Mengurangi flushing bukan lagi mimpi: sistem in-pond seperti PAS dan IPRS memutar air di dalam kolam, menahan limbah, dan mendongkrak hasil—seraya probiotik menjaga kualitas air tetap stabil dalam skema zero/low-exchange.
Pond aquaculture tradisional bertumpu pada pertukaran air intensif (flushing) untuk mengusir amonia dan organik serta menjaga DO (dissolved oxygen/oksigen terlarut). Biaya dan jejak lingkungannya besar: air segar tersedot, nutrien terbuang ke lingkungan. Gelombang baru—“in-pond” intensive systems—membalik logika itu: air dirawat di dalam unit budidaya, sehingga kebutuhan exchange susut drastis.
Dua pelopor adalah Partitioned Aquaculture Systems (PAS/split-pond; kolam dibagi area budidaya dan unit biofilter) dan In-Pond Raceway Systems (IPRS/raceway di dalam kolam). Keduanya menumpu pada aerasi kuat dan sirkulasi untuk mengurung limbah di zona tertentu. Pada praktik komersial IPRS, tiap raceway diputar paddlewheel sehingga volume selang waktu perputaran hanya sekitar 4,9 menit (~12×/jam) [researchgate.net], membuat air “on continuous loop”. Skema zero-exchange berbasis biofloc menunjukkan efek serupa—nyaris tanpa buangan bersih ke luar kolam [pmc.ncbi.nlm.nih.gov] [globalseafood.org].
Binder & Coating Pakan Akuakultur: Pelet Utuh FCR Turun di Kolam Cepat
Arsitektur PAS dan hasil produksi
Pada PAS (split-pond), kolam dipisah dua zona terhubung: raceway budidaya dan kolam filter/algal basin dangkal. Air kaya limbah dari raceway dipompa ke basin untuk “diproses” alga, ikan penyaring (mis. tilapia, carp), dan bakteri sebelum mengalir balik ke raceway. Uji di Arkansas mencatat co-culture tilapia–catfish menaikkan net yield catfish hingga ~19.382 kg/ha (43.000 lb/acre)—sekitar empat kali kolam konvensional (~4.000–5.000 lb/acre) [thefishsite.com]. Versi greenhouse bahkan membukukan ~35 ton/ha untuk udang vannamei (Litopenaeus vannamei) [researchgate.net].
Soal air, PAS pada dasarnya mengeliminasi pembuangan (effluent) dan memutar air tanpa henti—hanya penambahan minor untuk evaporasi atau pengeluaran lumpur. Studi menyebut “PAS eliminates water discharge and reduces land usage and groundwater requirements” [researchgate.net]. Pada rancangan tertentu, aerasi mikro-pori di basin—misalnya lima pipa aerasi mikropori—mengoksigenasi sekaligus mensirkulasikan air [researchgate.net].
Dalam praktik, PAS lazim menggandakan hingga melipatgandakan (2–4×) produktivitas konvensional dengan sebagian kecil air. Laporan menyebut catfish 15–20 t/ha (tiga siklus/tahun) vs ~4–5 t/ha pada kolam biasa [researchgate.net] [thefishsite.com], dengan satu uji 0,8 ha mencapai 19,6 t/ha catfish [slideshare.net]. Turnover airnya bertatar “hari” alih-alih “jam”—misalnya PAS Clemson memutar ulang volume raceway per beberapa jam, bukan mengganti satu kolam per hari—sehingga kebutuhan air bisa turun hingga ~1/8 (atau lebih rendah) dari pola konvensional [researchgate.net].
Untuk manajemen padatan di sistem low-exchange, unit pemisah sederhana seperti screen otomatis layak ditempatkan di intake atau loop sirkulasi; opsi ini setara dengan automatic screen di instalasi air industri. Pada pembuangan lumpur periodik, kolam pengendap kompak setara clarifier membantu mengonsentrasikan sludge sebelum dibuang.
Kapasitas IPRS dan stabilitas kualitas air
IPRS menempatkan satu atau beberapa raceway di dalam kolam; ikan dikonfinemen di raceway memanjang (beton/tanah), air diambil dari kolam, dialirkan melalui raceway (diaerasi paddlewheel/blower), lalu dikembalikan lagi. Hasilnya tinggi: hybrid catfish rutin mencapai 14–21 t/ha; Roy dkk. (2019) mencatat 14.500–17.581 kg/ha—sekitar 3–4× kolam tanah aerasi biasa [researchgate.net]. Pada uji komersial lain, total panen 49.808 kg dari kolam 2,43 ha (≈20.510 kg/ha) dengan survival 83,7% [globalseafood.org]. Studi terdahulu melaporkan 20,5 t/ha (49.913 kg di 2,43 ha) [researchgate.net].
Kinerja hidrauliknya intens: di Alabama, tiap raceway memakai paddlewheel 1,17 rpm dengan kecepatan alir ~0,026 m/det, memutar 9,3 m³/menit—turnover penuh tiap ~4,9 menit (~12×/jam) [researchgate.net]. Sirkulasi berkesinambungan ini meredam puncak amonia; pada studi udang biofloc di raceway, TAN (total ammonia nitrogen) tak pernah melewati 0,6 mg/L meski tanpa exchange [globalseafood.org]. Roy juga mencatat DO stabil di bawah aerasi dan beban bakteri (Vibrio) terkontrol oleh regimen treatment [researchgate.net].
FCR (feed conversion ratio) setara kolam tangki; Roy melaporkan rentang ~1,25–2,5 antar sel, dengan sel terbaik ~1,3–1,6 [researchgate.net]. Survival tinggi (80–95%) lazim di IPRS, dan setting terkendali memudahkan pakan serta kesehatan. Di luar raceway, sistem juga mendukung polikultur; Roy menambahkan ~6.000 kg/ha tilapia/paddlefish di area luar raceway [researchgate.net]. Untuk polishing padatan dalam loop pompa, media filtrasi ganda seperti sand–silica sering dipadukan sebagai tahap pemoles (polishing).
Keamanan hayati air sirkulasi bisa ditunjang in-line oleh desinfeksi non-kimia seperti ultraviolet. Pada jalur makro, fine solids di hilir dapat dipoles lagi dengan cartridge filter sebelum dialirkan ke kembali ke raceway.
Probiotik dan kondisioner air dalam skema low-exchange
Di skema zero/low-exchange, ketangkasan perawatan air menjadi kunci. Probiotik—mikroba menguntungkan seperti bakteri/yeast—diterapkan lewat pakan atau langsung ke air, bekerja dengan mengalahkan patogen, mendegradasi organik/amonia, dan menstabilkan komunitas mikroba. Meta-analisis menunjukkan probiotik lazim menaikkan DO dan pH serta menurunkan NH₃/NH₄⁺ dan patogen [pmc.ncbi.nlm.nih.gov] [pmc.ncbi.nlm.nih.gov].
Contohnya, studi 2022 pada tambak intensif L. vannamei tanpa exchange air segar menunjukkan probiotik Bacillus memangkas amonia tak terionisasi secara signifikan sekaligus menaikkan DO dan menurunkan beban Vibrio secara besar [pmc.ncbi.nlm.nih.gov]. Pada uji itu, kolam kontrol memiliki NH₃ ~0,026 mg/L, sedangkan kolam dengan Bacillus hanya ~0,005–0,006 mg/L (penurunan ~76–81%) [pmc.ncbi.nlm.nih.gov]. DO di kolam probiotik naik dari ~4,1–4,6 mg/L menjadi ~6,0–6,5 mg/L, sedangkan kontrol ~4,8 mg/L [pmc.ncbi.nlm.nih.gov]; secara umum, “probiotics … improved water quality by lowering NH₃ and increasing DO” pada skema minim exchange [pmc.ncbi.nlm.nih.gov]. Ulasan lain menegaskan “remarkable efficacy … in water quality management” lintas spesies [pmc.ncbi.nlm.nih.gov].
Di lapangan, bahan karbon (mis. molase) kerap ditambah untuk menumbuhkan biofloc—komunitas padat bakteri heterotrofik/partikulat yang mengasimilasi nitrogen. Dosis mikro semacam ini presisi dengan dosing pump. Untuk start-up populasi mikroba, kultur awal seperti biological booster kerap digunakan sebagai “starter bakteri” pada biofilter atau kolam baru.
Cara Menghilangkan Air Bau Lumpur: Kimia, Biofilter & Ventilasi
Biofloc dan pengurangan flushing
Biofloc secara praktik adalah “probiotik berskala ekosistem”, mampu menghasilkan 6–9 kg/m³ untuk udang dengan zero exchange [globalseafood.org]. Dalam uji raceway zero-exchange udang, weekly salps dikelola tanpa water outflow dan TAN tetap <0,6 mg/L [globalseafood.org]. Produksi densitas tinggi (8–9 kg/m³) dipertahankan dengan non-venturi aerators dan unit solids-removal (settling/foam-filters), dan hanya memerlukan sekitar 140 L air per kg udang (≈139,5 L/kg)—kebanyakan untuk mengimbangi evaporasi [globalseafood.org]. Sebagai pembanding, sistem tradisional bisa “membilas” ratusan m³ air per kg.
Untuk IPAL kolam intensif yang kompak, unit pengendapan berkapasitas tinggi seperti tube settler dapat menekan footprint. Pada kondisi aerasi berat, pengendalian buih proses kadang dibantu bahan anti-busa seperti antifoam.
Angka kunci dan adopsi
Produksi: IPRS catfish rutin melampaui 15–20 t/ha [researchgate.net] [globalseafood.org]; PAS catfish ~19 t/ha [thefishsite.com]; PAS udang intensif ~35 t/ha [researchgate.net]—dibanding ~4–5 t/ha pada kolam non-intensif.
Konsumsi air: contoh raceway zero-exchange hanya ~139 L/kg udang [globalseafood.org] (≈0,14 m³/kg).
Kualitas air: pada uji panjang biofloc udang, TAN tidak pernah >0,6 mg/L dan nitrit <1,5 mg/L; aerasi menjaga DO ~5–6 mg/L secara rutin [globalseafood.org].
Dampak probiotik: studi melaporkan penurunan amonia dan total Vibrio hingga ~75–80% dengan probiotik, disertai kenaikan DO 1–2 mg/L pada kolam yang cenderung rendah oksigen [pmc.ncbi.nlm.nih.gov] [pmc.ncbi.nlm.nih.gov] [pmc.ncbi.nlm.nih.gov]. Tren riset global menguat; 32% publikasi probiotik-akuakultur 2019–24 berasal dari Tiongkok [pmc.ncbi.nlm.nih.gov].
RAS Hemat Air: Cara Reuse Air Backwash hingga 96%
Implikasi biaya, risiko, dan regulasi
Dari perspektif bisnis, output melonjak—tetapi analisis risiko ekonomi menyorot biaya tetap IPRS yang tinggi, sehingga sensitif terhadap harga pakan/pasar dibanding kolam aerasi sederhana atau PAS [researchgate.net]. Kombinasi multiple harvests atau niche markets dinilai memperbaiki pengembalian, dan R&D—mis. floating raceways—bertujuan memangkas capital cost [researchgate.net] [researchgate.net].
Dari sisi kepatuhan, Indonesia melalui KKP mewajibkan pengolahan limbah (IPAL) untuk tambak intensif; proyek “Tambak Udang Modern” menempatkan IPAL dan holding tanks di tiap kawasan [kkp.go.id]. Unit pendukung seperti clarifier untuk IPAL dan pra-penyaringan intake dengan automatic screen selaras dengan arsitektur PAS/IPRS yang menahan padatan di dalam sistem.
Di luar itu, pra-perawatan top-up dari air permukaan/groundwater kerap dipoles agar konsisten, misalnya lewat ultrafiltration. Untuk menjaga kestabilan mikroba dan alkalinitas, nutrien mikroba mampu ditakar lebih presisi dengan dosing pump.
Pada akhirnya, data konsisten menunjukkan kombinasi in-pond treatment + bioremediasi bisa melipatgandakan hasil dan memangkas penggunaan air secara radikal—dengan pembuangan minimal—sehingga relevan untuk lokasi berair terbatas atau beraturan ketat. Evaluasi finansial perlu menimbang lonjakan 2–4× produktivitas dan >80% pengurangan exchange versus ongkos aerasi/peralatan [researchgate.net], namun untuk banyak kawasan, PAS/IPRS plus probiotik adalah strategi terbukti untuk output tinggi dengan flushing minimal [researchgate.net] [pmc.ncbi.nlm.nih.gov].
