1 APLIKASI KONSEP WAKTU – SUHU PADA HEWAN POIKILOTERM
DALAM PENGENDALIAN HAMA PERTANIAN
MAKALAH
Disusun untuk memenuhi tugas matakuliah Ekologi Lanjut yang dibina oleh Bapak Dr. H. Istamar Syamsuri, M.Pd, Dr. Fatchur Rohman, M. Si dan
Bapak Dr. Ibrohim, M.Si
OLEH
YAYUK PRIHATNAWATI NIM 110341509265
UNIVERSITAS NEGERI MALANG PROGRAM PASCA SARJANA
PENDIDIKAN BIOLOGI PEBRUARI, 2012
2 APLIKASI KONSEP WAKTU – SUHU PADA HEWAN POIKILOTERM
DALAM PENGENDALIAN HAMA PERTANIAN
1. Pendahuluan
Ekologi dalam perkembangannya menjadi semakin dibutuhkan kehadirannya hampir disetiap pemecahan masalah lingkungan dan pembangunan. Kondisi ini sangat dimungkinkan karena ekologi menjadi dasar yang harus dimiliki dalam menerapkan berbagai konsep, terutama penerapan konsep lingkungan, maupun konsep-konsep tentang manusia dan makhluk hidup lain dalam hubungannya dengan lingkungan.
Ekologi hewan adalah suatu cabang biologi yang khusus mempelajari interaksi-interaksi antara hewan dengan lingkungan biotik dan abiotiknya yang menentukan sebaran (distribusi) dan kelimpahan hewan-hewan tersebut.
Lingkungan bagi hewan adalah semua faktor biotik dan abiotik yang ada di sekitar hewan dan dapat mempengaruhinya. Setiap organisme akan terus hidup, tumbuh dan berkembang biak, apabila lingkungannya menyediakan sumberdaya yang diperlukannya, serta terhindar dari faktor-faktor yang membahayakan kelangsungan hidupnya. Lingkungan abiotik hewan meliputi faktor-faktor medium (tanah, perairan) sebagai tempat hidupnya, serta faktor-faktor cuaca dan iklim (suhu, kelmbaban, udara/angin, intensitas cahaya). Lingkungan biotik meliputi hewan-hewan, yang sejenis maupun berlainan jenis, tumbuhan dan mikroba.
Begon (1996), membedakan faktor lingkungan bagi hewan ada 2 kategori,yaitu Kondisi dan Sumberdaya.
a. Kondisi
adalah faktor-faktor lingkungan abiotik yang keadaannya berbeda dan berubah sesuai dengan perbedaan tempat dan waktu. Kondisi lingkungan terutama digunakan untuk menunjukkan suatu besaran, kadar ataupun intensitas faktor-faktor abiotik lingkungan. Faktor lingkungan sebagai kondisi tidak akan berkurang karena kehadiran individu atau spesies lain. Hewan akan bereaksi terhadap kondisi lingkungan, dengan terjadi perubahan-perubahan morfologi,
3 fisiologi dan tingkah laku. Kondisi lingkungan antara lain berupa.; temperature, kelembaban, pH, salinitas, arus air, angin, dan tekanan
b. Sumberdaya
adalah segala sesuatu yang dikonsumsi oleh organisme, yang dapat dibedakan atas materi, energi dan ruang. Sumberdaya digunakan untuk menunjukkan suatu faktor abiotik maupun biotik yang diperlukan oleh hewan, karena tersedianya di lingkungan berkurang apabila telah dimanfaatkan oleh hewan. Setiap hewan akan bervariasi menurut ruang (tempat) dan waktu. Oleh karena itu setiap hewan senantiasa berusaha untuk selalu dapat beradaptasi terhadap setiap perubahan lingkungan tersebut. Dalam penyesuaian diri tersebut hanya hewan yang mampu beradaptasi dengan lingkungan yang dapat bertahan hidup, sementara yang tidak mampu beradaptasi akan mati atau beremigrasi bahkan akan punah.
2. Pengaruh Suhu pada Tubuh Organisme
Suhu adalah parameter yang menggambarkan derajat panas suatu benda. Semakin tinggi panas suatu benda, maka semakin tinggi pula suhunya. Begitu pula sebaliknnya, panas yang dipancarkan atau dirambatkan oleh suatu benda merupakan bentuk energi yang dibebaskan oleh benda melalui proses transformasi energi. Dengan demikian, secara tidak langsung suhu dapat dipakai sebagai indikator tentang besarnya energi yang dibebaskan oleh benda
Dalam kaitannya dengan organism, maka prinsip dasar yang mengakibatkan suhu dapat mengatur pertumbuhan dan penyebaran organisme adalah terletak pada pengaruh fisik suhu terhadap tubuh organisme. Suhu yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan rusaknya enzim dan protein lain, dapat menguapkan cairan tubuh, dapat merusak vitamin, dapat merusak sel, jaringan dan organ. Selain itu suhu yang terlalu tinggi dapat merusak permeabilitas membran, dan merusak hormon. Sebaliknya, suhu yang terlalu rendah dapat membekukan protoplasma, dapat menghambat kerja enzim, menghambat kerja hormon, dan menghambat metabolisme.
Keberhasilan hewan darat maupun hewan akuatik dalam menghadapi suhu habitatnya, adalah mungkin diakibatkan oleh salah satu dari dua sebab. Penyebab yang dimaksud adalah hewan tersebut memang sesuai dengan suhu itu, atau
4 karena hewan tersebut berhasil melakukan adaptasi baik struktural, fungsional maupun adaptasi prilaku.
Hewan-hewan akan dapat bertahan pada suhu habitatnya, dengan menggunakan salah satu dari 2 mekanisme, yaitu thermoregulasi atau thermoconformer. Hewan-hewan yang menempuh mekanisme thermoregulasi disebut sebagai regulator, sedangkan hewan-hewan yang menempuh mekanisme thermoconfermer disebut sebagai conformer. Regulator merupakan kelompok hewan yang memiliki mekanisme pengaturan suhu tubuh di dalam tubuhnya sehingga suhu tubuhnya relatif konstan. Konformer merupakan kelompok hewan yang tidak memiliki mekanisme pengaturan suhu tubuh di dalam tubuhnya, sehingga suhu tubuh berfluktuasi mengikuti fluktuasi suhu lingkungannya.
Berdasarkan rentang suhu yang dapat diterima oleh hewan, maka setiap jenis hewan memiliki titik kardinal suhu sendiri-sendiri. Yang dimaksud dengan titik kardinal suhu adalah titik-titik yang menunjukkan batas suhu maksimum, suhu optimum, dan batas suhu minimum yang masih dapat diterima oleh mahluk. Suhu maksimal adalah suhu tertinggi yang masih memungkinkan hanya 50% anggota populasi suatu mahluk bertahan hidup. Suhu minimum adalah titik suhu terendah yang memungkinkan hanya 50% dari anggota populasi bertahan hidup. Suhu optimum adalah nilai suhu yang memungkinkan populasi suatu mahluk menjalani hidup paling baik dan menghasilkan keturunan paling banyak.
3. Konsep Hewan Ektothermal dan Endothermal
Dalam kaitannya dengan panas luar, maka hewan-hewan selain bangsa aves dan mamalia suhu tubuhnya sangatlah dipengaruhi oleh panas luar, pada hewan-hewan selain bangsa aves dan mamalia ini senantiasa terjadi aliran panas secara bolak-balik dengan lingkungannya. Selama malam hari, biasanya panas mengalir dari tubuh hewan ke lingkungannya, sedangkan pada siang hari, panas mengalir dari lingkungan ke dalam tubuh hewan. Pemasukan panas dari lingkungan ke dalam tubuh hewan adalah dimaksudkan untuk mengoptimalkan laju metabolisme dan aktivitas hewan tersebut. Hewan-hewan yang demikian disebut hewan ektotermal.
5 Berbeda dengan hewan ektothermal, maka hewan-hewan bangsa aves dan mamalia suhu tubuhnya tidak banyak dipengaruhi oleh panas luar. Bangsa burung dan mamalia ini suhu tubuhnya terutama dipengaruhi oleh produksi panas dalam yang terjadi di dalam tubuhnya. Oleh karena itu, bangsa aves dan mamalia ini disebut hewan endotermal.
Hewan endotermal dalam kondisi suhu lingkungan yang berubah-ubah, suhu tubuhnya tetap konstan. Suhu tubuh konstan dikarenakan kelompok hewan ini mempunyai kemampuan yang tinggi untuk mengatur suhu tubuhnya melalui perubahan produksi panas (laju metgabolisme) dalam tubuhnya sendiri, yang diatur oleh otak khususnya hipotalamus sebagai thermostat atau pusat pengatru suhu tubuh. Suhu tubuh hewan endotermal (Homeoterm) berkisar 300C- 400C. Karena kemampuannya mengatur suhu maka kelompok hewan ini disebut juga sebagai hewan regulator.
Sebagai ilustrasi hubungan suhu lingkungan dan suhu tubuh antara hewan poikiloterm dan homeoterm, ditunjukkan gambar berikut:
Gambar: diagram hubungan suhu tubuh dan suhu lingkungan pada hewan poikiloterm dan homeoterm.
4. Konsep Hewan Homeothermal dan Poikilothermal
Berkaitan dengan suhu tubuh hewan, maka ada cara penggolongan lain yang diterapkan pada hewan, yaitu atas dasar konstan atau tidak konstannya suhu tubuh hewan. Atas dasar ini, hewan digolongkan menjadi dua golongan yaitu hewan homoeothermal dan hewan poikilothermal. Hewan homoeothermal adalah hewan yang memiliki suhu tubuh relatif konstan, sedangkan hewan poikilothermal merupakan hewan yang suhu tubuhnya dapat berfluktuasi
6 mengikuti fluktuasi suhu lingkungannya. Dalam kaitannya dengan istilah endothermal dan ektothermal, maka hewan homoeothermal sesungguhnya sama dengan hewan endothermal, sedangkan hewan poikilothermal sama dengan hewan ektothermal. Perbedaan yang ada di antara mereka adalah terletak pada dasar yang dipakai untuk menggolongkannya.
5. Konsep Waktu Suhu
Untuk pertumbuhannya, hewan ektothermal (poikilterm) memerlukan kombinasi antara faktor waktu dan faktor suhu lingkungan. Hewan ektothermal (Poikiloterm) tidak dapat tumbuh dan berkembang bila suhu lingkungannya dibawah batas suhu minimum kendatipun diberikan waktu yang cukup lama. Jadi suhu lingkungan menentukan suhu tubuh hewan poikiloterm. Bahkan suhu menajadi faktor pembatas bagi kehidupannya.
Suhu tubuh menentukan kerja enzim enzim yang membantu metabolism di dalam tubuh. Karena itu dari sudut pandang ekologi, kepentingan suhu lingkungan bagi hewan-hewan ektoterm tidak hanya berkaitan dengan aktivitasnya saja tetapi juga mengenai pengaruhnya terhadap laju perkembangannya. Dalam suatu kisaran suhu tertentu, antara laju perkembangan dengan suhu lingkungan terdapat hubungan linier. Konsekuensinya ialah bahwa untuk hewan-hewan ektoterm lama waktu perkembangan akan berbeda-beda. Dengan perkataan lain, pernyataan berapa lamanya waktu perkembangan selalu perlu disertai dengan pernyataan pada suhu berapa berlangsungnya proses perkembangan itu. Karena pada hewan ektoterm (Poikiloterm), waktu (berlangsungnya proses perkembangan) merupakan fungsi dari suhu lingkungan, maka kombinasi waktu-suhu yang seringkali dinamakan waktu fisiologis itu mempunyai arti penting.
Contoh: Apabila diketahui, misalnya suhu ambang terjadinya perkembangan pada sejenis belalang adalah 16oC dan pada suhu 20oC (yaitu 4o C di atas suhu ambang) lamanya waktu yang diperlukan untuk menetas hanya 17,5 hari, maka pada suhu 30oC (yaitu 14oC di atas suhu ambang) lama waktu yang diperlukan untuk perkembangan telur dari jenis belalang untuk menetas adalah 5
7 hari- derajatdi atas suhu ambang. Angka 70 ini diperoleh dari 14 x 5 atau dari 4 x 17,5.
6. Hama Tanaman dan pengendaliannya
Organisme Pengganggu Tanaman (OPT) yang terdiri dari hama, penyakit dan gulma, merupakan kendala utama dalam budidaya tanaman. Organisme pengganggu tanaman ini pada suatu lahan pertanian sangat mengganggu laju pertumbuhan tanaman yang dibudidayakan, ini dikarenakan antara tanaman yang dibudidayakan dengan OPT ini bersaing untuk mendapatkan makanan, serat dan tempat perlindungan, maka dari itu untuk mengatasi masalah ini perlu dilakukan upaya pengendalian yang terpadu demi menjaga kualitas tanaman tersebut.
Konsep pengendalian telah mengalami evolusi dari tahun ke tahun, semakin cangih dan sebagian besar menjadi makin efektif. Metode pertama kali yang digunakan dalam mengendalikan hama yang tidak diragukan lagi adalah menangkap, menapis atau memukul serangga dan invertebrata kecil lainnya. Contoh awal penggunaan konsep pengendalian OPT adalah penggenangan atau pembakaran lahan untuk memusnahkan gulma serangga dan hama invertebrata lainnya, serta pengunaan boneka sawah untuk mengusir burung-burung. Pemanfaatan musuh alami untuk mengendalikan hama juga sudah dimulai beberapa ribu tahun sebelumnya.
Beberapa konsep pengendalian hama yang berkembang dari tahun ke tahun: A. Pengendalian Secara Bercocok Tanam
Pengendalian hama secara bercocok tanam atau pengendalian agronomik bertujuan untuk mengelola lingkungan tanaman sedemikian rupa sehingga lingkungan tersebut menjadi kurang cocok bagi kehidupan dan pembiakan hama sehingga dapat mengurangi laju peningkatan populasi dan peningkatan kerusakan tanaman. Pengendalian secara bercocok tanam merupakan usaha pengendalian yang bersifat preventif yang dilakukan sebelum serangan hama terjadi dengan harapan agar populasi hama tidak meningkat sampai melebihi ambang pengendaliannya. Oleh karena itu, penerapan teknik ini perlu direncanakan jauh sebelumnya agar hasilnya memuaskan.
8 Pengendalian hama dengan cara menanam tanaman yang tahan terhadap serangan hama telah lama dilakukan dan merupakan cara pengendalian yang efektif, murah dan tidak berbahaya bagi lingkungan. Contohnya dengan penggunaan varietas padi tahan hama akan berhasil mengendalikan hama wereng coklat padi. Di luar tanaman padi penggunaan varietas tahan hama di Indonesia masih terbatas karena masih langkanya tersedia varietas atau tanaman yang memiliki ketahanan pada hama dan penyakit. Meskipun keberhasilan telah dicapai oleh teknik pengendalian tersebut, tetapi karena terjadinya keseragaman genetik yang besar pada ekosistem persawahan, sifat ketahanan suatu varietas padi seringkali tidak berjalan lama. Hama dalam hal ini wereng coklat karena proses seleksi alami mampu mematahkan sifat ketahanan tersebut.
C. Pengendalian Secara Fisik dan Mekanik
Dibandingkan dengan teknik pengendalian hama lainnya pengendalian fisik dan mekanik merupakan teknologi pengendalian hama yang paling kuno dilakukan oleh manusia sejak manusia mengusahakan pertanian. Pengendalian fisik dan mekanik merupakan tindakan yang diakukan dengan tujuan secara langsung dan tidak langsung mematikan hama, mengganggu aktivitas fisiologi hama yang normal dengan cara lain di luar pestisida dan mengubah lingkungan sedemikian rupa sehingga lingkungan menjadi kurang sesuai bagi kehidupan hama. Pengendalian fisik dan mekanik adalah tindakan mengubah lingkungan yang ditujukan khusus untuk mematikan atau menghambat kehidupan hama.
Pengendalian fisik dan mekanik harus dilandasi oleh pengetahuan yang menyeluruh tentang ekologi serangga hama dan adanya kenyataan bahwa setiap jenis serangga memiliki batas toleransi terhadap faktor lingkungan fisik seperti suhu, kebasahan, bunyi, sinar, spektrum elektromagnetik, dll. Dengan mengetahui ekologi serangga hama sasaran kita dapat mengetahui kapan, dimana, bagaimana tindakan fisik dan mekanik dilakukan agar memperoleh hasil yang efektif dan efisien. Tanpa pengetahuan yang lengkap kemungkinan besar akan memboroskan tenaga, waktu, dan biaya yang besar tetapi populasi hama yang terbunuh atau dihambat kehidupannya hanya sedikit.
9 Pengendalian Hayati (PHT) lebih mengutamakan berjalannya pengendalian hama yang dilakukan oleh berbagai musuh alami hama. Dalam keadaan seimbang musuh alami selalu berhasil mengendalikan populasi hama sehingga tetap berada di bawah aras ekonomik. Dengan memberikan kesempatan sepenuh-penuhnya kepada musuh alami untuk bekerja berarti menekan penggunaan pestisida. Sebab pestisida sendiri sebenarnya dapat merugikan perkembangan populasi musuh alami. Dibandingkan dengan teknik-teknik pengendalian yang lain terutama pestisida, pengenalian hayati memiliki tiga keuntungan utama yaitu permanen, aman, dan ekonomi.
Dikatakan permanen karena apabila pengendalian hayati berhasil, musuh alami secara alami akan mampu menjaga populasi hama dalam keadaan yang seimbang dalam jangka waktu yang panjang. Pengendalian hayati aman bagi lingkungan karena tidak memiliki dampak samping terhadap lingkungan, terutama terhadap serangga atau organisme bukan sasaran.. Pengendalian hayati juga relatif ekonomik karena begitu usaha tersebut berhasil tidak diperlukan lagi tambahan biaya khusus untuk pengendalian hama yang diupayakan kemudian hanya menghindari tindakan-tindakan yang merugikan perkembangan musuh alami. E. Pengendalian Kimiawi
Pengendalian kimiawi yang dimaksudkan di sini adalah penggunaan pestisida untuk mengendalikan hama agar hama tidak menimbulkan kerusakan bagi tanaman yang diusahakan. Pada mulanya produksi pertanian juga berhasil ditingkatkan karena pemakaian pestisida yang dapat menekan populasi hama dan kerusakan tanaman akibat serangan hama. Karena keberhasilan tersebut dunia pertanian pestisida seakan-akan merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari budidaya segala jenis tanaman baik tanaman pangan maupun perkebunan. Meskipun pestisida memiliki banyak keuntungan seperti cepat menurunkan populasi hama, mudah penggunaannya dan secara ekonomik menguntungkan namun dampak negatif penggunaannya semakin lama semakin dirasakan oleh masyarakat. Dampak negatif pestisida yang merugikan kesehatan masyarakat dan kelestarian lingkungan hidup semakin lama semakin menonjol dan perlu memperoleh perhatian sungguh-sungguh dari masyarakat dan pemerintah.
10 Seperti diuraikan di atas damapak negatif pestisida ini yang mendorong dikembangkannya konsep PHT. Diharapakan dengan PHT dapat meningkatakan efisiensi penggunaan pestisida sehingga secara keseluruhan diperoleh hasil pengelolaan ekosistem yang optimal.
7. Penerapan waktu-suhu dalam pengendalian hama
Konsep waktu-suhu penting untuk memahami hubungan antara waktu dengan keterjadian-keterjadian serta dinamika populasi hewan ektoterm (poikiloterm). Sering timbul jenis serangga dalam jumlah besar yang terjadinya hampir tiap tahun pada waktu yang berbeda beda, merupakan suatu fenomena alam. Kejadian tersebut bila ditelaah lebih lanjut akan terlihat bahwa terjadinya peledakan populasi itu berdasarkan pada jumlah hari derajat yang sama di atas suhu ambang perkembangan jenis serangga tersebut.
Dengan menggunakan konsep-konsep waktu-suhu yang diwujudkan dalam bentuk jumlah hari-derajat, maka fenomena alam akibat proses perkembangan seperti peledakan populasi , dapat diramalkan kapan akan terjadinya. Dalam bidang pertanian dan perkebunan, peramalan terjadinya peledakan suatu populasi, mempunayi nilai guna yang sangat penting. Sebab dengan diketahuinya jumlah hari-derajat perkembangan suatu jenis serangga hama, maka akan dapat ditentukan lebih tepat, kapan waktu dan teknik pemberantasan hama tersebut, karena memberantas telur atau pupa berbeda dengan memberantas hewan dewasanya.
11 Rujukan: Anonimus, http://cerianet-agricultur.blogspot.com/2008/12/macam-macam-jenis-hama-tanaman-dan-cara.html Chairunnisah, 2011, www.scribd.com/doc/49853279/Chairunnisah-Bahan-Ajar-Ekologi
Dharmawan, dkk, 2005, Ekologi Hewan, UM Pers, Malang Sukarsono, 2009, Pengantar Ekologi Hewan, UMM Pers, Malang
