Pengendalian Hama Tanaman dan Gulma Secara Hayati
Fuad Nurdiansyah, SP., M.PlaHBio
Pendahuluan
Manusia berbagi kehidupan bersama sekitar 10 juta spesies di alam
Semua dari spesies tersebut terhubung antara satu dan yang lain pada level tertentu.
Kompetisi manusia dan spesies yang lain
Hama – semua organisme yang mampu mengurangi ketersediaan baik itu kualitas maupun kuantitas dari kebutuhan manusia ( tanaman, hewan ataupun kesehatan).
Ada berbagai macam bentuk pengendalian hama , meliputi : pengendalian secara kultur teknis, kimiawi, fisika, mekanik dan hayati (biologi).
Sejarah pengendalian hama secara kimiawi
Sekitar 1000 SM, penggunaan surfur sebagai fumigan, pada tahun 1800s, ekstrak dari tembakau dan pengasapan mengunakan nikotin digunakan dalam mengendaliakan hama. Campuran Bordeaux dibuat pada tahun 1882 di Prancis untuk mengontrol penyakit yang disebabkan cendawan pada anggur dan tanaman buah lainnya
Antara perang dunia I dan II, terjadi beberapa perubahan strategi dalam pengendalian hama, yaitu dengan banyak berdirinya industri-industri yang memproduksi senyawa-senyawa kimia sintetik dalam mengendalikan hama tanaman.
Penggunaan akan pestisida setiap saat semakin meningkat, antara tahun1980 dan 2000 sebanyak 2.5 kali.
Pertimbangan - pengendalian hayati
Pada alasan tertentu pestisida tidak dapat mengontrol hama secara effektif dan efisien
Pestisida treadmill – Resurgensi hama
Pertimbangan - pengendalian hayati
Hama Sekunder
Pertimbangan - pengendalian hayati
Pertimbangan - pengendalian hayati
Jumlah pestisida yang semakin sedikit jumlahnya
Pertimbangan - pengendalian hayati
Perhatian akan kesehatan manusia dan lingkungan
Rachel Carson – menulis Silent spring 1962 : penggunaan pestisida yang diluar kontrol dan sangat sedikit peraturan yang mengatur penggunaan pestisida.Contoh : Penggunaan 10 % dieldrin granules pada 30 pounds/acre untuk menggendaliakan kumbang Jepang (Popillia japonica) – butiran-butiran pestisida sangat lengket, menepel pada meja – meja piknik dan harus di gosok sebelum menggunakannya.
Penggunaan seperti di atas dapat menyebabkan kematian pada hewan, dan juga manusia.
Pengendalian hayati
Tujuan yang paling utama adalah memanipulasi sistem untuk mengendalikan populasi hama pada kepadatan yang rendah dan mencegah masalah-masalah dikarenakan oleh hama.
Pengendalian secara alami untuk mengendaliakan hama dapat dikategorikan sebagai berikut : parasitoid, predator dan patogen. Melihat interaksi antara musuh alami dan hama. Kematian dari hama dapat secara cepat ataupun lambat,
Keberhasilan pengendalian hayati tergantung akan : spesifik inang, keterkaitan akan hama, pertumbuhan yang cepat, mampu bertahan dengan sedikit hama dan memiliki kemampuan mencari inang yang baik
Hasil yang diharapkan dalam pengendalian hayati(tugas 2)
Keunggulan-keungulan pengendalian hayati :
Selektivitas tinggi dan tidak menimbulkan hama baru ataupun kerusakan lingkungan (environmental safety),
Organisme yang digunakan sudah tersedia di alam (cost effective), Organisme yang digunakan dapat mencari dan menemukan inangnya,
Dapat berkembang biak dan menyebar, Hama tidak menjadi resisten,
Pengendalian berjalan dengan sendirinya dan stabil (Self-sustaining).
Predator terdiri dari golongan vertebrata, sangat pintar dan dapat belajar tipe‐tipe baru mangsa secara cepat. Dan golongan invertebrata yang kurang mobile, dan dibatasi pada lingkungan tertentu, ukuran mangsa dll.
Vertebrata predator : Invertebrata predator :
A) Acridotheres tristis A) Aphis nerii B) Nomadacris septemfascia B) Cheilomenes lunata
Pengendalian menggunakan predator
Tahapan dalam pengendalian menggunakan predator meliputi :
Explorasi, transportasi, importasi dan perbanyakan pada karantina, uji inang spesifik, perbanyakan masal, pelepasan di lapangan dan evaluasi
Explorasi ?
• Biasanya explorasi di lakukan pada tempat dimana hama di temukan
• Tentukan tempat yang sama iklim maupun cuacanya dengan tempat yang akan di terapkan pengendalian menggunakan predator
• Pertimbangkan semua tahapan biologi hama pada saat mencari predator yang sesuai.
Pengendalian menggunakan predator
Karakter yang diinginkan dari predator ?
Pengendalian menggunakan predator
Karakter yang diinginkan dari predator :
1. Prilaku yang cocok/ seusai dengan seleksi hama : inang yang terbatas, kesukaan yang spesifik terhadap hama yang menjadi target.
2. Kemampuan yang tinggi dalam mencari mangsa baik itu pada kepadatan hama yang rendah.
3. Siklus hidup yang cocok dengan hama yang menjadi target
4. Kemampuan yang tinggi dalam berkembangbiak (mempunyai siklus hidup yang singkat dibandingkan hama).
5. Mampu beradaptasi pada berbagai macam kondisi iklim
Pengendalian menggunakan predator
Karantina ?
• Menyediakan fasilitas yang aman bagi perbanyakan dan belajar mengenai organisme yang masih asing
• Fasilitas untuk mencegah organisme asing lepas dan membersihkan pembuangan dari material biologi.
• Mengeliminasi organiseme yang tidak diingikan berkembangbiak organisme asing. Contohnya hiperparasitoid dan penyakit
Uji inang spesifik ?
• Pengujian hama yang tidak dapat diserang predator
• Memperlihatkan bahwa organisme yang berguna tidak terganggu • Penggujian hama yang dapat di kendalikan oleh predator
• Memperlihatkan syarat‐syarat yang penting bagi pertumbuhan dan perkembangan predator
Pelepasan Predator :lebih dari 1000 individual biasanya akan berhasil ?
Pengendalian menggunakan predator
Pengendalian hayati hama kutu tempurung
Hama : Cottony Cushion Scale, Icerya purchasi (Hemiptera: Margarodidae)
Inang : Acacia, Casuarina, Pittosporum dan pada hampir semua Jenis Jeruk Serangan : menghisap cairan pada cabang dan ranting pohon, menghasilkan honeydew sehingga embun jelaga dapat hidup dan semut pun memakan cairan tersebut yang menyebabkan kerusakan lain pada tanaman
Pengendalian menggunakan predator
Biologi : •tahan terhadap
keadaan iklim •tahan akan kelaparan •produksi telur
sebanyak 600 ‐800
Pengendalian menggunakan predator
Pengendalian hayati dari hama kutu tempurung
Predator : Vedalia beetle, Rodolia cardinalis (Coleoptera: Coccinellidae)
mangsa : Icerya purchasi dan beberapa serangga dari golongan Monophlebini (Hemiptera: Margarodidae), menyelesaikan 2 atau 2 ½ generasi dari seekor mangsanya. Biologi : • menghasilkan telur sebanyak 300, • Larva dan serangga dewasa sebagai predator • Berkembang biak dengan cepat
Explorasi predator and kolonisasi
• Kumbang Vedalia pertama sekali di Adelaide utara, Australia Selatan pada tanggal 15 Oktober 1888
• Lima kali pengiriman kumbang Vedalia yang totalnya 524 individu dilakukan pada bulan November 1888 ‐ April 1889
• Kumbang Vedalia dengan cepat berkembang biak dan menyebar. Dalam waktu satu tahun hanya terdapat infestasi hama secara lokal dan jarang.
• Kumbang Vedalia telah dikembangkan dan sukses mengontrol cottony cushion scale pada 55/57 negara
Pengendalian menggunakan predator
Fakta pengendalian Icerya purchasi oleh Rodolia cardinalis
• Apa yang dapat kamu simpulkan dari grafik di atas ?
Pengendalian menggunakan predator
Faktor‐faktor yang menyebabkan pengendalian yang sukses ?
Pengendalian menggunakan predator
Kutu Icerya purchasi :
tidak perpindah‐pindah sehingga mudah bagi predator kumbang Vedalia menyerang.
Kumbang Rodolia cardinalis :
• ketika di aplikasikan sangat spesifik mengendalikan hama Icerya purchasi • Mempunyai kemampuan yang tinggi dalam mencari hama, walaupun pada
infestasi yang rendah
• Dapat berkembang biak dengan cepat pada infestasi hama yang tinggi • Mampu beradaptasi pada hampir segala kondisi iklim
• Dapat berkolonisasi dengan mudah
Pengendalian hayati hama kutu daun
Hama : Aphis craccivora Koch (Hemiptera, Aphididae)
Inang : kacang panjang
Serangan : menghisap cairan pada tulang daun, cabang dan ranting tanaman disamping mengisap cairan, hama ini juga sebagai vektor pada berbagai virus tanaman. Disaat dalam kondisi extrim, dewasa akan menghasilkan sayap untuk berpindah tempat.
Pengendalian menggunakan predator
Biologi : •tahan terhadap keadaan iklim •Produksi secara aseksual •produksi nympa sebanyak 20 – 40 per betina
Pengendalian menggunakan predator
Pengendalian hayati dari hama kutu daun
Predator : Micromus tasmaniae Walker (Neuroptera: Hemerobiidae)
mangsa : hampir semua famili Aphididae. Jumlah aphid yang di konsumsi dalam 1 siklus hidupnya sebanyak ribuan aphids.
Biologi : • menghasilkan telur sebanyak 250‐ 400 • Larva dan serangga dewasa sebagai predator • Berkembang biak dengan cepat (20)
Faktor‐faktor yang menyebabkan pengendalian yang sukses ?
Pengendalian menggunakan predator
Kutu Aphis craccivora :
tidak perpindah‐pindah sehingga mudah bagi predator menyerang. Serangga dewasa menghasilkan sayap hanya apabila pada kondisi ekstrim, cth : kurang makanan.
Brown Lacewing (Micromus tasmaniae):
• ketika di aplikasikan sangat spesifik mengendalikan hama kutu daun • Mempunyai kemampuan yang tinggi dalam mencari hama, walaupun pada
infestasi yang rendah,
• larva dan serangga dewasa mengkonsumsi kutu daun dengan jumlah yang banyak.
• Dapat berkembang biak dengan cepat. butuh waktu hanya 3 hari untuk menjadi larva dari fase telur dan siap mencari mangsa.
Konsep Dasar:
• Sebagian besar hama atau gulma berasal dari negara lain
• Hama eksotik seringkali mempunyai sedikit musuh alami yang dapat menurunkan pertumbuhan populasinya.
• Musuh alami yang spesifik menyerang hama dapat ditemukan pada negara dimana hama itu berasal
• Musuh alami yang spesifik dapat diimport dan di lepaskan untuk menyediakan pengendalian yang permanent akan hama eksotik
Pengendalian Gulma Secara Hayati
• Serangan yang dilakukan oleh individu dari musuh alami seringkali menyebabkan kehilangan biomassa dan vigor/kesehatan tanaman gulma, akan tetapi biasanya tidak menyebabkan kematian.
• Memerlukan beberapa jeni spesies untuk dapat mengontrol tanaman gulma
• Biji yang terdapat di dalam tanah meruapakan cara yang effektif bagi gulma untuk menghindari serangan dari musuh alami dan dapat bertahan sehingga dapat berkoloni kembali.
Tahapan dalam pengendalian hayati meliputi :
Explorasi, transportasi, importasi dan perbanyakan pada karantina, uji inang spesifik, perbanyakan masal, pelepasan di lapangan dan evaluasi
Pengendalian Gulma Secara Hayati
Test ke spesifikan inang (Centrifugal Phylogenetic , Wapshere: 1974):
• Di asumsikan bahwa spesies cocok dengan target gulma berkaitan dengan morfologi dan biokimia tanaman.
• Potensial musuh alami di seleksi berdasarkan kespesifikan terhadap target gulma
• Dilakukan uji organisme untuk mengetahui batasan inang, dari yang berkerabat dekat sampai yang jauh
• Mengamati tanaman yang dibudidayakan dari beberapa kategori: 1. Botani tanaman yang berhubungan dengan gulma 2. Fase tanaman yang diketahui hanya sedikit hama 3. Sejarah tanaman yang dapat sebagai inang agen hayati 4. Tanaman yang diketahui dapat diserang oleh agen‐agen hayati
Pengendalian Gulma Secara Hayati
Test ke spesifikan (Centrifugal Phylogenetic , Wapshere: 1974):
• Penilaian:
1. Kespesifikan masih diragukan apabila organisme dapat menyerang secara luas tanaman yang masih dalam satu family atau dapat menyerang tanaman diluar target gulma
2. Kepercayaan tinggi akan suatu agen hayati apabila organisme hanya menyerang target gulma atau sedikit tanaman yang masih satu genus.
• Agen hayati yang di lepaskan harus di monitor akan kespesifikannya di lapangan
Pengendalian Gulma Secara Hayati
Pengendalian hayati dari Prickly Pear, Opuntia inermis (Kaktus)
Pengendalian Gulma Secara Hayati
Permasalahan:
• Kaktus ini berasal dai Amerika Selatan
• Tumbuh sebagai tanaman hias dan sebagai buah‐buahan
• 24 juta ha terkolonisasi
• Populasi yang besar merusak lahan untuk mengembala hewan ternak.
Dactylopius ceylonicus (Hemiptera: Dactylopiidae)
Biologi : Hewan ini meninjeksi racun yang dapat membunuh tanaman ketika mereka menghisap cairan tanaman. Instar pertama di distribusikan oleh angin
Pengendalian Gulma Secara Hayati
Pengendalian Gulma Secara Hayati
Pengendalian hayati dari Prickly Pear, Opuntia inermis (Kaktus) Pengendalian Hayati
Explorasi :
1. Importation of Dactylopius ceylonicus from Sri Lanka pada tahun 1913
2. Explorasi yang meluas tahun 1920 and 30s
3. Terindentifikasi sekitar 150 spp makan pada gulma ini
4. 48 spp. Di import ke Australia tahun 1921‐ 53, 19 spp. dilepaskan, and 11 spp. dapat berkembang
Pengendalian Gulma Secara Hayati
Cactoblastis cactorum (Lepidoptera: Phycitidae)
Serangga ini berasal dari Argentina dan Uruguay, Menyerang hampir semua sepesies Opuntia, 70‐100 telur diletakan pada duri dari tanaman kaktus, 6 instars dan semuanya senang berkoloni yang menyebabkan kematian bagi gulma
Pengendalian Gulma Secara Hayati
Dampak dari Cactoblastis cactorumMei tahun 1928 sampai Oktober 1929
Pengendalian ini sukses di Queensland and New South Wales, lebih dari 90 % dari gulma ini dapat dimusnahkan pada tahun 1934.
Pengendalian hayati dari Saint Johnswort (Hypericum perforatum)
Pengendalian Gulma Secara Hayati
Biology:
• Gulma tanaman tahunan, berasal dari Eropa, Asia dan N. Africa • Di perkenalkan sebagai tanaman
bunga di kebun. • Sampai dengan 30,000 biji • /tanaman ‐ ringan & terbawa oleh
angin.
• Dapat diperbanyak secara vegetatif.
• Menhasilkan racun kulit pada hewan ternak yang menyebabkan iritasi, cth : melepuh dan mengelupas
Pengendalian Gulma Secara Hayati
Chrysolina hyperici and C. quadrigemina (Coleoptera: Chrysomelidae)
Biologi : Larva dan serangga dewasa mengkonsumsi target gulma; Menyukai tunas muda dan daun yang masih baru tumbuh, larva sembunyi di bawah tanaman pada siang hari, spesies yang dominan; dapat membunuh gulma, akan tetapi serangan ringan dapat mengurangi kesehatan tanaman dan kompetisi terhadap tanaman budidaya.
Pengendalian hayati dari Saint Johnswort (Hypericum perforatum)
Pengendalian Gulma Secara Hayati
Kumbang Chrysolina hyperici and C.
Quadrigemin :
• Sukses pengendalian yang di lakukan di Victoria, dan penyebaran yang semakin sedikit di sekitar Australia.
• Sukses juga terjadi di Amerika, yang mana keberadaannya sekarang hanya kurang dari 1 % dari infestasi gulma yang dahulu.
