JOURNAL
OF PEOPLE
AND ENVIRONMENT
NOVEMBER
2OI2
Artikel-artikel:
Volume
19,
Nomor
3 226 - 237 238 - 246 247 - 254 255 - 263 264-
272 273 - 284 1.Aminatun,
T.1Martono,
E.;
SuratmanWoro S.;
dan Tandjung,S.D.
Analisis PolaInteraksi Serangga Gulma pada Ekosistem Sawah Surjan dan Lembaran yang dikelola
Secara Organik dan
Konvensional
207 _ 2172.
Aminatun, T.;
Martono,
E.;
Suratman\iloro
S.;
dan Tandjung, S.D. Adsorpsi Ion Logam Pb(II), Cd(II) dan Cr(III) oleh Poli 5 allil-kaliks[4] arena Tetraester3.
4.
5.
Nurhadi,
A.;
SetiawanoB.;
danBaiquni
Kearifan Lingkungan dalam Perencanaan danPengelolaan Hutan Wonosadi Kecamatan Ngawen Kabupaten Gunungkidul
Arianti, F.D.; Suratman; Martono, E.; dan Suprayogi, S. Dampak Pengelolaan Lahan Per-tanian terhadap Hasil Sedimen
di
Daerah Aliran Sungai Galeh Kabupaten SemarangKoestiari, T.; Harsini, H.; Prawita,
A.;
dan Effendy Karakterisasi Bentonit Teknissebagai Adsorben Indigo Biru
Susilo, B.; Kusumastuti, T.A.; Suranindyah,
Y;
Suwignyo, B. Kesesuaian Lahan HijauanPakan Kambing di Yogyakarta Menggunakan Pendekatan Sistem Informasi Geografis
Buhani; Narsito; Nuryono; dan
Kunarti,
E.S. Proses Sol-Gel dalam Pembuatan Hibrida Merkapto-Silika untuk Adsorpsi Ion Cu(II) dalam LarutanBasna,
N.;
Marsono,D.;
Gunawan,T.i
dan
Irham
Model Pengelolaan Lingkungan Taman Wisata Alam Gunung Meja Manokwari Papua BaratSarto; Bendiyasa,
I.M.;
dan Rusnawati,Y.
Potensi PemanfaatanAir
Limbah PemucatIndustri Tenun ATBM untuk Menurunkan Kebutuhan Oksigen Kimiawi (KOK)
Air
Limbah
Pewarnaan
285 - 29310. Djohan, T.S. Distribusi dan Kemelimpahan Vegetasi Bakau di Ekosistem Hutan Rusak
Segara Anakan Jawa
Tengah
294 - 30211.
Muhdi;
Elias; Murdiyarso,
D.;
Matangaran, J.R.Kerusakan Tegakan Tinggal AkibatPemanenan Kayu Reduced Impact Logging dan Konvensional di Hutan Alam
Tropika
303 - 3 t IDiterbitkan
oleh:Pusat
Studi
Lingkungan Hidup Universitas Gadjah Mada
(PSLH UGM)
tssN
0854-5510
Terakreditasi Berdasarkan
SK Dirjen
Dikti No.
66b/DlKTl/Kepl2011
Tanggal 9
September
20116.
7.
8.
J. MANUSIA DAN LINGKUNGAN, Vol. 19, No.3, November,20l2,207-217
ANALISIS POLA INTERAKSI SERANGGA-GULMA
PADA
EKOSISTEM
SAWAH
SURJAN
DAN LEMBARAN YANG
DIKELOLA
SECARA
ORGANIK
DAN KONVENSIONAL
(Analysis of Insect-Weed
fnteraction
Patternin
Surjan
andLembaran
RiceFarm
Ecosystems under Organic and Conventional Managements)Tien
Aminatur*, Edhi Martono**,
Suratman
Woro S***,
dan
S.Djalal
Tandjung****
.'-Tffi#I*H*fl:rTffi*
'l"l' {cFakultas
Biologi
UGM
e-mail : tienaminatun@yahoo. comDiterima: 24 Agustus 2012 Disetujui:3 September 2012 Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis struktur food web dalam pola interaksi serangga-gulma pada ekosistem sawah surjan dan lembaran yang dikelola secara organik dan konvensional.
Penelitian dilakukan pada enam petak sawah surjan dan enam petak sawah lembaran di daerah Kulon
Progo dalam dua musim tanam pada bulan Desember 2009 sampai Juli 2010. Baik sawah surjan maupun
sawah lembaran, masing-masing dibedakan dalam dua pengelolaan, yaitu pengelolaan organik dan konvensional, dengan ulangan masing-masing tiga petak. Lima plot ukuran
lxl
m ditempatkan pada masing-masing petak yang tidak diubah posisinya sampai berakhir satu musim tanam. Inti dari penelitian lapangan ini adalah menghitung jenis dan kelimpahan gulma setiap tiga minggu sekali untuk setiap petak, demikian juga untuk jenis dan kelimpahan dari serangga herbivora untuk setiap jenis tanaman/gulma pada setiap plot. Analisis data dilakukan dengan program Bipartite in R statistics 2.12.0, dan dilakukan uji pengaruh tipe sawah dan cara pengelolaan lahan terhadap struktur dan network level (iumlah jenis trofikatas, jumlah jenis trofik bawah, keterhubungan, diversitas Shannon, dan kemerataan interaksi) dengan menggunakan General Linear Model (GLM) dalam program SPSS 17.0. Hasil penelitian sawah surjan
yang dikelola secara organik mempunyai pola interaksi serangga-gulma yang lebih kompleks dengan lebih banyak
link
interaksi, jumlah jenishofik
atas dan bawah, indeks diversitas Shannon, dan kemerataan interaksi yang lebih tinggi, serta keterhubungan (connectance) yang lebih rendah.Kata kunci: pola interaksi serangga-gulma, ekosistem sawah surjan, ekosistem sawah lembaran, pengelolaan organik, pengelolaan konvensional
Abstract
The aims of this research was to analyse food web structure of insect-weed interaction
in
surjan and lembaran rice field ecosystems under organic and conventional managements. We observed six rice fieldsof local farms called "surjan" rice fields, and six rice fields
of
"lembaren" farms in Kulon ProgoDistrict, central Java, in two planting seasons in December 2009 until July 2010. They were divicled into two types of managements, i.e. organic and conventionalfarming. Five
lxl
m plots perfieldwere taken as sampling units and were not changed until the end of the planting season. The type and abundance oJ each type of weeds wet'e recorded every tlree weelcs, ancl countedfo, accordingly. In the similar way, type and abundance of herbivore insects were obseruedfor
each weed in each plot. Data analyses were conducted in Bipartite program of R Slatistics 2.12.0, and the efeet offarm type and management on network level of food web structure (number of higher trophic species, number of lower trophic species, connectane, Shannon diversity index and interaction evenness) was tested per field using General Linear208 J. MANUSIA DAN LINGKI.'NGAN Vol. 19, No. 3
more much links in food web structure, more number of higher and lower trophic species, Shannon diversity and interaction evenness, and less connectance.
Keywords; insect-weecl interaction pattern, surjan rice farm ecosystem, lembara n rice farm ecosystem, organic managem.enL conventional management
PENDAHULUAN
Serangga
dan
gulma
merupakankomponen penting pada ekosistem sawah. Serangga herbivora dapat menjadi hama
bagi
tanaman budidayamaupun
gulma(Kalshoven, 198 1 ; Mangoendihardjo, 1982),
sedangkan gulma, sebagai tumbuhan liar
yang tidak
dibudidayakan,
dapatberkompetisi dengan
tanaman budidaya untuk memperebutkan cahaya matahari, air dan zat hara (Moenandir, 1993).Di
sisi lain,gulma juga dapat berfungsi sebagai tanaman
perangkap,
yaitu
sebagaiinang
alternatif bagi serangga hama, dan penyedia makananbagi serangga musuh alami dewasa karena
gulma tersebut menyediakan
polen
bagiparasitoid dewasa (Soegiarto
dan
Baco,1993). Dengan
demikian,
ada
interaksi serangga-gulmayang
berpengaruh padaekosistem sawah
Interaksi
terjadi
padalevel
komunitas,banyak terdapat variasi pada setiap level organisasi (individu, populasi, spesies) dan mereka saling berinteraksi dengan banyak
cara, sehinga interaksi yang terjadi sangat
rumit
dan kompleks (Verhoef dan Morin,2010).
Kegiatan pertanian memporgaruhikuantitas
dan
tipe
interaksi
di
antaraorganisme karena kegiatan pertanian tersebut
pada umurnnya mengurangr komposisi dan diversitas spesies (Abrahamson, 1989). Pola
interaksi dapat ditunjukkan dengan analisis
food web.
Modifikasi habitat dan aplikasipestisida
pada
ekosistem
pertanianberpengaruh terhadap
stuktur
food
web (Schoenly etal.
1996; Tylianahs et al. 2007;Van
Veenet al.
2008; Macfaydenet
al. 2009). Aspek biodiversitas,yaitu
richness(kekayaan
lenis)
dan evenness (kemerataanjenis)
dapat digunakan untuk menganalisis strukturfood
web. Pertanian organik (tanpaaplikasi pestisida dan pupuk
kimia)
dapat meningkatkan richness dan evenness sertapengendalian hama secara alami (Crowder et
a|.,2010).
Mengingat dampak negatif dari aplikasi pestisida d,alam kegiatan pertanian terhadap
lingkungari,
maka
dewasa
ini
mulai digalakkan pengendalian alami atau hayatidalam pengendalian hama. Oleh karena itu,
sawah organik yang menghindari pemakaian bahan-bahan
kimia,
seperti pestisida untukpengendalian
hama,
mulai
banyak dikembangkan.Menurut
Untung
(2006),pengendalian hayati pada ekosistem sawah pada prinsipnya adalah pengaturan populasi
organisme
oleh
mekanisme
saling keterkaitan (interaksi) antar anggota suatu komunitas sawah pada jenjang tertentu.Dari
uraian
di
atasmaka
diperlukanpenelitian
yang
mendalam tentang polainteraksi
serangga-gulmapada
ekosistemsawah dalam rangka upaya pengendalian
hama secara alami atau
hayati.
Di
daerahpesisir
Kulon
Progo
terdapat ekosistem sawah yang khas dan menarik untuk diteliti dengan adanyamodifikasi
habitat, yaitu sawahsurjan.
Menurut
Marwasta danPriyono
'(2A07),
sistem surjan
yangditerapkan sepanjang tahun di pesisir Kulon
progo
merupakanbentuk
adaptasi petaniterhadap
kondisi
geografiswilayah
yang bertopografi rendah dan mudah tergenangair.
Wilayah pesisir secara geomorfologis merupakan satuan datarafi fluviomarin yangterbentuk sebagai hasil kerjasama aktivitas sedimentasi,
yang
dimanfaatkan untuk pertanian lahan basah (sawah). Mengingatsatuan lahan
ini
secara genesis bekas lagunayang
dulunya tergenang sepanjang tahun, maka drainase permukaannya buruk.Sawah surjan disebut demikian karena
morfologi dari lahan sawah
ini jika
dilihat dari atas tampak bergaris-garis seperti baju surjan yang biasa dipakai orang Jawa tempodulu. Tampak bergaris-garis karena terdiri
atas alur-alur tinggi dan rendah.
Alur
yangrendah
(bagian'
bawah) ditanami
padi,sedangkan bagian alur yang tinggi (guludan) ditanami palawija. Dengan demikian,
eko-November 2012 AMINATUN, T., DKK.: ANALISIS POLA 209
sawah lembaran dengan
kode
NSIB, NS2B, dan NS3B, yang pengelolaannyadiserahkan
kepada
petani
(secara konvensional).Penelitian
ini
menggunakan pendekatanekosistem.
Objek formal
dalam penelitianini
adalah komponen-komponen penyusunekosistem sawah,
yaitu
populasi seranggadan
gulma
yang
berinteraksi
dalam ekosistem sawah tersebut. Sebagai variabel bebas dalam penelitian eksperimental ini adalahtipe
sawahdan
eara pengelolaanlahan.
Tipe
sawah
meliputi dua variabel,yaitu
sawah surjandan
sawah lembaran.Carc
pengelolaanlahan
meliputi
duavariabel,
yaitu
cara organik
dan
carakonvensional.
Variabel tergayut
dalampenelitian
ini
adalah strukturfood
web 2trofik tanaman-serangga herbivora.
Bahan yang digunakan adalah serangga dan gulma yang diamati secara insitu pada petak-petak penelitian, sedangkan alat-alat yang digunakan adalah:
tali
rafra, patok,buku
identifikasi gulma,buku
identifikasi serangga, alatfulis
dan kamera. Penelitian dilakukan selamadua
kali
musim tanampadi.
Jadwal penelitian mengikuti musim tanam(MT) padi
yang
dilakukan secara serempakdi
lokasi penelitian, yaitu;MTl
bulan Desember 2009
-
Maret 2010; dan MT2 bulan April-
Juli 2010.Lahan sawah dibedakan atas lahan yang
pengelolaannya dilakukan oleh petani lokal
pada
umurmya
dan lahan
yangpengelolaannya
dilakukan
dengansistem sawah surjan
memiliki
lingkungan pertanianyang ktras. Morfologi
sawahsu{an yang
demikian
itu
kemungkinan berpengaruh terhadap komposisi seranggadan
gulma yang
menyusun komunitas sawah, termasukjuga
interaksiserangga-gulma yang te{adi di dalamnya.
Berdasar
latat
belakangdi
atas, makapermasalahan
dal*m
penelitianini
adalah bagaimanakahpola
Qnainpattern)
dariinteraksi
serangga-gulmapada
ekosistemsawah surjan dan lembaran yang dikelola
secara organik dan konvensional, sehingga
tujuan dari
penelitian
ini
adalah menganalisis strulcturfood
web dalam polainteraksi
serangga-gulmapada
ekosistemsawah surjan dan lembaran yang dikelola secara organik dan konvensional.
METODE
PENELITIAN
Lokasi
penelitian
adalahpada
lahansawah surjan dan sawah lembaran
di
DesaPleret,
Kecamatan Panjatan, KabupatenKulon
hogo
yang
merupakan wilayahpesisir.
Objek'material
dari
penelitianmeliputi
12
petak
sawah dengan
luasmasing-masing
*
500 m2, dengan perincian sebagai berikut (Gambar 1.):a. Tiga (3) petak sawah surjan dengan kode
SlA,
S2A dan S3A, serta tiga (3) petaksawah lembaran dengan
kode
NS 1A,NS2A, dan NS3A, yang pengelolaannya diarahkan oleh peneliti (secara organik) b. Tiga (3) petak sawah surjan dengan kode
SlB,
S2B, dan S3B, serta tiga (3) petak210
pengarahan
dari
peneliti.
Untuk
sawah surjan, pada bagian alur ditanami padi baikpada musim tanam
I
(MTI)
maupunMT
II,sedangkan di bagian guludan ditanami cesim
(Brassica rapa) pada
MT
I
dan cabai merah(Capsicum annum)
pada
MT
II.
Untuksawah
lembaran
semua
lahan
hanyaditanami padi baik pada
MT
I
maupun MTII.
Jenis padi yang ditanam adalah varietasIR
64 karena jenisini
yang paling banyak ditanam oleh petani di lokasi penelitian.Untuk pengelolaan lahan yang diarahkan
oleh peneliti,
cara pengolahan tanah danpenyemaian
bibit
padi
dilakukan
samadengan yang dilakukan oleh petani di lokasi
penelitian
pada
umumnya.
Perbedaanterletak
pada
pemupukan
(penggunaanpupuk organik) serta pengendalian hama dan
gulma
(tanpa aplikasi
pestisida
dan herbisida). Gulma pada lahanini
dibiarkantumbuh
tanpa
gangguan.
Jika
ada penyianganyang
dilakukanoleh
petani,maka penyiangan
dilukukan
dengan sangatterbatas,
yaitu
hanya
dengan mencabutgulma yang tampak tumbuh tinggi saja, dan terbatas hanya pada gulma yang berada di luar plot-plot sampling. Plot-plot sampling tetap dibiarkan tanpa gangguan sama sekali
(undisturbed). Pemupukan tanaman padi
yang dilakukan dengan arahan dari peneliti sesuai dengan Andoko (2008).
Langkah selanjutnya setelah ditetapkan
petak-petak penelitian adalah membuat plot sampling sebanyak
5 plot
di
setiap petak lahan penelitian dengan luas masing-masingplot adalah
lXl
m2. Penempatan plot padatiap
petak lahan
dilakukan
secara reguler/sistematik (Untung, 2006).Pencatatan jenis-jenis dan jumlah gulma yang terdapat pada setiap plot di setiap petak
penelitian dilakukan
secaraperiodik
3 minggu sekali, yaitu pada minggu pertama,ke4,
ke-7, ke-10 dan ke-13 setelah tanampadi, dilakukan baik pada MT I maupun MT
II,
bersamaan dengan pengamatan seranggadilakukan secara
insitu
pada
setiap plotpengamatan. Serangga yang diamati terbatas
untuk serangga yang
aktif
pada siang harisaja,
dibedakan
atas
serangga
hama(herbivora), serangga predator dan parasitoid
(musuh
alami)
dan
serangga saprofag(netral).
Identifikasi
jenis
seranggaJ. MANUSIA DAN LINGKLINGAN Vol. 19, No. 3
dilakukan secara insitu,
jika
ada jenis yangbelum dapat diketahui secara
insitu
makadiambil sampel
dari luar
plot
pengamatanuntuk
diidentifikasi
di
LaboratoriumEntomologi Fakultas
Pertanian
UGM.Identifikasi dilakukan sampai
tingkatfamilia,
untuk
seranggayang
familiar identifikasi dapat dilakukan sampai tingkat genus atau bahkan sampai tingkat spesies.Analisis
data
dilakukan
dari
hasil pengamatandan
penghitungan populasi seranggadan
gulma.
Strukturfood
webdianalisis dengan program bipartite dalam
program R-statistics, dengan melihat gambar
food web dan network level-nya. Dilakukan
uji
pengaruh
tipe
sawah
dan
carapengelolaan
lahan
terhadapstruktur
dannetwork
level (umlah
jenis trofik
atas,jumlah
jenis
trofik
bawah, keterhubungan,diversitas
Shannon,
dan
kemerataaninteraksi)
dengan menggunakan General Linear Model (GLM) dalam program SPSS17.0.
HASIL
DAN PEMBAHASAN Deskripsi Ekosistem Sawah di Daerah PenelitianLokasi penelitian terletak
di
Desa Pleret,Kecamatan Panjatan, Kabupaten Kulon Progo, Daerah Istimewa Yogyakarta, lebih tepatnya pada posisi 07o
56'
LS
dan I l0o09'BT.
Kondisi
iklim
makro berdasarkankriteria Schmidt dan Ferguson adalah tipe D,
sedangkan berdasar kriteria Oldeman adalah
tipe
E.
Secara geomorfologi, daerahpenelitian mempunyai bentuk lahan pesisir
yang
berupa dataranfluviomarin.
Jenistanah
daerah
ini
adalah
aluvial,
yangtersusun atas lempung
debu
(lanau) dan bahan organik sisa rumput dan tumbuhanrawa,
serta
sedikit pasir
halus
yang merupakan endapan fluviomarin.Keadaan
hidrologi
daerah
penelitiandicirikan
dengankondisi
drainase yang buruk, mudah tergenang air, sehingga sawahsurjan menjadi bentuk
adaptasi petaniterhadap
kondisi
hidrologisini.
Sumberirigasi untuk
mengairi
sawahdi
daerahpenelitian
berasal
dari
Sungai
Serang (Bendungan PekikJamal).
Di
daerahini
juga terdapat Sungai Bugel yang berfungsi210 J. MANUSIA DAN LINGKLINGAN Vol. 19, No. 3
dilakukan secara insitu,
jika
ada jenis yangbelum dapat diketahui secara
insitu
makadiambil sampel
dari
luarplot
pengamatanuntuk
diidentifikasi
di
LaboratoriumEntomologi Fakultas
Pertanian
UGM.Identifikasi dilakukan sampai
tingkatfamilia,
untuk
seranggayang
familiar identifikasi dapat dilakukan sampai tingkat genus atau bahkan sampai tingkat spesies.Analisis
data
dilakukan
dari
hasil pengamatandan
penghitungan populasi seranggadan
gulma.
Strukturfood
webdianalisis dengan program bipartite dalam
program R-statistics, dengan melihat gambar
food web dan network level-nya. Dilakukan
uji
pengaruh
tipe
sawah
dan
carapengelolaan
lahan
terhadapstruktur
dannetwork
level (umlah jenis
trofik
atas,jumlah
jenis
trofik
bawah, keterhubungan,diversitas
Shannon,
dan
kemerataaninteraksi)
dengan menggunakan General Linear Model (GLM) dalam program SPSS17.0.
HASIL
DAN PEMBAHASAN Deskripsi Ekosistem Sawah di Daerah PenelitianLokasi penelitian terletak
di
Desa Pleret,Kecamatan Panjatan, Kabupaten Kulon Progo, Daerah Istimewa Yogyakarta, lebih tepatnya pada posisi 07o
56' LS
dan 1l0o09'BT.
Kondisi
iklim
makro berdasarkankriteria Schmidt dan Ferguson adalah tipe D,
sedangkan berdasar kriteria Oldeman adalah
tipe
E.
Secara geomorfologi, daerahpenelitian mempunyai bentuk lahan pesisir
yang
berupa dataranfluviomarin.
Jenistanah
daerah
ini
adalah
aluvial,
yangtersusun atas lempung
debu
(lanau) dan bahan organik sisa rumput dan tumbuhantawa,
serta sedikit
pasir
halus
yang merupakan endapan fluviomarin.Keadaan
hidrologi
daerah
penelitiandicirikan
dengankondisi
drainase yangburuk, mudah tergenang air, sehingga sawah
surjan menjadi bentuk
adaptasi petaniterhadap
kondisi
hidrologisini.
Sumberirigasi untuk
mengairi
sawahdi
daerahpenelitian
berasal
dari
Sungai
Serang (Bendungan PekikJamal).
Di
daerahini
juga terdapat Sungai Bugel yang berfungsi pengarahandari
peneliti.
Untuk
sawahsurjan, pada bagian alur ditanami padi baik
pada musim tanam
I
(MTI)
maupunMT
II,sedangkan di bagian guludan ditanami cesim
(Brassica rapa) pada
MT
I
dan cabai merah(Capsicum annum)
pada
MT
II.
Untuksawah
lembaran
semua
lahan
hanyaditanami padi baik pada
MT
I
maupun MTII.
Jenis padi yang ditanam adalah varietasIR
64 karena jenisini
yang paling banyak ditanam oleh petani di lokasi penelitian.Untuk pengelolaan lahan yang diarahkan
oleh peneliti,
cara pengolahan tanah danpenyemaian
bibit
padi
dilakukan
samadengan yang dilakukan oleh petani di lokasi
penelitian
pada
umumnya.
Perbedaanterletak
pada
pemupukan
(penggunaanpupuk organik) serta pengendalian hama dan
gulma
(tanpa aplikasi
pestisida
dan herbisida). Gulma pada lahanini
dibiarkantumbuh
tanpa
gangguan.
Jika
ada penyianganyang
dilakukanoleh
petani,maka penyiangan
dilukukan
dengan sangatterbatas,
yaitu
hanya
dengan mencabutgulma yang tampak tumbuh tinggi saja, dan terbatas hanya pada gulma yang berada di luar plot-plot sampling. Plot-plot sampling
tetap dibiarkan tanpa gangguan sama sekali
(undisturbed). Pemupukan tanaman padi
yang dilakukan dengan arahan dari peneliti sesuai dengan Andoko (2008).
Langkah selanjutnya setelah ditetapkan
petak-petak penelitian adalah membuat plot sampling sebanyak
5
plot
di
setiap petaklahan penelitian dengan luas masing-masing
plot adalah
lXl
m2. Penempatan plot padatiap
petak lahan
dilakukan
secara reguler/sistematik (Untung, 2006).Pencatatan jenis-jenis dan jumlah gulma
yang terdapat pada setiap plot di setiap petak
penelitian dilakukan
secaraperiodik
3minggu sekali, yaitu pada minggu pertama,
ke-4, ke-7, ke-10 dan ke-13 setelah tanam
padi, dilakukan baik pada MT I maupun MT
II,
bersamaan dengan pengamatan seranggadilakukan secara
insitu
pada
setiap plotpengamatan. Serangga yang diamati terbatas
untuk serangga yang
aktif
pada siang harisaja,
dibedakan
atas
serangga
hama(herbivora), serangga predator dan parasitoid
(musuh
alami)
dan
serangga saprofagNovember 2012
sebagai saluran drainase yang bermuara ke Sungai Progo.
Di
lokasi
penelitian,
lahan
sawahdibedakan menjadi sawah sudan dan sawah lembaran. Sawah surjan terdiri atas alur dan
guludan
yang
ditanami
dengan
jenis tanaman budidaya bermacam sayuran danpalawija yang ditanam secara tumpangsari
dan
tumpanggilir, sedangkan
sawahlembaran seperti sawah pada umunmya yang
hanya ditanami
padi
tanpa
ada
bagian guludan yang kering (Gambar 2.).Cara budidaya petani di daerah penelitian pada umumnya adalah cara konvensional
(ada aplikasi pestisida dan pupuk kimia),
tetapi
sebagianpetani
khususnya petanisawah surjan biasa menambahkan pupuk
organik
(kompos
dan
pupuk
kandang)sebagai
pupuk
dasardi
bagian guludan.Khusus untuk penelitian
ini
maka diadakanbudidaya
cara
organik (tanpa
aplikasipestisida
dan
pupuk
kimia)
untuk membandingkan antara ekosistem sawahorganik
dan
konvensional,dengan
carapengolahan tanah yang sama dengan
biasa dilakukan
oleh
petani
lokalumumnya.
Perbedaan terletak pada macam, dosis
dan frekuensi pemberian pupuk, sedangkan pada pertanian organik populasi serangga
hama
tidak
dikendalikan secara
kimiadengan pestisida
tetapi
dibiarkan undisturbed agar mekanisme pengendalianalami dapat te{adi.
Analisis Pota Interaksi Serangga-Gulma Berbagai hasil kajian menyatakan bahwa
pola
interaksi dapat dilihat dengan analisisAMINATI-IN, T., DKK.: ANALISIS POLA
2ll
yang
pada
stnrktur
food
web,
sehingga memerlukananalisis richness
dan
evenness yangmerupakan
unsur
biodiversitas, sedangkankegiatan pertanian
organik
dapat meningkatkan richnessdan
evenness serta pengendalianhama
secara alamr/ hayati(Schoenly et
al.,
1996; Gibson etal.,
2007; Tylianakis et a|.2007; Van Veen et a1.,2008; Macfayden et al., 2009; Crowder et a1.,2010). Hasil penelitian di dataran fluviomarine KulonProgo
ini
menunjukkan bahwa ekosistem sawah surjan dengan pengelolaan organik menghasilkan pola interaksi serangga-gulma yang paling kompleks dengan banyak link interaksi, yang berarti mempunyai richnessdan evenness yang paling tinggr.
Dalam peneltian ini
food
web distrukturuntuk
menggambarkan interaksi bipartitedua
trofik
antara serangga herbivora dan tanamanlgulma.Dalam
menggambar webdigunakan konvensi yang sama seperti Van Veen et al. (2008). Tanaman/gulma sebagai /losr disusun sebagai suatu seri pada bar di bagian bawah. Lebar bar tergantung pada
kemelimpahan kumulatif dalam satu musim
tanam.
Serangga herbivora disusun di bagian atas sebagai suatu seri pada bar yang lebarnya proporsional dengan kemelimpahankumulatif.
Lebarbar
serangga herbivoraakan
bertambah
sesuai
dengan bertambahnya frekuensi kehadiran seranggatersebut pada suatu jenis tanaman/gulma.
Struktur "food
web
digambarkan untuk setiap petak penelitian pada setiap musimtanam.
Jadi,
dalamhal
ini
terdapat 12 gambar visual untuk setiap musim tanam.Gambar 3 dan 4 mewakili gambaran visual struktur
food
web
dafi interaksi212 J. MANUSIA DAN LINGKI-INGAN Vol. 19, No. 3
_.-?$.*..*-.. *_; __ -:: ", **
Gambar 3. Stnrktur foodweb dan interaksi serangga-gulma pada MT II pada sawah surjan
organik petak S1A (atas) dan pada sawah surjan konvensional petak S18 (bawah).
gulma.
Dari
Gambar3
tampak sekaliperbedaan antara sawah surjan organik dan konvensional,
yaitu
sawah surjan organik mempunyaijumlah
link
(interaksi) lebih banyak daripada sawah surjan konvensional,tetapi antara sawah lembaran organik dan
konvensional (Gambar
4.)
tidak
tampak perbedaan yangberarti.
Perbedaan tampakjelas
juga
antara sawah surjan dan sawah lembaran,yaitu
sawah surjan mempunyailink
(interaksi)lebih rumit
dibandingkan sawah lembaran.Untuk melihat tingkat interaksi (network leve[), dilakukan analisis statistik dengan program bipartite
in R
statistics. Tabell.
menampilkan
statistik
dari
network levelyang meliputi jumlah
jenis
trofik
atas (numberof
higher trophic species), jumlahjenis
hofik
bawah (number of lower trophicspecies),
keterhubungan
(connectance),diversitas Shannon (shannon diversrty), dan kemerataan interaks
i
(interaction evennes s).Dalam
hal
ini,
numberof
higher trophicspecies
menunjukkan
kekayaan
jenis serangga herbivora yang berinteraksi dengantanaman/gulma, sedangkan number of lower trophic species menunjukkan kekayaan jenis
tanaman/gulma
yang
berinteraksi dengan serangga herbivora.Pertanian organik mempunyai kekayaan
jenis
(species richness) yanglebih
tinggi pada semua leveltrofik
(Macfaydenet
al.2009). Tabel
I
menunjukkan bahwa jumlahjenis trofik
bawah
(kekayaan
jenis tanaman/gulma) pada sawah yang dikelolasecara organik lebih tinggi daripada sawah yang dikelola secara konvensional (cr
-
0,05;sig.
:
0,035), dan jumlahjenis
trofik
atas (kekayaanjenis
serangga herbivora) juga cenderunglebih tinggi
meskipun secara statistiktidak
signifikan(a
:
0,05; sig. = 0,351). Selain itu, sawah surjan mempunyaikekayaan
serangga
herbivora
dantanaman/gulma secara signifikan lebih tinggi daripada sawah lembaran
(a
=
0,05; sig.:
0,002 untuk
kekayaanjenis
seranggaherbivora
dan sig.
0,000untuk
kekayaanjenis
tanaman/gulma). Perbedaan musim tanamjuga
menunjukkan perbedaan yangsignifikan
dari
kekayaanjenis
serangga herbivora, tetapi perbedaan kekayaan jenistanaman/gulma tidak signifikan antara
MT
I
dan
MT
II.
PadaMT
II
kekayaan jenisserangga herbivora secara signifikan lebih rendah daripada
MT
I
(a
_
0,05;sig.
= 0,001), karena ada dominasi oleh hama padi Scotinophoracoarcata
Fab.
(kepindingtanah).
Dalam
food
web dari
S
spesies,November 2012 AMTNATTII\i, T., DKK.: ANALISIS POLA 2t3
Gambar 4. Struktur foodweb dan interaksi serangga-gulma pada MT IIpada sawah lembaran
organik petak
NSlA
(atas) pada sawah lembaran konvensional petak NS2B (bawah)link
yangriil
(L)
dibagi dengan jumlah link yang mungkin(St
atau S(S-1)jika
tidak memasukkanlink
kanibalistik),yaitu jika
semua spesiesberinteraksi.
Connectancemempunyai
efek
yang
kuat
terhadapgambaran
struktural, seperti
distribusi frekuensi dari jumlahlink
per spesies, dansudah
lama
diketahui
mempengaruhistabilitas food web. Connectance alcan turun dengan naiknya kekayaan spesies (Verhoef
dan Morin, 2010). Macfayden et al. (2009) menemukan perbedaan connectance yang
signifikan
antara pertanianorganik
dan konvensional. TabelI
menunjukkan bahwaconnectance
pada sawah
denganpengelolaan organik cenderung lebih rendah
daripada
sawah
dengan
pengelolaankonvensional, meskipun
perbedaannyasecara statistik
tidak
signifikan(a
:
0,05;sig.
=
0,652), tetapi ada perbedaan yangsignifikan antara sawah surjan dan lembaran
(cr = 0,05; sig.
:
0,001) dan antara MTI
danMT
II
(a
:
0,05; sig.=
0,003).
Sawahlembaran mempunyai connectance yang
lebih tinggi daripada sawah surjan, dan MT
II
lebih tinggi daripada MT I.Indels
Shannon(H')
atav
Shannondiversity adalah yang paling sering digunakan dalam ekologi komunitas. Nilai ini akan naik
dengan naiknya jumlah spesies dan distribusi
individu
dari
setiap spesieslebih
merata (Ludwig dan Reynolds, 1988). Kirwan et al.(2009) menunjukkan diversitas berpengaruh terhadap interaksi interspesifik dalam arah dan besarannya. Hasil
uji
statistik dari Tabel I menunjukkan adanya perbedaan diversitasShannon yang signifikan antara sawah dengan
pengelolaan organik dan konvensional
(a
-0,05; sig.
:
0,003), antara sawah su{an danlembaran
(u,:
0,05; sig. = 0,000), dan antaraMT
I
danMT
tr
(a
:
0,05; sig.:
0,000).Diversitas Shannon
pada
sawah denganpengelolaan organilg sawah suq'an dan
MT
I
lebih tinggr
daripada
sawah
dengan pengelolaan konvensional, sawah lembaran dan MT tr.Kemerataan
interaksi
(interaction evenness) adalah ukuran keseragaman aliranenergi
dari
banyakjalan
interaksi yangberbeda-beda.
Modifikasi
habitat menyebabkanperbedaan
besar
dalamkemerataan
interaksi
(Tylianakis
et
al.2007).
Hasil
uji
statistikdari Tabel
I menunjukkan adanya perbedaan kemerataan2t4 J. MANUSIA DAN LINGKUNGAN Vol. 19, No. 3
Tabel
l.
Hasil analisis network level dengan program bipartite in R statisticsPetak Parameter dari network level
Jumlah
Jumlahjenis
jenis trofikatas
frofikbawah
Keterhubungan Diversitas Shannon
Kemerataan interaksi
MTI MT II MTI MT II MTI MT II
MT MT MT
MTIUIII
slA S2A 53A SIB S2B s3B NSIA NS2A NS3A NSIB NS2B NS3B23
1622
16t7
20r7
1718
l816
14t7
122t ll
167
t4
13t6 ll
19
t4t7 l8
0.1509ll
ll
0.t69413 t2
0.14939
11
0.17659
13
0.2037l0
8
0.17505
2
0.29417
I
0.19055
I
0.26256
I
0.28s75
2
0.33754
2
0.34210.2153
2.5355
2.59n0.2273
2.2840
2.33730.1625
2.390t
t.69970.2085
2.6230
1.36760.179s
2.8406
1.25500.2500
2.3301
0.64380.54t7
L9875
0.1358I
2.2778
0.1676I
2.3926
0.0846I
I.4130
0. 19600.5454
t.892t
0.t2430.5357
I .2150
0.20150.6218
0.62780.6150
0.63360.6836
0.46390.79s9
0.37330.8120
0.33580.6993
0.19320.6t75
0.0s290.6836
0.06990.7859
0.04350.M46
0.07640.574t
0.05000.3729
0.07Minteraksi
yang signifikan
antara
sawahdengan
pengelolaan
organik
dan konvensional (o = 0,05; sig, = 0,014), antarasawah surjan dan lembaran (o = 0,05; sig. = 0,000), dan antara
MT
I
danMT
II
(a
= 0,05; sig.=
0,000).
Kemerataan interaksi pada sawah dengan pengelolaan organik,sawah surjan dan MT
I
lebih tinggi daripadasawah dengan pengelolaan konvensional, sawah lembaran dan MT II.
Dari hasil analisis pada Tabel
I
di
atas dapat dinyatakan bahwa terdapat perbedaanyang signifikan
antara sawah suq'an dansawah
lembaran
yang
menyebabkanperbedaan struktur
food
web antara keduatipe
sawah tersebut,yaifu
sawah surjanmempunyai
level
biodiversitas yang lebihtinggi
dalam hal kekayaan spesies maupuninteraksi spesies, baik pada
MT
I
maupunMT II.
Perbedaan strukturpod web tersebutdihurjukkan dengan perbedaan jumlah jenis
hofik
bawah,jumlah
jenis
trofik
atas,keterhubungan (connectance), diversitas
shannon dan kemerataan interaksi. Belum
ada referensi atau penelitian terdahulu yang
membandingkan struktur
food
web
antara sawah sudandan
lembaran,tetapi
dapat dijelaskan bahwa pola tanam polikultur yangmenyebabkan
sawah
surjan
mempunyai kekayaan spesiesyang
lebih tinggi
padasemua
level
trofik.
Beets(1982)
telahmenjelaskan bahwa
pola
tanampolilultur
meningkatkan biodiversitas dan kesempatan interalcsi spesies.Selain hal
di
atas, ekosistem sawah surjanjuga terdiri dari dua subsistem yang berbeda,
yaitu
terestrial pada bagian guludan danakuatik pada bagian
alur.
Hal
itu
dapatmenyebabkan perbedaan kekayaan jenis antara sawah surjan dan sawah lembaran
yang hanya mempunyai sistem akuatik saja.
Tylianakis
et
al.
(2007) telah menemukanbahwa modifikasi habitat dapat mengubah
struktur/ood web.
Dalam hal
perbandingan
antarapengelolaan
organik
dan
konvensional, Macfayden et al. (2009) menemukan bahwapertanian
organik
meningkatkan
levelbiodiversitas
dalam
hal
kekayaan
dan interaksi spesies. Gibson etal.
(2007) juga menemukan bahwa lahan pertanian organik mempunyai kekayaan jenis tumbuhan lebihtinggi
daripada
lahan
pertaniankonvensional. Pada Tabel
t
hasil penelitian ini juga menunjukl<an bahwa kekayaan jenisNovember 2012
secara signifikan lebih tinggi daripada sawah konvensional. Hal
ini
dikarena pada sawahorganik
tidak
dilakukan penyiangan danaplikasi herbisida seperti
yang
dilakukanpada sawah konvensional.
Sawah
organik
cenderung mempunyaikekayaan serangga herbivora
lebih
tinggi daripada sawah konvensional, meskipunsecara statistik tidak
signifikan.
Demikianjuga
halnya
dengan connectance, sawah organik cenderung mempunyai connectanceyang
lebih
rendah
daripada
sawah konvensional, meskipun perbedaan tersebuttidak
signifikan
secara
statistik.Connectance
yang lebih
rendah
ini menunjukkan kekayaan spesies yang lebihtinggi
danlebih
banyaklink
atau spesiesyang
berinteraksi(Verhoef
dan
Morin,2010).
Diperkirakanbahwa
perbedaan kekayaan spesies serangga herbivora dan connectanceantara sawah
organik
dan konvensional akan signifikan dengan waktu pengamatan yang lebih lama(lebih
dart 2 musim tanam), mengingat bahwa praktek pertanian organikini
baru dilakukan selamadua musim tanam (sekitar 6
bulan).
Sepertihalnya yang dilakukan oleh Van Veen et al.
(2008) yang
melakukan analisis strukturfood
web pada interaksi serangga herbivoradan
musuh alaminyayang
membutuhkanwaktu pengamatan
1 tahun.
Akan tetapi,hasil
uji
statistik dari TabelI
menunjukkan bahwa secara signifikan diversitas Shannondan
kemerataaninteraksi
pada
sawahorganik
lebih tinggi
daripada
sawah konvensional, baik padaMT
I
maupunMT
It
Struktur/ood web antara MT
I
danMT
II
berbeda secara
signifikan pada
semua parameter,yaitu
kekayaanjenis
seranggaherbivora
yang terlibat
interaksi,connectance,
Shannon
diversity,
dan interaction evenness, kecuali pada kekayaanjenis tanaman/gulma yang terlibat interaksi.
Hal
ini
karenajenis-jenis
gulma
yangberinteraksi dengan
serangga herbivora antaraMT
I
dan
MT
II
tidak
berbeda, artinya jenis-jenis gulma itulah yang selalueksis pada setiap musim tanam dan selalu
berinteraksi dengan serangga herbivora.
AMINATLI{, T., DKK.: ANALISIS POLA 215
Pada
MT
II,
khususnyapada
sawahlembaran,
hama
padi
Scotinophoracoarctata
Fab.
(kepindingtanah)
sangatdominan
dan
berinteraksibaik
dengan tanaman padi maupun gulma, dan terdapat 3 petak sawah penelitian (petak NS2A, NS3A dan NS3B) yang tidak dapat divisualisasikan struktur/ood web-nya karena hanya terdapatsatu
jenis
yang
berinteraksipada trofik
bawah,
yaitu
tanaman
padi,
yangberinteraksi dengan
serangga herbivora denganjenis
Scotinophora coarctata Fab. yang dominan. PadaMT
II
ini,
kedalaman genangan air yang tinggi pada awal musimtanam
dan
cenderung
kering
padapertengahan sampai
akhir
musim
tanam menyebabkan hanya sedikit jenis gulma sajayang
dapat
hidup. Hal ini
dapatdibandingkan dengan
penelitian
disertasiTindall
(2004) bahwa perendaman lahansawah lebih awal (pada saat tanaman padi tahap
2-3
daun) dapat mengontrol gulma padt red rice (Oryza sativaL),
tetapi dapatmempercepat pertumbuhan
populasiserangga
hama
rice water
weevil (Lissoroptus oryzophilus Kuschel), karenaserangga
tersebut dapat
lebih
mudahmeletakftan telurnya
pada daun
tanamanpadi yang terendam air.
Kepinding tanah
(Scotinophora coarctata) betina juga meletakkan telurnyapada bagian bawah daun atau bagian bawah
tanaman
dekat
permukaan
air. Perkembangan nimfa menjadi dewasa lebihlama pada musim
kering
atau
kemarausehingga menyebabkan serangan terhadap tanaman padi lebih parah (Cuaterno, 2006), sedangkan kondisi lingkungan pada
MT II
(musim
kemarau) mendukung
untuk perkembangbiakan hama kepinding tanah tersebut.KESIMPULAN
Sawah surjan
yang
dikelola
secara organik mempunyai pola interaksi serangga-gulma yang paling kompleks dengan lebihbanyak link tnteraksi, jumlah jenis trofik atas
dan
bawah, diversitas
Shannon,
dan2t6
J. MANUSIA DAN LINGKUNGAN Vol. 19, No. 3in
Indonesia.P.T.
Ichtiar
Baru-VanHoeve. Jakarta. Indonesia
Kirwan, L., Connolly, J., Finn, J.A., Brophy,
C.,
Luscher,A.,
Nyfeler,D.,
Sebastia,M.T. 2009.
Diversity-interactionmodeling:
estimating contributionsof
species
identities
and
interactions to ecosystemfunction. Ecology
90(8):2032-2038
Ludwig,
J.A.
and
Reynolds,J.F.
1988. Statistical ecology, a primer on methods and computing. John Wiley&
Sons, New York, USA. pp. 89-95Macfayden,
S.,
Gibson,R.,
Polaszek, A.,Morris, R.J.,
Craze, P.G., Plangue, R.,Symondson, W.O.C., Memmott,
J.
2009.Do
differencesin
food web
structurebetween organic and conventional farms
affect
the
ecosystemservise
of
pestconffol? Ecologt Letters (2009) 12:
229-238
Mangoendihardjo.
S.
1982.
SeranggaPemakan
Tumbuhanpada
BeberapaJenis Gulma
Air
di Indonesia. Disertasi.Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta Marwasta,
D.
dan
Priyono,
K.D.
2007.Analisis Karakteristik Desa-desa Pesisir
di
KabupatenKulon
Progo.
Forum Geografi, Vol2l
No. 1, Juli 2007: 57-68Moenandir,
J.
1993. Persaingan TanamanBudidaya dengan Gulma
(Ilmu
Gulma-Buku
III).
PT
Raja Grafindo Persada. Jakarta.Schoenly,
K.,
Cohen, J.E., Heong, K.L., Litsinger,J.A.,
Aquino,
G.B,
Barrion,A.T.,
Arida,
G.
1996.
Food
webdynamics
of
irrigated rice fieldsat
five elevations in Luzon, Philippines. Bulletinof
Entomological Research (1996) 86,451466
Soegiarto
dan Baco.
1993. Shategi danProgram
Penelitian
Hama-hamaTanaman Pangan pada
PJP
II
dalam Pemantapan Penelitian Hama TanamanPangan.
Risalah
Loknkarya.
Balai Penelitian Tanaman Pengan. Sukarami. Sumatra Barat.Tindall,
K.V.
2004. Investigationof
Insect-Weed
Interaction
in The
Rice Agroecosystem.A
Dissertation.
TheDepartment
of
Entomology. Louisiana State University.keterhubungan (connectance)
yang
lebihrendah.
SARAN
Untuk
mendapatkansignifikansi
dari keunggulanpola
interaksi serangga-gulmapada sawah yang dikelola secara organik
untuk
mendukung pengendalian hayati,perlu
dilakukan
observasi
yang
lebih panjang, seperti halnya yang dilakukan oleh Van Veenet
al.
(2010) yang memerlukanwaktu
lebih
dari
satu
tahun
untuk menganalisis struktvrfood
web dari prosespemangsaan
serangga
herbivora
oleh serangga predator(karnivora).
Selain itu,perlu
dilakukan
penelitian
juga
padabermacam
tipe
sawah
dengan
kondisi lingkunganfisik
yang berbeda tetapi sama-sama dikelola secara organik.DAFTAR PUSTAKA
Abrahamson,
W.G.
1989.
Plant-AnimalInteraction. McGraw-Hill
BookCompany. Toronto . pp: l-22
Andoko,
A.
2008. BudidayaPadi
SecaraOrganik. Penebar Swadaya. Depok Beets,
W.C.
1982. Multiple Cropping andTropical Farming System. Gower Publ Co. Ltd. Hampshire.
Crowder,
D.W.,
Northfield,T.D.,
Stand,M.R.,
Snyder,
W.E.
2010.
Organicagriculture promotes
evenness
and natural pest control. Nature. Letters.Yol.466/l
July20 I 0/doi: 1 0. I 038/natureO9 I 83
Cuaterno,
W.R.
2006.
Managementof
Malayan Rice Blackbug (Scotinophora
coarctata) Using Biological
Control Agentin
The Island Provincesof
ThePhilippines.
Crop Protection Division Bureau of Plant Indusfiy. Departmentof
Agriculture. Philippines.
Gibson,
R.H.,
Pearce,S.,
Morris,
R.J.,Symondsons,
W.O.C., Memmott,
J.2007. Plant diversity and land use under
organic and ccnventional agriculture: a whole-farm approach. Journal of Applied
Ecology (2007)
doi:
10.l1ll/j.1365-2664.01292.x
November 2012 AMINATUN, T., DKK.: ANALISIS POLA 2t7
Tylianakis,
J.M.,
Tscharntke,T.,
Lewis,O.T.
2007. Habitat modification altersthe
sfructureof
topical
host-parasitoid food webs. Nature. Letters.Vol 445lll
January 2007
ldoi:
10.1038 /nafixe05429. pp.202-205Untung,
K.
2006. Pengantar PengelolaanHama
Terpadu.Edisi
ke
dua. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.Van
Veen, F.J.F,Muller,
C.B., Pell, J.K.,Godfray,
H.C.J. 2008.
Food
web structureof
three guilds
of
nattralenemies: predators, parasitoids
and pathogensof
aphids. Journalof
Animal Ecology 2008, 77,l9I-200
Verhoef,
H.A
dan
Morin, P.J.
2010.Community Ecologt, Processes, Models,