Substrat Akuarium: Kerikil dan Pasir Menaikkan pH

Foto: Green Yoshi / Wikimedia Commons, CC BY 3.0, diberi teks judul oleh Mataikan

Ringkasan cepat

• Bahan yang terlihat diam di dasar ternyata ikut larut pelan-pelan, sehingga kimia airmu bergeser tanpa kamu menambahkan apa pun.
• Ukuran butirannya lebih menentukan daripada ketebalannya, karena butiran halus menyediakan permukaan yang jauh lebih luas untuk melarut.
• Dasar telanjang bukan pilihan yang otomatis lebih bersih, sebab pengukuran menemukan limbahnya justru menumpuk lebih banyak di sana.

Jawaban langsung: Substrat bukan hiasan netral. Dalam satu percobaan terkendali di 20 akuarium, tangki berkerikil dan berpasir setebal 2 sentimeter punya pH lebih tinggi daripada tangki tanpa substrat, padahal keduanya dijual sebagai produk yang tidak memengaruhi pH. Kadar nitrat dan bakterinya juga lebih tinggi, sementara amonianya justru lebih rendah.

Hampir semua akuarium rumahan punya lapisan pasir atau kerikil di dasarnya. Sebagian orang memasangnya supaya enak dilihat, sebagian lagi karena katanya di situlah bakteri baik tinggal. Yang jarang dibahas: lapisan itu ikut mengubah air di atasnya, dan perubahannya bisa diukur.

Halaman ini merangkum apa yang berubah dan seberapa besar. Kalau kamu baru memulai, panduan ikan hias untuk pemula memuat dasarnya lebih dulu.

Apa Sebenarnya Kerja Substrat di Akuarium?

Dua hal, dan hanya satu yang biasanya disebut orang.

Yang pertama memang benar: butiran pasir dan kerikil menyediakan permukaan tempat bakteri pengurai menempel. University of Florida IFAS menjelaskan bahwa di kolam, proses nitrifikasi berlangsung di lapisan permukaan lumpur atau substrat serta pada tanaman dan struktur lain tempat bakteri nitrifikasi berkoloni.

Tetapi IFAS melanjutkan dengan kalimat yang sering terpotong saat dikutip ulang: di tangki atau akuarium, sebuah filter biologis harus disediakan sebagai tempat bakteri berkoloni dan berkembang. Jadi substrat bukan pengganti filter. Kalau akuariummu keruh padahal filternya jalan, penyebabnya dibahas terpisah di kenapa air akuarium keruh padahal sudah pakai filter.

Hal kedua jarang disadari sama sekali: butiran itu perlahan-lahan larut, dan itulah yang mengubah kimia airmu.

Kerikil dan Pasir Melarutkan Mineralnya ke Air

Buktinya datang dari percobaan yang dirancang khusus untuk pertanyaan ini. Tim dari University of the West of Scotland menyiapkan 20 akuarium kaca 25 liter yang meniru akuarium rumahan, masing-masing dengan filter dalam dan pemanas 25 derajat Celsius, lalu membaginya ke empat perlakuan dengan lima tangki tiap perlakuan: dasar telanjang, kerikil alam setebal 2 sentimeter berukuran butir 2 sampai 4 milimeter, pasir silika setebal 2 sentimeter, dan dua tanaman plastik.

Tiap tangki diisi 12 ekor ikan zebra, lalu dipantau selama tujuh minggu, dan seluruh percobaan diulang di musim yang berbeda. Air diganti 50 persen tiap minggu. Tidak ada ikan yang mati selama percobaan.

Hasilnya: pH di tangki berkerikil dan berpasir nyata lebih tinggi daripada di tangki telanjang maupun tangki bertanaman plastik, dan selisih itu muncul di kedua musim.

Yang membuat temuan ini penting adalah cara mereka menutup kemungkinan lain. Kedua substrat dicuci, diautoklaf, lalu dikeringkan sebelum dipakai, sehingga kenaikan pH tidak bisa dijelaskan sebagai kontaminasi bawaan. Dan keduanya adalah substrat akuarium yang dijual di pasaran sebagai produk yang tidak memengaruhi pH. Penulisnya menyimpulkan kenaikan itu kemungkinan besar berasal dari larutnya fase mineral seperti karbonat dan feldspar dari kerikil dan pasirnya selama percobaan berjalan.

Kadar kalsium dan magnesium di air juga ikut lebih tinggi di tangki bersubstrat, yang cocok dengan penjelasan itu.

Yang diukur	Di tangki bersubstrat	Catatan
pH	Lebih tinggi	Muncul di kedua musim, pada kerikil maupun pasir
Kalsium dan magnesium	Lebih tinggi	Diduga luruhan dari substratnya sendiri
Amonia total	Lebih rendah	Terlihat di musim panas; di musim dingin di bawah batas deteksi
Amonia bentuk beracun	Tidak berbeda	Efek pH dan amonia total saling meniadakan
Nitrat	Lebih tinggi	Nyata pada kerikil; pasir di tengah-tengah
Bakteri Pseudomonas	Lebih sering ditemukan	Pada kerikil dan pasir; jenisnya tidak diidentifikasi

Seberapa Besar Kenaikan pH Itu, dan Bahayakah?

Untuk kebanyakan ikan, kemungkinan besar tidak. IFAS menyebut pH 6 sampai 9 dianggap baik bagi kebanyakan ikan air tawar, jadi pergeseran kecil di dalam rentang itu bukan keadaan darurat.

Yang perlu memperhatikan adalah pemelihara ikan yang memang butuh air lunak dan agak asam. Di situ arah pergeserannya melawan apa yang kamu usahakan, dan usaha menurunkan pH akan terus dilawan oleh dasar akuariummu sendiri. Penyebab dan risiko pergeseran pH dibahas lebih panjang di pH air akuarium.

Ada sisi baiknya juga. Mineral karbonat yang larut itu menaikkan alkalinitas, dan menurut IFAS alkalinitas yang lebih tinggi membuat pH lebih stabil karena karbonatnya mengikat karbon dioksida bebas. Ayunan pH harian paling besar justru terjadi saat alkalinitasnya rendah.

Foto: Softepaul / Wikimedia Commons, CC0

Pasir atau Kerikil, Mana yang Lebih Mengubah Air?

Dalam percobaan itu, di musim panas pasir menghasilkan pH yang nyata lebih tinggi daripada kerikil. Di musim dingin keduanya tidak berbeda.

Arah itu masuk akal kalau dilihat dari sisi kimianya. IFAS menyatakan bahwa waktu reaksi dan kelarutan batu kapur berbanding lurus dengan ukuran partikelnya, dan menganjurkan membeli ukuran partikel sekecil-kecilnya kalau tujuannya memang melarutkan. Butiran yang lebih halus punya luas permukaan total yang jauh lebih besar untuk ukuran bahan yang sama, jadi dia larut lebih cepat.

Inilah alasan ukuran butir lebih layak kamu perhatikan daripada angka ketebalan. Satu kantong pasir sangat halus dan satu kantong kerikil kasar bisa memberi hasil yang berbeda walau tebalnya sama persis.

Satu peringatan. Ini baru satu percobaan dengan satu jenis pasir silika dan satu jenis kerikil alam. Substrat yang isinya pecahan karang atau cangkang akan jauh lebih kuat menaikkan pH dan kesadahan, karena bahannya memang kalsium karbonat.

Benarkah Substrat Menurunkan Amonia?

Di percobaan itu, ya, dan arahnya berlawanan dengan dugaan banyak orang.

Kadar amonia total di musim panas justru nyata lebih tinggi di tangki telanjang dan tangki bertanaman plastik, dibandingkan tangki berkerikil dan berpasir. Penulisnya menduga penyebabnya luas permukaan yang lebih besar dari butiran pasir dan kerikil, yang dipakai bakteri nitrifikasi untuk mengoksidasi amonia.

Tetapi di sinilah bagian yang paling mudah salah dibaca. Yang beracun bagi ikan bukan amonia total, melainkan bentuk tak terionisasinya, dan porsinya naik seiring naiknya pH. Begitu angkanya dihitung ulang dalam bentuk itu, perbedaan antarperlakuan hilang sama sekali.

Penulisnya menyatakannya langsung: pH yang lebih rendah di tangki telanjang, digabung dengan amonia totalnya yang lebih tinggi, membuat kedua efek itu praktis saling meniadakan dalam hal potensi keracunan amonia. Kenapa pH dan suhu wajib dibaca berbarengan dengan amonia dibahas di cara uji air akuarium.

Jadi klaim bahwa substrat membuat air lebih aman dari amonia tidak didukung oleh angka akhirnya. Yang berubah susunannya, bukan tingkat racunnya.

Kalau Amonianya Turun, Kenapa Nitratnya Naik?

Karena keduanya ujung yang berbeda dari satu rantai yang sama. Bakteri mengubah amonia jadi nitrit, lalu nitrit jadi nitrat. Makin aktif rantai itu, makin banyak nitrat yang tertinggal.

Di percobaan itu, kadar nitrat di tangki berkerikil nyata lebih tinggi daripada di air masukan, tangki telanjang, dan tangki bertanaman plastik selama musim panas. Tangki berpasir berada di tengah-tengah dan tidak berbeda nyata dari keduanya.

Soal batas amannya, dua sumber yang saya pakai tidak sama, dan perbedaannya jujur disebut di keduanya. IFAS menulis nitrat secara tradisional dianggap tidak beracun bahkan sampai 200 miligram per liter, tetapi penelitian yang lebih baru menunjukkan nitrat mungkin lebih merugikan daripada perkiraan sebelumnya. Penulis percobaan substrat memakai angka yang jauh lebih ketat, yaitu 50 miligram per liter, sebagai kadar yang teramati memicu pertumbuhan buruk, lesu, hilang nafsu makan, dan infeksi oportunistik. Di percobaan itu sendiri nitratnya selalu di bawah 50.

Pelajaran praktisnya sederhana: nitrat dibuang lewat penggantian air, bukan lewat filter. Percobaan tadi mengganti separuh air tiap minggu, dan nitratnya tetap naik seiring waktu.

Apakah Substrat Menambah Bakteri yang Merugikan?

Jawaban jujurnya: belum diketahui, dan yang terukur baru jumlahnya, bukan jenisnya.

Kedua perlakuan bersubstrat menunjukkan kehadiran bakteri Pseudomonas yang lebih sering dibandingkan tangki tanpa substrat. Masalahnya, marga Pseudomonas berisi jenis yang bisa menyakiti ikan, tetapi juga berisi jenis yang punya aktivitas nitrifikasi dan jenis yang malah meningkatkan daya tahan hidup ikan.

Penulisnya menyebut dua kemungkinan yang sama-sama terbuka: substrat memberi permukaan tambahan bagi patogen, atau komunitas mikroba yang lebih rumit di substrat justru menyulitkan patogen mapan. Mereka menutup bagian itu dengan menyatakan pemahaman tentang mikrobioma akuarium hias masih sangat sedikit dan merupakan bidang penting untuk penelitian berikutnya.

Yang pantas kamu bawa pulang bukan rasa takut, melainkan kewaspadaan pada ikan baru, yang dibahas di cara karantina ikan baru.

Jadi Berapa Sentimeter yang Benar?

Saya tidak menemukan satu pun penelitian yang membandingkan ketebalan substrat secara terkendali. Angka yang beredar di mana-mana adalah kebiasaan yang diwariskan, bukan hasil pengukuran, dan menuliskannya ulang di sini hanya akan menambah satu sumber lagi yang kedengarannya pasti.

Yang bisa dinyatakan dengan dasar cuma ini. Percobaan tadi memakai 2 sentimeter, dan pada ketebalan itu seluruh perubahan di tabel di atas sudah muncul. Jadi 2 sentimeter bukan angka ajaib, melainkan satu-satunya angka yang pernah diukur akibatnya.

Lalu ada petunjuk dari arah lain. IFAS menyebut nitrifikasi berlangsung di lapisan permukaan substrat, dan nitrifikasi itu proses aerobik yang menuntut oksigen. Lapisan di bawahnya tidak mendapat jatah oksigen yang sama. Artinya menebalkan substrat tidak otomatis menambah kapasitas pengurai, karena yang bekerja tetap lapisan atasnya.

Kalau harus memilih satu hal untuk diperhatikan, pilih ukuran butirnya, bukan tingginya.

Apakah Dasar Telanjang Lebih Aman?

Tidak otomatis. Di percobaan itu, tangki telanjang justru yang kadar amonia totalnya paling tinggi bersama tangki bertanaman plastik, dan pH-nya paling rendah. Bentuk amonia yang beracun tetap tidak berbeda dari tangki lain, dan tidak ada ikan yang mati di perlakuan mana pun selama tujuh minggu di kedua musim.

Jadi pilihan ini bukan soal aman melawan tidak aman. Dasar telanjang memudahkan kotoran terlihat dan tersedot, substrat memberi tempat ikan dasar mengaduk-aduk dan bersembunyi, dan keduanya tetap menuntut filter biologis yang jalan serta penggantian air yang rutin.

Yang Bisa Kamu Lakukan Sekarang

1. Catat pH airmu sebelum substrat dipasang, lalu ukur lagi dua sampai empat minggu sesudahnya. Tanpa angka sebelumnya, pergeseran apa pun tidak akan terbaca.
2. Kalau ikanmu butuh air lunak dan agak asam, periksa dulu bahan substratnya. Hindari yang mengandung pecahan karang atau cangkang.
3. Pilih ukuran butir lebih dulu, baru ketebalan. Butiran halus mengubah air lebih cepat daripada butiran kasar.
4. Jangan menambah tinggi substrat dengan harapan menambah bakteri pengurai. Pastikan filternya yang memadai.
5. Pantau nitratnya, dan selesaikan dengan penggantian air berkala seperti biasa.
6. Pasang substrat sebelum ikan masuk, bukan di tengah akuarium yang sudah berisi, sesuai alasan di akuarium baru.

Batas bacaan ini perlu disebut terang-terangan. Percobaan tadi memakai ikan zebra di akuarium 25 liter dengan air keran Skotlandia selama tujuh minggu, dan pendanaannya berasal dari sebuah perusahaan makanan hewan peliharaan, dengan salah satu penulisnya karyawan lembaga riset perusahaan itu. Penulisnya menyatakan orang tersebut tidak terlibat dalam pengumpulan maupun analisis data. Arah perubahannya tetap layak dipakai, tetapi besaran angkanya belum tentu berlaku untuk air keran di tempatmu.

Penutup

Substrat sering dianggap keputusan selera, padahal dia salah satu dari sedikit benda di akuarium yang bekerja terus-menerus tanpa kamu sentuh. Dia melarut pelan, menggeser pH, menampung bakteri, dan mengubah susunan limbah nitrogen di airmu.

Satu hal yang paling layak dibawa pulang: kalau kamu mengubah dasar akuarium, ukur airnya. Informasi di halaman ini bersifat umum, bukan pengganti pemeriksaan oleh dokter hewan, sesuai halaman disclaimer.

Sumber: The Effect of Substrate on Water Quality in Ornamental Fish Tanks (Vanderzwalmen dkk., jurnal Animals, 2022, akses terbuka lisensi CC BY) untuk rancangan percobaan 20 akuarium empat perlakuan, ketebalan 2 sentimeter dan ukuran butir kerikilnya, kenaikan pH serta kalsium dan magnesium, amonia total yang lebih rendah di tangki bersubstrat, amonia tak terionisasi yang tidak berbeda, nitrat yang lebih tinggi pada kerikil, kehadiran Pseudomonas, batas nitrat 50 miligram per liter, serta pernyataan pendanaan dan benturan kepentingannya; Ammonia in Aquatic Systems (University of Florida IFAS, FA16/FA031) untuk nitrifikasi di lapisan permukaan substrat, keharusan menyediakan filter biologis di akuarium, sifat aerobik nitrifikasi, dan nitrat sampai 200 miligram per liter; The Use of Lime in Fish Ponds (FA38/FA028) untuk pH 6 sampai 9 yang dianggap baik bagi kebanyakan ikan air tawar, kalsit dan dolomit yang menaikkan kesadahan serta alkalinitas dan pH, hubungan kelarutan dengan ukuran partikel, dan ayunan pH yang paling besar saat alkalinitas rendah. Dua publikasi IFAS itu membahas kolam budi daya, bukan khusus akuarium hias, dan angkanya dikutip apa adanya.

Link will be apear in 3 seconds.

Allell

Menulis panduan praktis di Sumber Tips (TV satelit, receiver parabola, set top box), Kepo Indonesia, dan Mataikan. Artikel ditulis dari pengalaman memakai perangkatnya langsung, dengan ketentuan yang dicek ke sumber resmi. Tentang saya: https://www.sumbertips.com/p/about.html

Bagikan Artikel ini