang mana lebih dibutuhkan daripada karbon, hidrogen, dan oksigen, karena dapat dimanfaatkan oleh fitoplankton walau dalam jumlah yang sedikit. Nitrogen dan fosfor dapat dikatakan sebagai kebutuhan nutrien utama bagi fitoplankton dan faktor pembatas bagi kehidupan fitoplankton.
Unsur nitrogen dan fosfor di perairan sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan fitoplankton. Namun, jumlah yang terdapat di lingkungan juga terbatas sehingga mempengaruhi pertumbuhan fitoplankton. Pemberian pupuk organik atau anorganik pada tambak budidaya merupakan salah satu cara untuk meningkatkan kesuburan perairan. Perairan yang subur dapat ditandai dengan fitoplankton yang melimpah.
Harmfull alga sering dijumpai mengalami ledakan populasi (blooming algae) yang disebabkan oleh peningkatan jumlah nutrien yang masuk ke dalam perairan. Nutrien yang banyak masuk ke air disebut eutrofikasi. Eutrofikasi disebabkan oleh proses alamiah yang terjadi di perairan berupa akibat pencemaran karena peningkatan zat hara yang masuk dalam perairan, dapat juga berasal dari aliran limbah yang terbuang ke perairan atau mencampuri sumber air budidaya. Keadaan perairan yang terlalu tinggi kadar nutrien dapat menyebabkan peningkatan pertumbuhan fitoplankton sangat cepat bahkan tidak terkendali, termasuk Harmfull alga.
Harmfull alga juga diketahui dapat memproduksi toksin. Toksin yang dihasilkan Harmfull alga dapat mengganggu produktivitas biota perairan. Harmfull alga dapat menjadi kompetitor bagi kehidupan plankton lain. Perairan budidaya yang banyak terdapat Harmfull alga yang merugikan akan mengalami gangguan produktivitas sampai potensi kematian pada organisme budidaya. Harmfull alga yang sering mendominasi perairan jika terjadi ledakan populasi, umumnya berasal dari genus yang merugikan.
Peningkatan nutrien dapat berupa amonium, nitrat, nitrit dan fosfat. Peningkatan dan penurunan amonium dapat disebabkan karena faktor bakteri proses nitrifikasi. Peningkatan amonium dapat disebabkan karena amonium tidak teroksidasi menjadi nitrit. Hal ini diduga karena bakteri Nitrosomonas tidak bekerja merombak amonium. Penurunan amonium berarti dapat disebabkan karena Nitrosomonas bekerja dengan baik untuk merombak amonium.
Kematian organisme yang menyebabkan penumpukkan bahan organik juga merupakan penyebab tingginya amonium di perairan. Amonium merupakan ion yang tidak stabil. Amonium terbentuk dari protonasi ammonia. Amonium bersifat toksik jika terlalu banyak terdapat di lingkungan. Amonium yang tinggi disebabkan oleh daya dukung lingkungan yang rendah. pH rendah merupakan penyebab tingginya amonium di perairan.
Nitrit adalah suatu unsur yang merupakan bentuk peralihan antara ammonia serta nitrat (nitrifikasi) dan antara nitrat dan gas nitrogen (denitrifikasi). Ketika konsentrasi oksigen berkurang di dalam peraira maka proses denitrifikasi mengambil alih proses nitrifikasi. perubahan Nitrit menjadi Nitrat lebih cepat dibandingkan perubahan amonia menjadi Nitrit.
Nitrit ditemukan dalam jumlah sedikit di perairan. Kadarnya lebih kecil daripada kadar nitrat dikarenakan memiliki sifat yang tidak stabil. Keberadaan nitrit menggambarkan keberlangsungan proses biologis yaitu perombakan bahan organik dengan kadar oksigen terlarut sangat rendah. Nitrit mampu membunuh ikan karena senyawa tersebut dapat mengoksidasi haemoglobin menjadi metahaemoglobin dalam darah, menghambat proses respirasi, mengubah warna darah dan insang menjadi kecoklatan, serta menimbulkan kerusakan pada sistem saraf, hati, limpa dan ginjal ikan. Kadar nitrit yang tinggi disebabkan karena bakteri nitritifikasi tidak bekerja dengan baik. Nitrit juga tidak bergeser menjadi nitrat karena rendahnya kadar oksigen di perairan. Nitrat menjadi tinggi disebabkan karena banyaknya bahan organik, bahan organik dapat berasal dari fitoplankton yang mati lalu dirombak bakteri.
Nitrat merupakan senyawa bentuk nitrogen yang utama di perairan, dan merupakan nutrien penting bagi pertumbuhan dan kelimpahan fitoplankton yang memiliki sifat mudah larut dan stabil. Nitrat merupakan hasil dari proses oksidasi senyawa nitrogen dan produk akhir dari proses oksidasi biokimia. Konsentrasi nitrat di suatu perairan dapat dijaga dalam proses nitrifikasi. Nitrat berasal dari sisa pupuk yang tidak larut, pakan budidaya tambak, dan pengikatan nitrogen bebas dari udara oleh mikroorganisme serta aliran tanah yang masuk ke laut. Nitrat adalah senyawa makro nutrien pengontrol produktifitas primer di perairan eufotik.
Fosfor terdiri dari bentuk anorganik terlarut (orthofosfat), organik terlarut dan partikel fosfat.Fitoplankton dapat mengasimilasi secara langsung fosfor anorganik dan organik terlarut. Fosfor memiliki peran untuk mentransferkan energi dalam sel fitoplankton yaitu ADP menjadi ATP. Perairan yang memiliki konsentrasi fosfat rendah (0,00-0,02 mg/l) akan didominasi oleh fitoplankton dari kelas Bacillariophyceae (Diatom).
Fosfat dalam konsentrasi sedang (0,02-0,005 mg/l) akan didominasi oleh kelas Chlorophyceae, sedangkan fosfat pada konsentrasi tinggi (>0,10 mg/l) akan didominasi oleh kelas Chlorophyceae. Fosfor merupakan faktor pembatas yang didasarkan bahwa fosfor diperlukan dalam proses transfer energi. Fosfor yang dalam jumlah sedikit akan menyebabkan defisiensi unsur hara sehingga dapat menekan pertumbuhan fitoplankton. Fosfor memiliki fungsi sebagai penyusun protein, inti sel, RNA, dinding sel, ATP dan DNA.
Peningkatan nitrat dapat memunculkan dominasi dari diatom dikarenakan diatom butuh nitrat untuk kebutuhan pembelahan sel, sedangkan Harmfull alga lebih cocok di lingkungan tinggi amonium dan rendah nitrat. Nitrat merupakan zat yang dimanfaatkan diatom, jika nitrat melimpah maka diatom akan melimpah. Kondisi yang minim kandungan nitrat, akan jarang didominasi oleh diatom karena tidak banyak nitrat yang dapat dimanfaatkan. (*)
Penulis: Luthfiana Aprilianita Sari
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di: http://www.envirobiotechjournals.com/article_abstract.php?aid=9682&iid=276&jid=3
