0
2016
DR. ANTON MUHIBUDDIN
KARTIKA NOVITASARI , SP.METODE PRAKTIS ISOLASI DAN
PEMBIAKAN MASSAL BEBERAPA
JENIS AGENS HAYATI
KOMERSIAL
1
1. PENDAHULUAN 1.1. Definisi Agens Hayati
Pengertian agens hayati menurut FAO (1988) adalah mikroorganisme, baik yang terjadi secara alami seperti bakteri, cendawan, virus dan protozoa, maupun hasil rekayasa genetik (genetically modified microorganisms) yang digunakan untuk mengendalikan
organisme pengganggu tumbuhan (OPT). Pengertian ini hanya mencakup mikrooganisme, padahal agens hayati tidak hanya meliputi mikroorganisme, tetapi juga mikroorganisme yang ukurannya lebih besar dan dapat dilihat secara kasat mata seperti predator atau parasitoid untuk membunuh serangga. Dengan demikian, pengertian agens hayati perlu dilengkapi dengan kriteria menurut FAO (1997), yaitu organisme yang dapat berkembang biak sendiri seperti parasitoid, predator, parasit, artropoda pemakan tumbuhan, dan patogen.
Lebih jauh, jika diperhatikan Peraturan Menteri Pertanian Nomor 411 tahun 1995 tentang pengertian agens hayati maka maknanya menjadi lebih sempurna
2
lagi, yaitu setiap organisme yang meliputi spesies, subspesies, varietas, semua jenis serangga, nematoda,
protozoa, cendawan (fungi), bakteri, virus,
mikoplasma, serta organisme lainnya dalam semua tahap perkembangannya yang dapat dipergunakan untuk keperluan pengendalian hama dan penyakit atau organisme pengganggu, proses produksi, pengolahan hasil pertanian, dan berbagai keperluan lainnya (Menteri Pertanian RI, 1995). Definisi terakhir mempunyai pengertian bahwa agens hayati tidak hanya digunakan untuk mengendalikan OPT, tetapi juga mencakup pengertian penggunaannya untuk mengendalikan jasad pengganggu pada proses produksi dan pengolahan hasil pertanian.
1.2 Pemanfaatan Agens Hayati
Dewasa ini tuntutan masyarakat akan produk tanaman berkualitas, ekonomis, serta aman dikonsumsi semakin tinggi. Produk tanaman seperti ini dapat diperoleh dengan menerapkan budidaya tanaman sehat, antara lain dengan penggunaan agens hayati sebagai sumber pengendalian hama dan penyakit.
3
Penelitian pengendalian hayati dari berbagai aspek, akhir-akhir ini banyak dilakukan, tidak saja untuk serangan hama, tetapi juga untuk patogen tanaman dan gulma. Hal ini karena penggunaan pestisida sebagai satu-satunya pengendalian andalan petani dapat menyebabkan pengaruh yang buruk, baik terhadap hama penyakit sasaran sendiri, maupun terhadap
pekerja, masyarakat, dan lingkungan hidup.
Pemanfaatan agens hayati dalam proses produksi suatu
produk tanaman khususnya dalam menekan
kehilangan dan kerugian hasil akibat organisme pengganggu tanaman (OPT) merupakan salah satu aspek penting yang sangat berpeluang untuk menjawab tuntutan masyarakat akan produk tanaman yang minim penggunaan pestisidanya.
Menurut Korlina (2011) agens hayati dapat dikelompokkan menjadi tiga golongan, yaitu predator, parasitoid, dan patogen.
1. Predator: Predator adalah organisme yang memangsa organisme lain.
2. Parasitoid: Parasitoid adalah serangga yang memarasit (hidup dan berkembang dengan menumpang) serangga
4
lain (yang disebut inang). Parasitoid ada yang berkembang di dalam tubuh inang (endoparasit) dan ada yang berkembang di luar tubuh inang (ektoparasitoid). Inang yang diparasit dapat berupa telur, larva, nimfa, pupa, atau imago serangga hama.
3. Patogen: Patogen adalah organisme mikro yang menginfeksi organisme lain. Agens hayati patogen yang telah diketahui dan dapat dimanfaatkan untuk mengendalikan serangga antara lain dari kelompok virus, bakteri, cendawan, dan nematoda.
5
2. Beberapa Jenis Agens Hayati
2.1 Predator
Predator adalah binatang atau serangga yang memangsa atau serangga lain. Predator merupakan organisme yang hidup bebas dengan memakan, membunuh atau memangsa atau serangga lain, ada beberapa ciri-ciri predator :
1. Predator dapat memangsa semua tingkat perkembangan mangsanya (telur, larva, nimfa, pupa dan imago).
2. Predator membunuh dengan cara memakan atau menghisap mangsanya dengan cepat.
3. Seekor predator memerlukan dan memakan banyak mangsa selama hidupnya
4. Predator membunuh mangsanya untuk dirinya sendiri 5. Kebanyakan predator bersifat karnifor
6. Predator memiliki ukuran tubuh lebih besar dari pada mangsanya
7. Dari segi perilaku makannya, ada yang mengunyah semua bagian tubuh mangsanya, ada menusuk
6
mangsanya dengan mulutnya yang berbentuk seperti jarum dan menghisap cairan tubuh mangsanya.
8. Metamorfosis predator ada yang holometabola dan hemimetabola
9. Predator ada yang monofag, oligofag dan polifag.
Menurut Jumar (2000), hampir semua ordo serangga memiliki jenis yang menjadi predator, tetapi selama ini ada beberapa ordo yang anggotanya
merupakan predator yang digunakan dalam
pengendalian hayati. Ordo-ordo tersebut adalah :
1. Coleoptera, misalnya Colpodes rupitarsis dan C. saphyrinus (famili Carabidae) sebagai predator ulat penggulung daun Palagium sp. Harmonia octamaculata (Famili Coccniellidae) sebagai predator kutu Jassidae dan Aphididae.
2. Orthoptera, misalnya Conocephalus longipennis (famili Tetigonidae) sebagai predator dari telur dan larva pengerek batang padi dan walang sangit.
3. Diptera, misalkan Philodicus javanicus dan Ommatius
conopsoides (famili Asilidae) sebagai predator serangga
lain. Syrphus serrarius (famili Syrphidae) sebagai predator berbagai jenis aphids.
7
4. Ordonata, misalnya Agriocnemis femina dan Agriocnemis
pygmaea (famili Coecnagrionidae) sebagai predator
wereng coklat dan ngengat hama putih palsu. Anax
junius (famili Aeshnidae) sebagai predator dari
beberapa jenis ngengat.
5. Hemiptera, misalnya Cyrtorhinus lividipenis (famili Miridae) sebagai predator telur dan nimfa wereng coklatdan wereng hijau.
6. Neuroptera, misalnya Chrysopa sp. (famili Chrysopidae) sebagai predator berbagai hama Aphids sp.
7. Hyminoptera, misalnya Oecophylla smaragdina (famili Formasidae) sebagai predator hama tanaman jeruk.
2.2 Parasitoid
Merupakan serangga yang memarasit serangga atau binatang antropoda lainnya. Parasitoid bersifat parasit pada fase pradewasa, sedangkan dewasanya hidup bebas dan tidak terikat pada inangnya. Parasitoid hidup menumpang di luar atau di dalam tubuh inangnya dengan cara menghisap cairan tubuh inangnya guna memenuhi kebutuhan hidupnya. Umumnya parasitoid menyebabkan kematian pada
8
inangnya secara perlahan-lahan dan parasitoid dapat menyerang setiap fase hidup serangga, meskipun serangga dewasa jarang terparasit.
Parasitoid menyedot energi dan memakan selagi inangnya masih hidup dan membunuh atau
melumpuhkan inangnya untuk kepentingan
keturunanya. Kebanyakan parasitoid bersifat monofag (memiliki inang spesifik), tetapi ada juga yang oligofag (inang tertentu). Selain itu parasitoid memiliki ukuran tubuh yang lebih kecil dari inangnya.
Menurut Untung (2006), faktor-faktor yang mendukung efektivitas pengendalian hama oleh parasitoid adalah: (1). Daya kelangsungan hidup (Survival) baik, (2). Hanya satu atau sedikit individu inang diperlukan untuk melengkapi daur hidupnya, (3). Populasi parasitoid dapat tetap bertahan meskipun pada aras populasi inang rendah, (4). Sebagian parasitoid monofag, atau oligofag sehingga memiliki kisaran inang sempit. Sifat ini menyebabkan populasi parasitoid memiliki respon numerik yang baik terhadap perubahan populasi inangnya.
9
Berdasar posisi makannya, parasitoid dapat digolongkan menjadi 2 yaitu: (1). Ektoparasitoid adalah: parasitoid yang seluruh siklus hidupnya ada di luar tubuh inangnya (menempel pada tubuh inangnya), contohnya: Compsometris spp. yang memarasit hama
Exopholis sp. (2). Endoparasitoid adalah: parasitoid yang
berkembang di dalam tubuh inang dan sebagian besar dari fase hidupnya ada di dalam tubuh inangnya, contohnya: Letmansia bicolor yang memarasit telur
Sexava sp.
Parasitoid juga dapat digolongkan berdasarkan fase tubuh inang yang diserang:
1. Parasitoid telur: parasit yang menyerang inang pada fase telur dan bersifat endoparasit. Contoh : Anagrus optabilis – wereng Coklat.
2. Parasitoid telur – larva : parasid yang berkembang mulai dari telur sampai larva. Contoh : Chelonus sp. – pengerek mayang kelapa.
3. Parasitoid larva : parasit yang menyerang inang yang berada pada fase larva atau ulat. Contoh : Apenteles
10
4. Parasitoid larva – pupa : parasit yang berkembang mulai dari larva sampai pupa. Contoh : Thetrostichus brontispae
– rontispa.
5. Parasitoid pupa : parasit yang menyerang inang yang berada pada fase pupa atau kepompong. Contoh : Opius sp. – kepompong lalat buah.
6. Parasitoid imago : parasit yang menyerang inang yang berada pada fase imago atau serangga dewasa. Contoh :
Aphytis chrysomphali – Apidiotus destruktor.
Fenomena parasitoid yang menyerang parasitoid lainya dan memanfaatkan sebagai inang disebut
hiperparasitasi, dan parasitoidnya dinamakan
hiperparasitoid. Parasitoid yang menyerang inang utama disebut sebagai pasarasitoid primer, parasitoid sekunder adalah parasitoid yang menyerang parasitoid primer, dan seterusnya parasitoid tersier, kuarter dan sebagainya.
2.3 Patogen Serangga
Golongan mikroorganisme atau jasad renik yang menyebabkan serangga sakit dan akhirnya mati. Patogen adalah salah satu faktor hayati yang turut serta
11
dalam mempengaruhi dan menekan perkembangan serangga hama. Karena mikroorganisme ini dapat menyerang dan menyebabkan kematian serangga hama, maka patogen disebut sebagai salah satu musuh alami serangga hama selain predator dan parasitoid dan juga dimanfaatkan dalam kegiatan pengendalian. Beberapa patogen dalam kondisi lingkungan tertentu dapat menjadi faktor mortalitas utama bagi populasi serangga tetapi ada banyak patogen pengaruhnya kecil terhadap gejolak populasi serangga.
Oleh karena kemampuanya membunuh
serangga hama sejak lama patogen digunakan sebagai Agen Pengendali hayati (biological control agens). Penggunaan patogen sebagai pengendali hama sejak abab ke-18 yaitu pengendali hama kumbang moncong
pada bit gula, Cleonus punctiventus dengan
menggunakan sejenis jamur.
Kelompok serangga dalam kehidupan diserang banyak patogen atau penyakit yang berupa virus, bakteri, protozoa, jamur, riketzia dan nenatoda. Ini merupakan macam patogenik yang dapat digunakan sebagai agen pengendali hayati.
12
a) Bakteri
Bakteri yang biasa digunakan adalah bakteri yang menghasilkan spora. Bakteri yang menyerang serangga dapat dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu bakteri yang tidak membentuk spora dan bakteri yang membentuk spora. Bakteri penghasil spora merupakan bakteri yang sangat penting yang saat ini banyak digunakan sebagai insektisida mikrobia. Contoh bakteri yang biasa digunakan sebagai berikut: Bacillus popiliae sebagai patogen dari kumbang jepang Popilie japonika dan kumbang skarabia lainya – Bacillus thuringiensis sangat efektif dalam mengendalikan larva dari ordo Lepidoptera dan larva nyamuk.
b) Jamur
Jamur yang menginfeksi serangga disebut Jamur Entopatogenik. Saat ini telah dikenal lebih dari 750 spesies jamur entopatogenik dan sekitar 100 genera jamur. Berbeda dengan virus, jamur patogen masuk kedalam tubuh serangga tidak melalui saluran makanan tetapi langsung masuk kedalam tubuh melalui kulit atau integumen. Setelah konidia jamur masuk kedalam tubuh serangga, jamur memperbanyak
13
diri melalui pembentukan hifa dalam jaringan epicutikula, epidermis, hemocoel serta jaringan-jaringan lainnya, dan pada akhirnya semua jaringan-jaringan dipenuhi oleh miselia jamur. Di samping itu juga ada beberapa jamur yang dapat mempengaruhi pigmentasi serangga dan menghasilkan toksin yang sangat mempengaruhi fisiologis serangga.
Penyebaran dan infeksi jamur sangat
dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain kepadatan inang, kesediaan spora, cuaca terutama angin dan kebasahan. Kebasahan tinggi dan angin kencang
sangant membantu penyebaran konidia dan
pemerataan infeksi patogen pada seluruh individu populasi inang. Contoh : jamur yang sering dipakai dalam pengendalian dengan patogen jamur adalah : Jamur Metarhizium anisopliae digunakan untuk mengendaliakan hama Oryctes rhinoceros pada tanaman kelapa dan juga hama wereng hijau yang menyerang tanaman padi.
c) Virus
Saat ini kurang lebih 1500 virus telah berhasil diisolasi dan diidentifikasi dari serangga antropoda.
14
Virus-virus antropoda sebagian besar masuk dalam genera Nucleopolyhidrovirus, Granulavirus, Iridovirus,
Entomopoxvirus, Cypovirus dan Nodavirus. Di antara ke-6
genera ini jenis NPV (Nucleopolyhidrovirus) merupakan genus terpenting karena 40% jenis virus yang dikenal menyerang serangga termasuk jenis ini. Selain NPV ada genus lain yaitu GV (Granulavirus), CPV (Cytoplasmic
Polyhidrosis Virus) dan kelompok lain yang lebih kecil
jumlahnya.
Larva serangga terinfeksi oleh virus umumnya melemah pada saluran pencernaan makanan ini terjadi sewaktu larva makan bagian tanaman yang telah mengandung polyhidra. Selain itu juga dapat masuk ke tubuh serangga sewaktu meletakkan telur atau melalui bagian tubuh yang terluka, mungkin oleh serangan musuh alami. Virus juga dapat ditranmisikan lewat induk ysng telah terinfeksi melalui telur yang diturunkan. Contoh virus yang dapat dipakai untuk pengendalian hayati adalah: NPV (Nucleopolyhedro
virus) paling banyak menyerang pada serangga ordo
15
d) Nematoda
Di samping, virus, jamur dan bakteri juga ada banyak spesies nematodayang bersifat parasitik terhadap serangga hama, baik yang bersifat parasit obligat maupun fakultatif. Dari 19 famili yang menyerang serangga Famili Mermithidae merupakan famili yang paling banyak/terpenting terdiri atas 50 genera dan 200 spesies. Nematoda muda meninggalkan telur dan masuk ke dalam tubuh serangga melalui kutikula dan masuk kedalam homocoel, setelah berganti kulit beberapa kali maka nematoda dewasa keluar dari tubuh serangga, dan serangga mati sebelum atau sesudah nematoda keluar.
Keuntungan menggunakan nematoda
entomopagen adalah kemampuan mematikan inang sangat cepat, karena serangan nematoda akan mengalami kematian dalam waktu 24-48 jam setelah aplikasi. Tubuh serangga akan lemas terjadi penurunan aktivitas dan terjadi perubahan warna tubuh menjadi merah kecoklatan jika terserang Steinernema spp. dan hitam jika terserang Heterorhabditis spp.
16
Nematoda akan berkembangbiak dalam tubuh serangga inang sampai menghasilkan keturunan yang sangat banyak. Nematoda akan memasuki fase reproduktif yaitu memperbanyak keturunan apabila populasi nematoda dalam tubuh inang rendah sedangkan bila populasi tinggi akan memasuki fase infektif. Nematoda stadium ketiga sering disebut juvenil infektif akan keluar dari tubuh serangga dan berusaha untuk mencari inang baru. Juvenil infektif mampu bertahan hidup lama sampai memperoleh inang kembali dan fase ini merupakan satu-satunya fase yang bersifat infektif terhadap serangga inang. Contoh nematoda yang sering digunakan untuk pengendalian hayati adalah : Nematoda Steinernema spp. dapat mengendalikan hama dari Ordo Lepidoptera dan Coleoptera
e) Protozoa dan Rikettsia
Spesies-spesies protozoa yang patogenik terhadap serangga pada umumnya termasuk dalam sub kelompok Mikrosporodia. Telah dikenal kurang lebih 250 spesies mikrospodia yang menyerang serangga. Tiga jenis mikrosporodia yang telah dikenal antara lain
17
Nosema locustae, N. Acridopagus dan N. Cuneatum telah
di jadikan sebagai agen hayati untuk mengendalikan hama belalang khususnya di Amerika.
Penyebaran mikrosporadia melalui makanan dan dipindahkan dari induk yang terinfeksi keketurunanya. Pengaruh mikrosporodia terhadap kehidupan inang relatif lambat dan gejala luarnya sangat bervariasi. Mikrosporodia tersebar luas secara alami dapat menjadi faktor mortalitas yang penting bagi serangga inangnya. Jenis rikettsia banyak menyerang kumbang. Kematian akibat riketsia akan terjadi 1-4 bulan setelah aplikasi atau lebih lama dibandingkan kematian akibat agen hayati seperti jamur, bakteri, nematoda dan virus. Contoh Protozoa dan Rikettsia yang dapat dipakai dalam pengendalian hayati adalah : Cocodia mampu menginfeksi hama gudang Tribolium confusum.
2.4 Antagonis
Mikroba antagonis merupakan suatu jasad renik yang dapat menekan, menghambat atau memusnahkan mikroba lainnya. Dengan demikian, mikroba abtagonis
18
berpeluang untuk digunakan sebagai agens hayati dalam pengendalian mikroba penyebab penyakit tanaman. Mikroba antagonis dapat berupa bakteri, jamur/cendawan, actinomycetes atau virus. Berbagai spesies mikroba antagonis telah berhasil diisolasi dan dievaluasi keefektifannya sebagai agen hayati pengendali penyakit tanaman. Bacillus subtilis, misalnya, terbukti efektif mengendalikan penyakit rebah kecambah yang disebabkan oleh Rhizoctonia solani pada krisan, sedangkan Pseudomonas fluorescens (Pf) efektif untuk penyakit akar bengkak yang disebabkan oleh Plasmodiophora brassicae pada caisin.
Penggunaan agens hayati dalam mengendalikan organisme pengganggu tanaman (OPT) semakin berkembang karena cara ini lebih unggul dibanding pengendalian berbasis pestisida. Beberapa keunggulan tersebut adalah: (1) aman bagi manusia, musuh alami dan lingkungan; (2) dapat mencegah timbulnya ledakan OPT sekunder; (3) produk tanaman yang dihasilkan bebas dari residu pestisida; (4) terdapat di sekitar
pertanaman sehingga dapat mengurangi
19
(5) menghemat biaya produksi karena aplikasi cukup dilakukan satu atau dua kali dalam satu musim panen. Berbagai spesies mikroorganisme telah berhasil ditemukan dan dievaluasi keefektifannya sebagai agens hayati tanaman.
a) Bakteri
Kelompok bakteri yang telah banyak diteliti dan digunakan untuk pengujian di laboratorium dan rumah kaca, B. subtilis nomor isolat BHN 13 yang diisolasi dari perakaran tanaman amarilis di Cibadak, Sukabumi, dapat mengendalikan penyakit rebah kecambah yang disebabkan oleh R. solani pada tanaman krisan. Diduga antibiotik yang dikeluarkan bakteri tersebut dpat menekan pertumbuhan dan perkembangan R. solani. Seperti dilaporkan Barker dan pada tahun 1991 dan Sitepu tahun 1993, mekanisme penekanan suatu mikroba antagonis terhadap bibit penyakit dapat terjadi melalui kompetisi ruang dan hara serta antibiosis.
Untuk genus Erwinia, ternyata Erwinia carotovora yang tidak menimbulkan penyalit dapat menekan spesies Erwinia lainnya. Di Jepang, mikroba antagonis ini telah diformulasikan dalam bentuk tepung untuk
20
mengendalikan penyakit busuk lunak pada kubis dan petsai.
Pada genus Pseudomonas, yang berpotensi sebagai agens hayati penyakit tanaman antara lain Pf. Agens hayati ini kebanyakan berada pada permukaan akar berbagai jenis tanaman. Bakteri ini dapat mengendalikan penyakit bercak daun akibat infeksi P.
phaseicola pada buncis, penyakit layu Fusarium oxysporum pada gladiol, serta penyakit layu bakteri Ralstonia solanacearum pada cabai, tomat, dan jahe.
Selain itu, Pf nomor isolat 9 yang ditumbuhkan pada
media King’B yang mengandung Fe Cl3 dan
disuspensikan ke dalam larutan 0,1 M MgSO4 dapat
menekan serangan penyakit akar bengkak yang disebabkan oleh Plasmodiophora brassicae pada tanaman caisin hingga 72,51% dan mempertahankan hasil panen sebanyak 84,15%.
Pf mengeluarkan antibiotik, siderofor, dan
metabolit sekunder lainnya yang sifatnya dapat menghambat aktivitas mikroorganisme lain. Siderofor, seperti pyoverdin atau pseudobacin diproduksi pada kondisi lingkungan tumbuh yang miskin ion Fe.
21
Senyawa ini menghelat ion Fe sehingga tidak tersedia bagi mikroorganisme lain. Ion Fe sangat diperlukan oleh spora F. oxysporum untuk berkecambah. Dengan tidak tersedianya ion Fe maka infeksi F. oxysporum ke tanaman berkurang.
Beberapa jenis antibiotik yang diproduksi oleh Pf adalah pyuloteorin, oomycin, phenazine-1-carboxylic acid atau 2,4-diphloroglucinol. Antibiotik ini efektif menghambat perkembangan populasi dan penyakit yang ditimbulkan oleh cendawan Gaeumannomyces
tritici, Thielaiopsis basicola, dan R. solanacearum.
Di samping menekan perkembangan populasi dan aktivitas patogen tanaman, Pf dapat memacu ketahanan tanaman terhadap panyakit. Pf strain G32r dapat memacu aktivitas enzim fenilalanin amoliase, suatu enzim yang terlibat dalam pembentukan gen ketahanan tanaman tembakau. Selain itu, bakteri P.
gladioli, P. putida, dan P. aeruginosa serta Xanthomonas malthophillia (Xm) dapat digunakan sebagai agens
hayati penyakit tanaman. b) Cendawan/Jamur
22
Kelompok cendawan yang telah digunakan sebagai agens hayati penyakit tanaman adalah Trichoderma harzianum dan Gliocladium sp. pada tahun 2002 telah berhasil diproduksi secara massal biofungisida berbahan aktif T. harzianum dalam bentuk butiran dan tepung.
Cendawan lain yang berpotensi sebagai agens hayati penyakit tanaman adalah F. oxysporum nonpatogenik (Fo NP). Beberapa peneliti melaporkan, Fo NP efektif mengendalikan penyakit layu Fusarium pada ubi jalar dan strawberi. Fo NP strain 10-AM dapat memacu pembentukan gen ketahanan pada setek panili terhadap infeksi penyakit busuk batang panili (BBP) dan lebih efektif dibanding fungisida yang biasa digunakan oleh petani. Dengan demikian, untuk memperoleh setek panili bebas penyakit BBP, Fo NP sangat berpotensi menggantikan fungisida sintetis atau teknologi lainnya yang biasa digunakan untuk itu.
23
c) Actinomycetes
Salah satu kelompok actinomycetes yang telah diteliti dan digunakan sebagai agens hayati penyakit tanaman adalah
Streptomyces. Mikroba antagonis ini mengandung antibiotik,
efektif mengendalikan cendawan R. solani dan F. oxysporum pada kapas, dan sebagai perlakuan benih pada tomat untuk mengendalikan penyakit layu bakteri R. solanacearum. Biakan
Streptomyces spp. nomor isolat A 20 efektif menekan serangan Sclerotium rolfsii pada tanaman paprika.
d) Virus
Penggunaan virus sebagai agens hayati penyakit tanaman biasanya dengan strain virus yang dilemahkan, kemudian diinokulasikan pada tanaman. Metode ini sering disebut dengan inokulasi silang (cross protection) atau imunisasi sehingga tanaman menjadi kebal. Di Indonesia, virus yang dilemahkan, yang dikenal dengan nama Carna-5, terbukti efektif mengendalikan penyakit virus mozaik yang disebabkan oleh cucumber mozaic virus (CMV) pada tanaman tomat dan cabai hingga 96,17%
24
3. Strategi Pengendalian Hayati
Teknik pengendalian hayati dengan
menggunakan parasitoid dan predator yang dilakukan sampai saat ini dapat dikelompokkan dalam 3 kategori yaitu, Konservasi, Introduksi, dan Augmentasi. Meskipun ketiga teknik pengendalian hayati tersebut berbeda tetapi dalam pelaksanaanya sering digunakan secara bersama.
3.1 Konservasi
Menurut Rukmana dan Sugandi (2002), musuh alami mempunyai andil yang sangat besar dalam pembangunan pertanian berwawasan lingkungan karena daya kendali terhadap hama cukup tinggi dan tidak menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan. Agar upaya ini dapat berlangsung dan berkesinambungan secara terus-menerus musuh alami
perlu dijaga kelestariaanya. Melindungi dan
mempertinggi populasi musuh alami yang dapat digunakan sebagai pengendali hama yang ada di alam baik sebagai parasitoid, predator maupun patogen.
25
Tujuannya adalah menghindari tindakan-tindakan yang dapat mengganggu kelestarian populasi musuh alami misalnya dengan memakai sistem tanam yang lebih beraneka ragam, menanam dan melestarikan tanaman berbunga sebagai makanan dari musuh alami, menekan pemakaian pestisida yang berlebihan, melestarikan tanaman liar yang mendukung inang alternatif parasitoid atau mangsa alternatif predator.
Pelepasan musuh alami sebaiknya dilakukan saat kondisi lingkungan mendukung aktifitasnya, misalnya pagi atau sore hari, sehingga saat kondisinya lingkungan kurang mendukung missal cuaca panas, musuh alami telah mempersiapkan diri untuk mengantisipasi. Selain itu pelepasan dilakukan saat populasi hama mulai meningkat meninggalkan batas keseimbangan alami.
3.2 Introduksi
Menambah atau memasukan populasi musuh alami yang digunakan dalam jumlah banyak (perbanyakan di laboratorium) untuk pengendali baik sebagai parasitoid, predator maupun patogen. Teknik introduksi atau importasi musuh alami seringkali
26
disebut sebagai praktek klasik pengendalian hayati. Hal ini disebabkan karena sejak diketahui sebagian besar usaha pengendalian hayati menggunakan teknik introduksi.
Keberhasilan teknik introduksi misalnya pada: introduksi kumbang Vedalia, Rodolia carnidalis dari benua Australia yang menyerang perkebunan jeruk dikalifornia untuk mengendalikan hama kutu perisai
Icerya purchasi. Keberhasilan ini kemudian dicobakan
pada hama-hama lain dan banyak juga yang berhasil baik secara lengkap, subtansial maupun parsial.
Menurut Untung (2006) ada beberapa langkah klasik yang dapat ditempuh untuk melakukan introduksi musuh alami pada suatu tempat. Langkah-langkah dapat dilakukan dengan urutan sebagai berikut:
1. Penjelajahan atau eksplorasi di negeri asal 2. Pengiriman parasitoid dan predator dari negeri asal 3. Karantina parasitoid dan predator yang diimpor di dalam negeri
27
5. Pelepasan dan pemapanan parasitoid dan predator yang diimpor
6. Evaluasi efektivitas pengendali hayati 3.3 Augmentasi
Teknik Augmentasi adalah upaya peningkatan jumlah dan pengaruh musuh alami yang sebelunya telah berfungsi di ekosistem tersebut, baik dengan cara pelepasan sejumlah tambahan baru maupun dengan cara memodifikasi ekosistem sedemikian rupa sehingga jumlah dan kemamgusan musuh alami dapat ditingkatkan. Pelepasan secara augmentasi ini akan berhasil bila dilakukan secara periodik. Ada 3 cara pelepasan pereodik ádalah sebagai berikut:
1) Pelepasan Inokulatif
Pelepasan musuh alami dilakukan satu kali dalam satu musim atau dalam satu tahun dengan tujuan musuh alami dapat mengadakan kolonisasi dan menyebarluas secara alami sehingga dapat menjaga keseimbangan. 2) Pelepasan Suplemen
Pelepasan dilakukan setelah kegiatan sampling diketahui populasi hama mulai meninggalkan populasi
28
musuh alaminya. Tujuannya adalah untuk membantu musuh alami yang sudah ada agar kembali berfungsi dan dapat mengendalikan populasi hama.
3) Pelepasan Inundatif atau Pelepasan Massal
Pelepasan ini diharapkan agar individu-individu musuh alami yang dilepas secara sekaligus dapat menurunkan populasi hama secara cepat terutama setelah ratusan ribu atau jutaan individu parasitoid atau predator dilepaskan. Ada 2 cara Augmentasi : Pelepasan inundatif parasitoid sering disebut penggunaan Insektisida biologi karena musuh alami diharapkan dapat bekerja secepat insektisida kimia dalam penurunan populasi hama, memanipulasi atau memodifikasi ekosistem : Sehingga ekosistem tersebut lebih mendorong peningkatan populasi dan efektivitas serta efisiensi musuh alami.
29
4. Pengembangan Agens Hayati 4.1 Pemilihan Sumber Isolat
Faktor awal yang sangat menentukan
keberhasilan pengembangan agens hayati untuk pengendalian patogen tanaman adalah ketepatan dalam pemilihan jenis dan sumber agens hayati yang akan dikembangkan. Pada umumnya jenis agens hayati yang dikembangkan adalah mikroba alami, baik yang hidup sebagai saprofit di dalam tanah, air dan bahan organik, maupun yang hidup di dalam jaringan tanaman (endofit) yang bersifat menghambat pertumbuhan dan berkompetisi dalam ruang dan nutrisi dengan patogen sasaran, atau bersifat menginduksi ketahanan tanaman. Tahap pertama dalam pengembangan agens hayati adalah seleksi agens hayati nonpatogen. Seleksi dilakukan dengan mengisolasi calon agens hayati dari populasi lainnya, seperti kelompok mikroba saprofit atau nonpatogen dari tanah atau bagian tanaman, atau mutan yang tidak patogen. Pada tahap seleksi awal ini, informasi tentang keefektifan dan identitas calon agens
30
pengembangannya di masa akan datang tidak menjadi masalah. Untuk pengendalian penyakit layu bakteri yang disebabkan oleh Ralstonia solanacearum, misalnya, jenis-jenis agens hayati dari kelompok bakteri yang pernah diteliti telah dirangkum oleh Sadler (2005), yang meliputi Bacillus spp., B. cereus, B. polymyxa, B. subtilis,
Burkholderia glume, Corynebacterium sp., Escherichia sp., Pseudomonas aeruginosa, P. fluorescens, Streptomyces mutabilis, dan Actinomycetes. Di antara spesies bakteri
tersebut, B. polymyxa dan Curtobacterium
(Corynebacterium) flaccumfaciens pv. flaccumfaciens perlu diwaspadai karena berpotensi menjadi patogen pada tanaman (Lelliott dan Stead, 1987).
Jenis bakeri lainnya adalah bakteri nonpatogenik dari spesies yang sama, seperti mutan alami yang tidak virulen (avirulen) dari R. solanacearum atau mutan R.
solanacearum yang mengandung gen hrpO. Satu hal
yang perlu diperhatikan dalam pembuatan mutan yang mengandung penciri tahan terhadap antibiotik adalah sebaiknya tidak menggunakan antibiotik yang lazim digunakan untuk pengobatan pada manusia (The National Forest and Nature Agency, 2000). Hal ini
31
karena karakter ketahanan terhadap suatu antibiotik dibawa dalam plasmid yang mudah berpindah dari satu bakteri ke bakteri lainnya dalam kondisi alami. Besar kemungkinan karakter ketahanan terhadap antibiotik yang dibawa oleh suatu mutan agens hayati bakteri akan terlepas dan berpindah ke bakteri patogen pada manusia atau hewan sehingga pengendalian menggunakan antibiotik tersebut tidak efektif.
Dalam tahap awal ini juga perlu dihindari penggunaan agens hayati bakteri yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan pada manusia. Satu di antaranya adalah Burkholderia (Pseudomonas cepacia). B. cepacia dapat ditemukan secara alami di dalam tanah, air, dan rizosfer akar tanaman. Perkembangan terakhir menunjukkan bahwa B. cepacia terdiri atas sekelompok bakteri (Burkholderia kompleks) yang meliputi delapan genetik spesies (genomovar) yang sangat erat kekerabatannya satu sama lainnya (Parke dan Gurian- Sherman, 2001). Di antara kelompok itu ada yang digunakan sebagai agens hayati, tetapi ada juga yang
bersifat patogen pada tanaman dan dapat
32
manusia. B. cepacia menyebabkan penyakit busuk lunak pada umbi bawang (Lelliott dan Stead, 1987) dan hawar daun pada tanaman garut hias (Marantha arundinaceae) (Supriadi et al., 2000).
Potensi B. cepacia dalam menyebabkan kerugian pada manusia telah dibahas oleh suatu Panel Ahli (Scientific
Advisory Panel; SAP) pada tanggal 20-23 Juli 1999 di
Arlington Virginia (USA) (SAP Report, 1999). Secara ringkas, beberapa ahli kurang mendapatkan bukti yang cukup tentang kekhawatiran pelepasan strain B. cepacia yang dapat mempengaruhi strain B. cepacia yang lainnya sehingga dapat menimbulkan kerugian pada manusia. Namun, potensi bahaya B. cepacia terhadap manusia tidak dapat dihilangkan begitu saja. Gejala gangguan akibat B. cepacia yang dikenal dengan istilah
Burkholderia Cepacia Syndrome (BCS) perlu diwaspadai.
BCS ditandai dengan gejala penurunan kesehatan secara drastis pada seseorang yang terinfeksi bakteri ini karena bakteri dapat masuk ke dalam sistem pembuluh darah. B. cepacia dapat bertahan pada kulit yang lembap selama 60 menit sampai 1 minggu, sedangkan di dalam
33
air, bakteri ini dapat bertahan hidup sampai 1 tahun, dan 82% dari strain B. cepacia kebal terhadap antibiotik.
B. cepacia kompleks genomovar VI, yaitu B. dolosa
diketahui dapat menyebabkan infeksi kronis dalam
cystic fibrosis yang berasosiasi dengan kehilangan fungsi
paru-paru dan ketahanan tubuh (Kalish et al., 2006). Menurt Blackburn et al. (2004), cepacia syndrome juga dapat disebabkan oleh B. multivorans (genomovar III), yang menunjukkan gejala cystic fibriosis pada 9 tahun setelah infeksi. Informasi tersebut menekankan perlunya kehati-hatian dalam pemilihan jenis agens hayati yang akan dikembangkan.
4.2. Pengujian Efikasi
Tahap berikutnya adalah menguji keefektifan agens hayati dalam kondisi terbatas dan homogen, misalnya dalam cawan petri in vitro, terhadap patogen target. Bila suatu agens hayati menunjukkan potensi antagonisme atau penekanan terhadap patogen target, yang ditunjukkan dengan terbentuknya zona hambatan maka dilakukan tahap pengujian secara terbatas dalam kondisi terkontrol misalnya di rumah kaca dengan
34
menggunakan formula sederhana, seperti penambahan zat pembawa (karier). Apabila pada tahap ini kemampuan agens hayati masih konsisten dalam menekan perkembangan patogen target maka perlu dilanjutkan dengan tahap uji lapang dalam skala terbatas. Pada pengujian lapang, kemungkinan agens hayati menimbulkan kerusakan pada tanaman perlu diperhatikan.
Pada pengujian lapang, biasanya agens hayati harus diformulasikan secara lebih baik. Dalam proses pembuatan formula, semua bahan yang digunakan harus dipastikan tidak akan menimbulkan kerusakan pada tanaman target, mikroba bukan sasaran, dan lingkungan. Bila pada tahap lanjutan ini pun calon agens hayati masih menunjukkan potensi penekanan yang stabil maka pengujian dalam skala lebih luas dapat dilaksanakan.
4.3. Komersialisasi
Tahap terakhir adalah komersialisasi agens hayati. Pada tahap ini diperlukan peran industri untuk memperbanyak agens hayati secara massal dan
35
memformulasikannya dalam bentuk yang lebih stabil dan terstandar. Pada tahap akhir inilah data tentang analisis risiko dari agens hayati harus dilengkapi untuk memperoleh izin penggunaannya secara komersial dari institusi resmi.
36
5. Metode Praktis Produksi Massal Beberapa Agens Hayati
5.1. Produksi Trichoderma
Alat-alat yang digunakan antara lain bunsen, kompor, dandang / autoclave, jarum ose, panci, timbangan, nampan, dan inchase atau lemari isolasi. Sedangkan bahan-bahan yang dibutuhkan antara lain jagung giling (beras jagung), kantong plastik ukuran 1 kg, air, isolat Trichoderma, dan alkohol 70%.
o Cara pembuatan media :
Cuci bersih jagung giling atau beras jagung sebanyak yang dibutuhkan kemudian ditiriskan. Masak air dengan menggunakan dandang hingga mendidih. Setelah air mendidih, masukkan jagung giling yang sudah dicuci bersih. Tutup rapat sampai ±15 menit. Angkat jagung giling tersebut, tiriskan di nampan, dan biarkan hingga dingin. Setelah dingin masukkan ke dalam kantong plastik sebanyak 100 – 200 gram. Sterilkan media jagung tersebut dengan menggunakan autoclave pada tekanan 1 atm, suhu 120⁰C selama ±15
37
menit. Atau kukus dengan menggunakan dandang. Masak air dengan menggunakan dandang hingga mendidih. Setelah mendidih masukkan media jagung dalam kantong plastik tersebut dan tutup rapat. Atur nyala api tidak terlalu besar dan biarkan selama ±15 menit dan biarkan hingga dingin. Media beras jagung siap diinokulasi/ditulari dengan isolat.
o Cara inokulasi :
Sterilkan inchase dengan alkohol 70% dan tunggu sampai kering. Tangan juga disterilkan dengan menggunakan alkohol. Masukkan media, isolat, jarum ose, dan bunsen ke dalam inchase. Nyalakan bunsen, sterilkan jarum ose menggunakan bunsen, dan lakukan penularan di dalam inchase. Inokulasikan isolat dengan menggunakan jarum ose. Inkubasikan dalam ruangan steril. Media padat akan ditumbuhi miselia dan antara 7 -14 hari sudah dapat diaplikasikan.
5.2. Produksi Metarhizium
Mula-mula sterilkan inchase dengan alkohol 70% dan tunggu sampai kering. Tangan juga disterilkan dengan menggunakan alkohol. Masukkan media, isolat,
38
jarum ose, dan bunsen ke dalam inchase. Nyalakan bunsen, sterilkan jarum ose menggunakan bunsen, dan lakukan penularan di dalam inchase. Inokulasikan isolat Metarhizium dengan menggunakan jarum ose. Inkubasikan dalam ruangan steril. Media padat akan ditumbuhi miselia antara 7 -14 hari.
5.3. Produksi Beauveria cair
Alat-alat yang digunakan antara lain blender, saringan, panci, sendok, dan kompor. Sedangkan bahan-bahan yang dibutuhkan antara lain 1 ons media padat Beauveria, 3 liter air, 3 sdm gula pasir. Cara pembuatannya adalah 1 ons media padat Beauveria dicampur dengan 2 liter air. Kemudian dihaluskan menggunakan blender. Jika sudah halus, saring, ambil sebanyak 1 liter, dan sisihkan. Rebus air sebanyak 1 liter. Setelah mendidih, masukkan gula. Aduk hingga tercampur. Kemudian campurkan dengan 1 liter
Beauveria cair dan masukkan dalam botol plastik.
39 5.4. Produksi Trichoderma cair
Pada produksi Trichoderma cair, alat-alat yang digunakan antara lain blender, saringan, panci, sendok, dan kompor. Sedangkan bahan-bahan yang dibutuhkan antara lain 2 ons media padat Trichoderma, 2 liter air, 2 sdm gula pasir. Cara pembuatannya adalah 2 ons media padat Trichoderma dicampur dengan 1 liter air. Kemudian dihaluskan menggunakan blender. Jika sudah halus, saring, ambil sebanyak 1 liter, dan sisihkan. Rebus air sebanyak 1 liter. Setelah mendidih, masukkan gula. Aduk hingga tercampur. Kemudian campurkan dengan 1 liter Trichoderma cair dan masukkan dalam botol plastik. Diamkan selama 1 minggu.
5.5. Produksi Massal PGPR
Alat-alat yang digunakan antara lain timbangan, baskom, dan botol plastik. Sedangkan bahan-bahan yang dibutuhkan antara lain 12,5 gram akar bambu, 1 liter air leri (air cucian beras), dan 25 gram gula. Cara pembuatan PGPR yaitu akar bambu dicuci, dipotong
40
pendek-pendek dan direndam dalam air leri atau air cucian beras kemudian diberi gula. Fermentasi selama 1 minggu baru bisa diaplikasikan. Akar bambu banyak mengandung bakteri Pf (Pseudomonas flouren), di mana bakteri ini bisa meningkatkan kelarutan P dalam tanah. Air cucian beras memiliki kandungan nutrisi yang melimpah di antaranya karbohidrat berupa pati sebesar 85-90 persen, protein glutein, selulosa, hemiselulosa, gula, dan vitamin yang tinggi. Percepatan pertumbuhan bakteri P. fluorescens pada formula air cucian beras dapat ditambahkan ekstrak tempe dan gula.
Cara pembuatan media EKG (Ekstrak Kentang Gula) adalah 2 kg kentang direbus setengah matang. Kemudian diambil airnya dan ditambah 200 gram gula dan 2 sendok makan minyak kelapa. Semua bahan dimasukkan ke dalam galon dan ditutup kapas dan aluminium foil. Semua bahan direbus dalam dandang selama selama 1 jam dari mendidih selama 3 hari berturut-turut. Pada hari keempat, isolat dimasukkan ke dalam media EKG (Ekstrak Kentang Gula), kemudian dihubungkan dengan aerator. Pemasangan aerator dilakukan sampai warna media EKG berubah
41
menjadi keruh dan berbau seperti tape kurang lebih 21 hari. Setelah itu dilakukan uji laborarorium untuk menguji kerapatannya dan terkontaminasi atau tidak.
5.6. Penilaian Kualitas
Alat-alat yang dibutuhkan dalam penilaian kualitas hasil produksi setidaknya antara lain: mikroskop, haemacytometer, tabung reaksi, gelas ukur, pipet, dan objecy glass. Bahan-bahan yang diperlukan antara lain media cair Beauveria, Trichoderma, dan aquades. Langkah kerja penghitungan kerapatan spora yaitu sebelum haemacytometer digunakan, terlebih dahulu permukaan hitung haemacytometer dibersihkan. Ambil aquades sebanyak 9 ml dan media cair Beauveria dan Trichoderma yang telah difermentasi selama 1 minggu masing-masing sebanyak 1 ml. Setelah itu dikocok hingga tercampur merata. Menutup ruang hitung haemacytometer dengan kaca obyek dan meneteskan sebanyak 1 ml dengan menggunakan pipet. Haemacytometer diletakkan di atas meja objek. Hitung kerapatan spora yang terdapat pada kotak hitung pada
42
5 kotak besar di bawah mikroskop. Catat hasil penghitungan spora dan dokumentasikan.
Hasil penghitungan kerapatan spora Beauveria dan Trichoderma
No. Beauveria Trichoderma
1 9 36 2 25 52 3 29 41 4 38 30 5 42 44 Jumlah 143 203
Rumus kerapatan spora
Keterangan :
Petak penghitungan ada 5 d = berapa kali pengenceran misal 2 kali pengenceran = (102)
n = sub petak 16 Beauveria Trichoderma = = = = = 7,15 x 106 = 10,15 x 106
