Optimization of Water Spinach, Red Spinach, and Catfish Production through Water Quality Management in Aquaponic Systems

The aquaponic system is a highly effective symbiotic cultivation innovation for overcoming land and water limitations by integrating fish and plant farming in a single closed-loop circulation. Its main principle is utilizing fish feed residue and metabolism as a nutrient source for plants, which simultaneously function as a biofilter to screen ammonia waste, ensuring the water returning to the pond remains clean and suitable for the fish. Optimal water quality is strongly determined by parameters such as dissolved oxygen (DO), pH, and electrical conductivity (EC). Based on research, the ebb and flow system has a slightly higher oxygen content (2.57-2.62 mg/l) compared to floating rafts because the water circulation process facilitates more intensive oxygen diffusion from the free air.

Analysis of various vegetable types shows that the aquaponic system yields far superior growth results compared to conventional methods. For water spinach, the plant height growth rate reached 2.51 cm per three days with a harvest weight of 350 grams per pot, significantly surpassing control plants that only grew 1.30 cm per three days with a weight of 135 grams. Meanwhile, in red spinach cultivation, the use of a two-stage ebb and flow system recorded the highest productivity at 1,330 grams/m². This significant physical growth is triggered by the abundant availability of nutrients such as nitrogen and phosphorus resulting from the breakdown of fish farming waste within the system.

On the fishery side, this recirculation system is proven to support the survival and development of catfish very well through maintained environmental stability. During the 30-day rearing period, catfish experienced an average weight gain of 11.25 grams per fish with a Survival Rate of 93%. Although external factors such as high rainfall can lower the pond water pH and trigger the risk of Aeromonas hydrophila bacterial infection, the use of the aquaponic system is still capable of sustainably maintaining the quality of the fish's living medium. Overall, this integration creates an efficient, water-saving, and highly productive food production cycle for future precision agriculture solutions.

Optimalisasi Produksi Kangkung, Bayam Merah, dan Lele melalui Manajemen Kualitas Air pada Sistem Akuaponik

Sistem akuaponik merupakan inovasi budidaya simbiotik yang sangat efektif untuk mengatasi keterbatasan lahan dan air dengan memadukan pemeliharaan ikan dan tanaman dalam satu sirkulasi tertutup. Prinsip utamanya adalah memanfaatkan sisa pakan dan metabolisme ikan sebagai sumber hara bagi tanaman, yang sekaligus berfungsi sebagai biofilter untuk menyaring limbah amonia sehingga air yang kembali ke kolam tetap bersih dan layak bagi ikan. Kualitas air yang optimal sangat ditentukan oleh parameter seperti oksigen terlarut (DO), pH, dan daya hantar listrik (DHL). Berdasarkan penelitian, sistem pasang surut (ebb and flow) memiliki kadar oksigen sedikit lebih tinggi (2,57-2,62 mg/l) dibandingkan rakit apung karena proses sirkulasi air yang memfasilitasi difusi oksigen dari udara bebas secara lebih intensif.

Analisis terhadap berbagai jenis sayuran menunjukkan bahwa sistem akuaponik memberikan hasil pertumbuhan yang jauh lebih unggul dibandingkan metode konvensional. Pada tanaman kangkung, laju pertumbuhan tinggi tanaman mencapai 2,51 cm per tiga hari dengan berat panen mencapai 350 gram per pot, jauh melampaui tanaman kontrol yang hanya tumbuh 1,30 cm per tiga hari dengan berat 135 gram. Sementara itu, pada budidaya bayam merah, penggunaan sistem pasang surut tingkat dua mencatatkan produktivitas tertinggi sebesar 1.330 gram/m^2. Pertumbuhan fisik yang signifikan ini dipicu oleh ketersediaan nutrisi seperti nitrogen dan fosfor yang melimpah dari hasil perombakan limbah budidaya ikan di dalam sistem.

Di sisi perikanan, sistem resirkulasi ini terbukti mendukung kelangsungan hidup dan perkembangan ikan lele dengan sangat baik melalui stabilitas lingkungan yang terjaga. Selama masa pemeliharaan 30 hari, ikan lele mengalami pertambahan berat rata-rata sebesar 11,25 gram per ekor dengan tingkat kelangsungan hidup (Survival Rate) mencapai 93%. Meskipun faktor eksternal seperti curah hujan tinggi dapat menurunkan pH air kolam dan memicu risiko infeksi bakteri Aeromonas hydrophila, penggunaan sistem akuaponik tetap mampu menjaga kualitas media hidup ikan secara berkelanjutan. Secara keseluruhan, integrasi ini menciptakan siklus produksi pangan yang efisien, hemat air, dan sangat produktif untuk solusi pertanian presisi di masa depan.

Reference: 

• Farida, N. F., Abdullah, S. H., & Priyati, A. (2017). Analisis Kualitas Air pada Sistem Pengairan Akuaponik. Jurnal Ilmiah Rekayasa Pertanian dan Biosistem, 5(2), 385-394.

• Pratopo, L. H., & Thoriq, A. (2021). Produksi Tanaman Kangkung dan Ikan Lele dengan Sistem Akuaponik. PASPALUM: Jurnal Ilmiah Pertanian, 9(1), 68-76.

PT. Precision Agriculutre Indonesia adalah ekosistem digital pertanian Indonesia yang mengintegrasikan agrotech, pertanian presisi, pertanian cerdas, dan pertanian pintar melalui pemanfaatan teknologi seperti sensor pertanian, Internet of Things (IoT), kecerdasan buatan, sistem irigasi otomatis, pemupukan cerdas, dan pemantauan tanaman berbasis data real-time, serta menghadirkan layanan edukasi petani modern, digitalisasi agribisnis, pasar produk pertanian online, penguatan rantai pasok, inovasi teknologi tepat guna, dan solusi pertanian ramah lingkungan yang mendukung pertanian modern, berkelanjutan, dan berdaya saing tinggi di era Revolusi Industri 4.0.  Pertanian Presisi Indonesia