Pengendalian Hayati

Rangkuman

1. Pengendalian Hayati Untuk pengelolaan Hama

Taktik Pengendalian Hama Berbasis Biologi

  1. Pengendalian hayati adalah penggunaan musuh alami (pemangsa, parasitoid, dan patogen) untuk mengendalikan populasi hama.
  2. Pengendalian hama dengan taktik atau teknologi berbasis biologi mencakup lima tipe, yaitu:
    • pengendalian hayati,
    • pestisida mikroba,
    • senyawa-senyawa kimia yang memodifikasi perilaku hama,
    • manipulasi genetika populasi hama, dan
    • imunisasi tanaman.
  3. Pendekatan yang digunakan di dalam pengendalian hayati adalah:
    • pengendalian hayati klasik,
    • pengendalian hayati augmentasi, dan
    • konservasi musuh alami.
  4. Pengendalian alami adalah pengendalian populasi makhluk hidup di alam karena tekanan faktor lingkungan biotik dan abiotik. Di dalam pengendalian alami tidak ada peran aktif manusia.
  5. Musuh alami di dalam pengendalian hayati terdiri atas pemangsa, parasitoid, dan patogen. Pemangsa adalah serangga atau hewan pemakan serangga yang selama masa hidupnya banyak memakan mangsa. Parasitoid adalah serangga yang meletakkan telurnya pada permukaan atau di dalam tubuh serangga lain yang menjadi inang atau mangsanya. Ketika telur parasitoid menetas, larva parasitoid akan memakan inang dan membunuhnya. Patogen adalah makhluk hidup yang menjangkitkan penyakit pada inang atau menjadi pesaing untuk mikroba patogen yang menyerang tanaman.
  6. Catatan sejarah pengendalian hayati diawali di Cina sebelum tahun 900. Para petani Cina telah memanfaatkan semut Oecophylla smaradigna untuk mengendalikan hama ulat dan kumbang yang menyerang tanaman jeruk.
  7. Dr. Erasmus Darwin adalah orang yang pertama kali mengusulkan kemungkinan penggunaan serangga parasitoid untuk mengendalikan hama.
  8. Keberhasilan kumbang Rodolia cardinalis mengendalikan Icerya purchasi dan ngengat Cactoblastis cactorum mengendalikan kaktus Opuntia telah menjadi legenda di dalam pengendalian hayati klasik hama serangga dan gulma.

Potensi dan Masa Depan Pengendalian Hayati dalam Pengelolaan hama

  1. Masa depan pengendalian hayati akan dipengaruhi oleh adanya ancaman hama asing akibat perdagangan antarnegara, ancaman terhadap keanekaragaman hayati akibat masuknya hama dan musuh alami dari luar, serta perkembangan industri agen-agen pengendali hayati komersial dan biopestisida.
  2. Ada persepsi baru yang menganggap bahwa taktik pengendalian hama berbasis biologi, termasuk pengendalian hayati, juga mengandung berbagai risiko. Masyarakat konservasi sangat menyoroti masuknya jenis makhluk hidup yang berbahaya ke suatu negara, karena akan mengganggu ekosistem alami. Namun hal tersebut terjadi pada awal sejarah pengendalian hayati sebelum adanya proses pengaturan dan ketika perhatian orang masih sedikit terhadap nasib organisme asli.
  3. Insektisida mikroba dapat menimbulkan risiko lingkungan, termasuk pengaruhnya terhadap organisme bukan target dan pemangsanya. Bacillus thuringiensis dapat mengakibatkan pengurangan jumlah larva ngengat dan kupu-kupu bukan target untuk sementara waktu. Risiko lain adalah kemungkinan munculnya ketahanan hama terhadap insektisida mikroba, misalnya yang terjadi akibat penggunaan Bacillus thuringiensis.
  4. Risiko pelepasan makhluk hidup hasil rekayasa genetika meliputi dua tipe risiko, yaitu:
    • pengaruh ekologi terhadap makhluk hidup bukan target. Hasil rekayasa yang menghasilkan makhluk hidup yang memproduksi racun akan mempengaruhi makhluk hidup yang bukan target,
    • kemungkinan transfer gen tahan hama dari tanaman budidaya hasil rekayasa ke gulma. Akibatnya gulma akan terbebas dari herbivor yang menjadi musuh alaminya.
  5. Banyak orang yang menyimpulkan bahwa risiko-risiko yang mungkin muncul dari taktik pengendalian hama berbasis biologi jauh lebih kecil dibandingkan dengan keuntungan yang akan muncul dari penggunaannya.
  6. Publikasi Rachel Carson berjudul Silent Spring pada tahun 1962 telah menggugah kesadaran masyarakat terhadap berbagai pengaruh buruk dari penggunaan pestisida sintetik terhadap ekosistem. Publikasi tersebut telah memicu dikembangkannya suatu pendekatan pengendalian hama berbasis ekologi yang dikenal dengan nama pengendalian hama terpadu (PHT) pada tahun 1970-an.
  7. PHT didefinisikan sebagai suatu pendekatan berkelanjutan dalam mengelola hama dengan mengombinasikan taktik pengendalian hayati, budidaya, fisika, dan kimia guna meminimalkan risiko ekonomi, kesehatan, dan lingkungan.
  8. Filosofi dasar PHT adalah tidak semua serangga pada tanaman pertanian itu hama yang harus dibunuh dengan insektisida, dan bahkan jika benar bahwa serangga tersebut adalah hama maka tidak perlu dihilangkan seluruhnya. Hal yang perlu dilakukan adalah mengelola jumlah hama hingga di bawah tingkat yang akan merugikan secara ekonomi.
  9. Pengendalian hayati hanyalah salah satu dari beberapa pendekatan umum untuk pengelolalan hama. Di dalam pengembangan strategi pengelolaan hama yang menyeluruh perlu kiranya mempertimbangkan semua pilihan yang tersedia. Metode-metode pengendalian hama lainnya tersebut adalah pengendalian melalui teknik budidaya (cultural control), tanaman tahan hama (host resistance), pengendalian mekanik (mechanical control), dan pengendalian kimiawi (chemical control).
  10. Agenda 21 United Nations Conference on Environment and Development yang dilaksanakan pada tanggal 3-14 Juni 1992 di Rio de Janeiro, Brazil menyatakan bahwa PHT yang mengkombinasikan pengendalian hayati, tanaman tahan hama dan praktek budidaya yang tepat, adalah pilihan terbaik untuk masa depan.

2.  Prinsip Ekologi Dalam Pengendalian Hayati

Prinsip Dasar Ekologi Populasi

  1. Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal-balik antara makhluk hidup dan lingkungannya. Dalam definisi tersebut lingkungan dapat dibagi menjadi dua faktor, yaitu faktor fisik (abiotik) dan faktor biologi (biotik).
  2. Di dalam suatu ekosistem alami atau pertanian (agroekosistem), beragam jenis makhluk hidup akan membentuk suatu komunitas yang terdiri atas populasi-populasi dari jenis yang berbeda. Setiap populasi memiliki berbagai karakteristik, seperti kepadatan, struktur umur, laju kelahiran, dan laju kematian.
  3. Di alam, populasi makhluk hidup tidaklah statis, tetapi selalu dalam keadaan yang dinamis. Segala perubahan yang terjadi pada jumlah anggota populasi dan faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan tersebut dipelajari dalam studi dinamika populasi.
  4. Ukuran populasi makhluk hidup tergantung pada individu-individu yang lahir, mati, datang (imigrasi), dan pergi (emigrasi). Ukuran populasi akan bertambah dengan adanya kelahiran dan imigrasi, serta berkurang dengan adanya kematian dan emigrasi.
  5. Jika laju imigrasi dan emigrasi seimbang, serta laju kelahiran dan kematian tetap maka pertumbuhan populasi akan bersifat eksponensial dengan model pertumbuhan populasi Nt = N0 ert dan laju pertumbuhan populasi dN/dt = (b-d) N0 = rN0. Pertumbuhan eksponensial memperlihatkan potensi biotik (biotic potential) makhluk hidup dengan sumber daya yang tidak terbatas dan tidak ada musuh alami. Kurva pertumbuhan populasi logistik akan berbentuk huruf J.
  6. Ukuran populasi makhluk hidup di alam dibatasi oleh daya dukung lingkungannya (K), sehingga populasi makhluk hidup akan menunjukkan suatu pertumbuhan logistik dengan persamaan dN/dt = rN0 (1-N0/K). Adapun persamaan model pertumbuhan populasinya adalah Nt = K / (1 + ea-rt). Kurva pertumbuhan populasi logistik akan berbentuk huruf S.
  7. Informasi mengenai laju reproduksi bersih (R0), waktu generasi (T), dan laju pertambahan per kapita (r) sejenis makhluk hidup akan dapat diketahui dengan membuat tabel kehidupan (life table) nya.
  8. Makhluk hidup yang memiliki strategi hidup r hidup di habitat sementara, beradaptasi untuk memperoleh makanan sebanyak-banyaknya dalam waktu yang singkat, dan ukuran populasinya berfluktuasi tanpa terkendali. Mereka biasanya berukuran kecil, selalu berpindah-pindah, dan memiliki waktu generasi yang pendek. Sebaliknya, makhluk hidup dengan strategi hidup K hidup di habitat yang stabil dan ukuran populasinya mendekati daya dukung habitat. Mereka biasanya berukuran besar, jarang berpindah-berpindah, dan waktu generasinya panjang.

Pengaruh Faktor Lingkungan Terhadap populasi

  1. Berbagai faktor lingkungan dapat bekerja sebagai suatu kekuatan alam yang mengakibatkan naik turunnya kelimpahan populasi sejenis makhluk hidup. Faktor-faktor lingkungan tersebut dapat membantu atau menghambat usaha pengendalian hama.
  2. Penyakit merupakan salah satu dari berbagai faktor terkait kepadatan yang pengaruhnya semakin besar dengan meningkatmya kepadatan populasi makhluk hidup. Bencana alam seperti letusan gunung berapi atau hujan badai, meskipun dapat mempengaruhi ukuran populasi makhluk hidup, adalah faktor-faktor yang tidak terkait dengan kepadatan populasi makhluk hidup. Pada kepadatan populasi berapa pun pengaruhnya akan tetap sama.
  3. Hampir semua orang kini menerima pandangan bahwa populasi makhluk hidup di alam diatur oleh faktor-faktor yang terkait dengan kepadatan. Faktor-faktor yang tidak terkait dengan kepadatan hanya dapat mengubah tetapi tidak mengatur kepadatan populasi makhluk hidup di alam.
  4. Peranan faktor biotik dan abiotik dalam menentukan ukuran populasi makhluk hidup di suatu ekosistem dapat digambarkan melalui skenario umpan balik lingkungan (environmental feedback). Persaingan antarindividu sejenis (intraspesifik) dalam memperebutkan sumber daya akan mengurangi ukuran populasi atau terjadi umpan balik negatif (negative feedback). Pada waktu ukuran populasi cukup rendah, maka kondisi lingkungan mulai pulih dan siklus yang sama akan terjadi lagi.
  5. Interaksi antara makhluk hidup tidak sejenis dapat mempengaruhi lingkungan jenis lain secara positif (+), negatif (-), atau tidak sama sekali (0). Kategori interaksi antara jenis-jenis makhluk hidup yang berbeda dapat dibagi menjadi empat, yaitu persaingan (-/-), eksploitasi (+/-), mutualisme (+/+), dan komensalisme (+/0). Interaksi yang termasuk ke dalam kategori eksploitasi adalah pemangsaan, parasitisme, patogenitas, dan herbivora.
  6. Interaksi yang bersifat eksploitasi dapat membatasi ukuran dan penyebaran populasi mangsa atau inang. Aktivitas pemangsa, parasitoid, patogen, atau herbivora akan menurunkan laju kelahiran dan meningkatkan laju kematian mangsa atau inang.
  7. Faktor-faktor lingkungan yang memiliki pengaruh paling penting terhadap kematian populasi makhluk hidup dapat dicari dengan melakukan analisis faktor kunci (key factor analysis) yang dikembangkan oleh Varley and Gradwell (1960).
  8. Informasi yang diperoleh dari analisis faktor kunci sangat berguna dalam upaya pengelolaan hama. Dari hasil analisis tersebut dapat diperkirakan apakah perlakuan insektisida diperlukan untuk mengendalikan sejenis hama. Kecuali itu dapat pula memperkirakan apa yang akan terjadi pada populasi hama jika perlakuan insektisida diberikan.

3. Hama Serangga Sebagai Target Pengendalian

Serangga Sebagai Hama

  1. Hama adalah makhluk hidup yang menjadi pesaing, perusak, penyebar penyakit, dan pengganggu semua sumber daya yang dibutuhkan manusia. Definisi hama bersifat relatif dan sangat antroposentrik berdasarkan pada estetika, ekonomi, dan kesejahteraan pribadi yang dibentuk oleh bias budaya dan pengalaman pribadi.
  2. Pengkategorian serangga hama didasarkan pada sumber daya yang dipengaruhinya. Tiga kategori umum hama serangga adalah hama estetika, hama kesehatan, serta hama pertanian dan kehutanan. Hama estetika mengganggu suasana keindahan, kenyamanan, dan kenikmatan manusia. Hama kesehatan menimbulkan dampak pada kesehatan dan kesejahteraan manusia berupa luka, ketidaknyamanan, stress, sakit, pingsan, dan bahkan kematian. Sekitar 50% dari seluruh jenis serangga penghuni bumi merupakan serangga herbivora yang dapat merusak tanaman pertanian dan kehutanan secara langsung atau pun tidak langsung.
  3. Pertanian monokultur dengan varietas tanaman yang berproduksi tinggi telah menyediakan pasokan makanan yang seragam kualitasnya dan tidak ada habis-habisnya bagi serangga herbivor. Sistem monokultur juga telah menciptakan kondisi lingkungan yang sangat mendukung bagi peningkatan laju reproduksi dan laju kelangsungan hidup serangga herbivora. Keduanya menjadi pemicu ledakan hama serangga di lahan pertanian.
  4. Pertanian monokultur biasanya menerima asupan energi berupa pupuk buatan dan pestisida. Jika insektisida yang digunakan untuk mengendalikan populasi hama ternyata juga membunuh atau mengusir musuh alami hama, maka akan terjadi pertukaran dari agen pengendali jangka panjang (musuh alami) ke agen pengendali jangka pendek (insektisida kimia). Apabila pengaruh pengendali kimia tidak ada maka populasi hama akan tumbuh tidak tertahan di lingkungan yang bebas dari musuh alaminya.
  5. Sebagian besar taktik pengendalian hama tidak pernah 100 % efektif. Biasanya akan ada sejumlah kecil hama yang mampu bertahan hidup untuk bereproduksi dan menurunkan materi genetiknya kepada generasi selanjutnya. Apabila materi genetik tersebut membawa gen (atau alel) resisten terhadap insektisida, maka taktik pengendalian yang pernah diterapkan akan kurang efektif terhadap generasi barunya. Populasi hama resisten dapat mencapai ledakan dengan cepat kecuali jika kita mengubah atau memperbarui taktik pengendalian sehingga menjadi lebih efektif.
  6. Mekanisme lain yang menyebabkan ledakan hama adalah perpindahan makhluk hidup, baik sengaja ataupun tidak sehingga mampu melintasi berbagai penghalang geografi antar negara. Jenis-jenis introduksi tersebut menikmati iklim yang sesuai, makanan melimpah, dan tidak ada musuh alami, sehingga populasinya berkembang dengan sangat cepat dan menyebar luas ke lokasi-lokasi lainnya.
  7. Sekarang banyak konsumen menginginkan buah dan sayuran yang bebas sama sekali dari serangga (zero tolerance) dan tidak akan mentoleransi adanya kontaminasi atau kerusakan sedikitpun karena serangga. Produsen telah ditekan oleh konsumen untuk menerapkan praktek pengendalian hama yang lebih keras sehingga dihasilkan komoditas yang diinginkannya. Konsumen tidak menyadari jika penggunaan pestisida yang intensif akan diikuti oleh resurgensi hama dan perkembangan hama sekunder karena tidak ada lagi musuh alaminya, serta munculnya hama resisten terhadap insektisida.

Ekonomi Pengendalian Hama

  1. Bioekonomi adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara jumlah hama, respons tanaman terhadap luka karena serangan hama, dan kerugian ekonomi yang ditimbulkannya. Bioekonomi membentuk dasar dari penilaian dan pengambilan keputusan dalam pengendalian hama, misalnya konsep tingkat luka ekonomi (economic injury level) yang dicetuskan oleh Stern et al. (1959).
  2. Ahli entomologi mendefinisikan luka (injury) sebagai kerusakan fisik suatu komoditas akibat keberadaan atau aktivitas hama, sedangkan kerusakan (damage) didefinisikan sebagai kerugian nilai moneter suatu komoditas akibat luka. Setiap tingkat serangan hama akan menghasilkan luka, tetapi tidak semua tingkat luka akan menghasilkan kerusakan.
  3. Untuk melihat hubungan antara kepadatan populasi hama serangga dan kerugian ekonomi maka para ahli entomologi telah mengembangkan konsep tingkat luka ekonomi (economic injury level) sebagai tanggapan untuk menemukan cara penggunaan insektisida yang lebih rasional.
  4. Tingkat luka ekonomi (TLE) adalah konsep yang sangat berguna, namun tidak perlu menunggu hingga populasi hama mencapainya untuk memulai operasi pengendalian. Jadi, lebih baik memulai operasi pengendalian sebelum hama mencapai TLE. Untuk itu para ahli entomologi mengembangkan konsep ambang ekonomi (economic threshold) atau ambang aksi (action threshold). Ambang ekonomi (AE) adalah suatu indeks untuk pengambilan keputusan dalam pengelolaan hama.
  5. Ambang ekonomi dapat ditentukan secara subjektif atau objektif. Penentuan secara subjektif merupakan pendekatan kasar karena tidak didasarkan pada penghitungan TLE dan penentuannya hanya didasarkan pada pengalaman para praktisi. Ambang ekonomi objektif, sebaliknya, didasarkan pada penghitungan TLE dan nilainya akan berubah mengikuti perubahan di dalam variabel utama dari TLE.
  6. Berdasarkan kepentingan ekonomi manusia, hama serangga dapat dikelompokkan menjadi hama utama, hama minor, hama potensial, hama sekunder atau sporadis, dan hama kunci. Hama serangga juga dapat dikelompokkan berdasarkan seberapa sering manusia mengendalikannya, yaitu hama persisten, hama kadangkala, dan hama tidak umum atau tidak sering.

4. Agen Pengendali Hayati: Pemangsa

Serangga Pemangsa

  1. Secara umum, pemangsa didefinisikan sebagai makhluk hidup yang memakan makhluk hidup lainnya. Pemangsaan merupakan suatu cara hidup yang sumber makanannya diperoleh dengan menangkap, membunuh, dan memakan hewan lain.
  2. Pemangsa dari kelompok arthropoda terdiri atas sejumlah besar jenis serangga, ditambah dengan laba-laba dan tungau pemangsa. Di dunia ini diperkirakan ada sekitar 200.000 jenis pemangsa arthropoda, termasuk berbagai jenis laba-laba dan tungau pemangsa. Serangga pemangsa terdiri atas lebih dari 16 bangsa dan kurang lebih 2000 suku.
  3. Karakteristik umum serangga pemangsa:
    • mengkonsumsi banyak individu mangsa selama hidupnya,
    • umumnya berukuran sebesar atau relatif lebih besar daripada mangsanya,
    • menjadi pemangsa ketika sebagai larva/nimfa, dewasa (jantan dan betina), atau keduanya,
    • pemangsa menyerang mangsa dari semua tahap perkembangan,
    • biasanya hidup bebas dan selalu bergerak,
    • mangsa biasanya dimakan langsung,
    • biasanya bersifat generalis,
    • seringkali memiliki cara khusus untuk menangkap dan menaklukkan mangsanya.
  4. Beberapa bangsa serangga yang penting sebagai pemangsa dalam pengendalian alami dan hayati, antara lain adalah Coleoptera, Hemiptera, Neuroptera, dan Diptera. Kelompok pemangsa penting yang bukan serangga adalah laba-laba dan tungau pemangsa.

Pemilihan Mangsa

  1. Istilah-istilah yang sering dipakai untuk menggambarkan kisaran mangsa adalah monofagus (pemakan satu jenis mangsa), oligofagus atau stenofagus (pemakan beberapa jenis mangsa yang masih berkerabat), dan polifagus (pemakan banyak jenis mangsa dari kelompok yang berbeda). Pemangsa monofagus dan oligofagus disebut juga spesialis, sedangkan pemangsa polifagus disebut generalis.
  2. Di alam, lebih banyak ditemukan pemangsa polifagus atau oligofagus daripada pemangsa monofagus. Kisaran hama yang sempit pada pemangsa oligofagus sering kali didasarkan pada keterkaitan taksonomi mangsa.
  3. Pengetahuan mengenai filogeni pemangsa dan mangsa sangatlah penting untuk memahami kekhususan mangsa dan preferensi mangsa.
  4. Tipe mangsa yang dimakan oleh pemangsa merupakan interaksi dari berberapa faktor (fisiologi, perilaku, dan ekologi), yaitu:
    • ketersediaan/kelimpahan relatif dari tipe mangsa yang khusus,
    • perilaku pemangsa dalam mencari makan,
    • kesesuaian nutrisi mangsa, dan
    • risiko pemangsaan yang berasosiasi dengan upaya dalam memperoleh mangsa. Kecuali keempat faktor tersebut, perilaku oviposisi betina berperan penting dalam menentukan mangsa yang tersedia untuk larvanya.
  5. Secara tradisional perilaku pemilihan mangsa atau inang dibagi menjadi empat komponen yang sering kali digabungkan bersama, yaitu penentuan lokasi habitat mangsa, penentuan lokasi mangsa, penerimaan mangsa, dan kesesuaian hama. Dalam proses pemilihan mangsa, umumnya pemangsa menggunakan kombinasi pertanda fisik (penglihatan dan sentuhan) dan pertanda kimiawi (bau dan rasa).
  6. Senyawa kimia semio (semiochemical) adalah senyawa kimia yang digunakan sebagai media komunikasi makhluk hidup, terdiri atas feromon (pheromone) dan senyawa kimia allelo (allelochemical). Feromon digunakan untuk komunikasi intraspesifik, sedangkan senyawa kimia allelo digunakan untuk komunikasi interspesifik. Senyawa allelo disebut kairomon (kairomone) jika yang menerima pesan memperoleh keuntungan dan disebut alomon (allomone) jika yang memberi pesan memperoleh keuntungan dan penerima menderita kerugian. Kecuali itu, ada sinomon (synomone) yang menguntungkan pemberi dan penerima pesan, serta apneumon (apneumone) yang dikeluarkan oleh materi tidak hidup dan menguntungkan penerimanya.
  7. Di samping pertanda visual, senyawa volatil kairomon dan sinomon (sebagai pertanda kimia) juga merupakan pemikat bagi kehadiran jenis-jenis pemangsa tertentu di habitat mangsanya.
  8. Untuk beberapa jenis pemangsa, penentuan lokasi mangsa menggunakan pertanda berupa campuran sinergis senyawa-senyawa yang dihasilkan baik oleh tanaman maupun mangsa.
  9. Probabilitas sejenis mangsa untuk diterima oleh pemangsa tergantung pada kualitas jenis mangsa lain yang ada di lingkungannya. Kisaran hama yang diserang akan lebih sempit apabila hama berkualitas tinggi kelimpahanya tinggi dan melebar jika kelimpahannya rendah.
  10. Pemangsa yang sudah menerima mangsa mungkin akan melanjutkan dengan memakannya sebagai sumber energi untuk perkembangan dan reproduksinya. Namun, jika mangsa tidak sesuai karena kualitas nutrisinya rendah, pemangsa akan menolaknya atau terus melanjutkan makannya tetapi dengan konsekuensi yang buruk.
  11. Beberapa karakteristik musuh alami, termasuk pemangsa, yang diinginkan untuk keberhasilan pengendalian hayati adalah sebagai berikut:
  • memiliki kemampuan mencari yang baik,
  • memiliki kekhususan mangsa/inang,
  • memiliki laju reproduksi yang tinggi,
  • memiliki kemampuan adaptasi yang baik di habitat mangsa/inang,
  • memiliki daur hidup yang sinkron dengan mangsa/inang,
  • memiliki kemudahan untuk diperbanyak.

5. Agen Pengendali Hayati: Parasitoid

Serangga Parasitoid

  1. Parasitoid adalah serangga yang sebelum tahap dewasa berkembang pada atau di dalam tubuh inang (biasanya serangga juga). Parasitoid mempunyai karakteristik pemangsa karena membunuh inangnya dan seperti parasit karena hanya membutuhkan satu inang untuk tumbuh, berkembang, dan bermetamorfosis.
  2. Ada tiga bentuk partenogenesis yang dijumpai pada parasitoid, yaitu thelyotoky (semua keturunannya betina diploid tanpa induk jantan), deuterotoky (keturunannya sebagian besar betina diploid yang tidak mempunyai induk jantan dan jarang ditemukan jantan haploid), dan arrhenotoky (keturunan jantan haploid tidak mempunyai induk jantan, dan keturunan betinanya berasal dari induk betina dan jantan (diploid).
  3. Parasitoid disebut internal atau endoparasitoid jika perkembangannya di dalam rongga tubuh inang dan eksternal atau ektoparasitoid apabila perkembangannya di luar tubuh inang.
  4. Parasitoid yang membunuh atau yang melumpuhkan inang setelah meletakkan telur disebut idiobiont. Parasitoid yang tidak membunuh atau tidak melumpuhkan secara permanen setelah melakukan oviposisi disebut koinobiont.
  5. Parasitoud yang menghasilkan hanya satu keturunan dari satu inang disebut soliter dan disebut gregarius kalau jumlah keturunan yang muncul lebih dari satu individu (tetapi berasal dari satu induk) per inang.
  6. Hiperparasitoid atau parasitoid sekunder adalah parasitoid yang menyerang parasitoid primer. Adelphoparasitoid adalah parasitoid jantan yang memparasiti larva betina dari jenisnya sendiri.
  7. Multiparasitisme adalah parasitisme terhadap inang yang sama oleh lebih dari satu jenis parasitoid primer, superparasitisme adalah parasitisme satu inang oleh banyak parasitoid dari jenis yang sama.
  8. Sebagian besar parasitoid ditemukan di dalam dua kelompok utama bangsa serangga, yaitu Hymenoptera (lebah, tawon, semut, dan lalat gergaji) dan bangsa Diptera (lalat beserta kerabatnya). Meskipun tidak banyak, parasitoid juga ditemukan pada bangsa Coleoptera, Lepidoptera, dan Neuroptera. Sebagian besar serangga parasitoid yang bermanfaat adalah dari jenis-jenis tawon atau lalat.
  9. Dari bangsa Diptera hanya suku Tachinidae yang paling penting di dalam pengendalian alami dan hayati hama pertanian dan kehutanan. Kelompok terbesar parasitoid, yaitu bangsa Hymenoptera merupakan kelompok yang sangat penting. Dua suku utama dari supersuku Ichneumonoidea, yaitu Braconidae dan Ichneumonidae, sangat penting dalam pengendalian alami dan hayati. Dari supersuku Chalcidoidea yang dianggap sebagai kelompok parasitoid paling penting dalam pengendalian alami dan hayati adalah Mymaridae, Trichogrammatidae, Eulophidae, Pteromalidae, Encyrtidae, dan Aphelinidae.
  10. Parasitoid dianggap lebih baik daripada pemangsa sebagai agen pengendali hayati. Analisis terhadap introduksi musuh alami ke Amerika serikat menunjukkan bahwa keberhasilan penggunaan parasitoid dalam pengendalian hayati mencapai dua kali lebih besar daripada pemangsa.

Pemilihan dan Kisaran Inang

  1. Dalam proses pemilihan inang, semua parasitoid melalui suatu rangkaian proses yang terdiri atas (1) pemilihan habitat inang, (2) penentuan lokasi inang, (3) pe-nerimaan inang, dan (4) kesesuaian inang. Keberhasilan parasitisme sangat tergan-tung pada keempat proses tersebut.
  2. Dalam proses pemilihan inang, parasitoid berhadapan dengan berbagai pertanda yang sangat beragam sesuai dengan jaraknya dari inang. Pada jarak jauh, pertanda kimia (dari lingkungan inang) hanya memberikan informasi mengenai keberadaan habitat. Ketika parasitoid semakin mendekati inang, senyawa semiokimia yang berasal dari inang, aktivitas inang, dan organisme lain yang berasosiasi dengan inang akan menjadi petunjuk mengenai lokasi dan keberadaan inang. Pertanda visual, seperti warna, bentuk, dan pola-pola yang berasosiasi dengan inang, digunakan untuk meningkatkan efisiensi pencarian parasitoid.
  3. Pemilihan habitat inang menggunakan pertanda yang berasal dari habitat tanpa tergantung pada ada atau tidak inang di dalamnya. Pertanda yang digunakan untuk pemilihan habitat biasanya visual atau bau senyawa volatil.
  4. Penentuan lokasi inang terjadi setelah parasitoid berada di habitat yang tepat. Beragam pertanda akan membantu membawa parasitoid dari habitat inang (habitat) ke lokasi spesifik inang. Pertanda-pertandanya lebih spesifik, sangat dikenali, dan berjarak lebih dekat daripada pertanda habitat. Pertanda mungkin berasal dari inang, produk buangan inang, tanaman yang dimakan inang, atau dari organisme lain yang berasosiasi dengan inang. Pertanda lokasi inang dapat berupa bau, visual, sentuhan, atau suara.
  5. Penerimaan inang adalah keputusan ya atau tidak (menerima atau menolak) ketika parasitoid menemukan inangnya. Pertanda yang digunakan meliputi senyawa kimia pada permukaan tubuh inang atau di dalam darah, dan pertanda fisik seperti ukuran, bentuk, umur, atau tekstur inang.
  6. Setelah inang ditemukan dan dapat diterima, maka inang tersebut haruslah sesuai secara fisiologi dan nutrisi demi keberhasilan perkembangan keturunan parasitoid. Ukuran dan umur inang akan mempengaruhi kesesuaiannya.
  7. Kisaran inang parasitoid adalah semua jenis inang yang diserang sehingga parasitoid berhasil memperoleh keturunannya. Untuk parasitoid yang menyerang banyak inang digunakan istilah generalis (polifagus), sedangkan yang menyerang sedikit atau satu inang disebut dengan spesialis (oligofagus atau monofagus). Kisaran inang potensial adalah semua jenis yang dapat diserang sehingga parasitoid dapat berkembang di dalamnya, sedangkan kisaran inang aktual adalah jenis-jenis yang biasa digunakan parasitoid sebagai inang. Kemungkinan penyebab perbedaan antara inang potensial dan aktual terletak pada urutan proses yang harus dilalui parasitoid untuk menggunakan sejenis inang.
  8. Prediksi umum mengenai kisaran hama menyatakan bahwa parasitoid telur dan pupa mempunyai kisaran hama yang lebih lebar daripada parasitoid larva, dan ektopara-sitoid mempunyai kisaran hama yang lebih lebar daripada endoparasitoid. Keduanya berkaitan dengan sistem kekebalan yang dimiliki oleh inang. Endoparasitoid umumnya menyerang inang yang tubuhnya terlihat. Parasitoid yang menyerang inang dalam keadaan terlihat menunjukkan kisaran hama yang terbatas (spesialis). Sebaliknya, ektoparasitoid cenderung menyerang inang yang tubuhnya terlindung di dalam jaringan daun, kulit kayu, batang, atau jaringan-jaringan lain. Parasitoid yang menyerang inang dengan tubuh tersembunyi menunjukkan spektrum inang yang lebar (generalis).
  9. Keseluruhan proses pemilihan inang akan menentukan kisaran inang. Rangkaian proses tersebut akan menjelaskan ketidaksesuaian antara kisaran hama potensial dan aktual karena setiap tahap urutan akan mengurangi jumlah jenis inang yang akan ditemukan dan diserang parasitoid.
  10. Untuk mempertahankan diri, inang mungkin menangkal parasitoid secara eksternal sebelum terjadi oviposisi, atau secara internal setelah oviposisi terjadi. Reaksi pertahanan eksternal dapat dilakukan dengan menggerak-gerakkan tubuh, atau inang pindah ke bagian lain yang lebih aman. Reaksi pertahanan internal terdiri atas reaksi seluler (enkapsulasi dan melanisasi) dan reaksi humoral. Secara umum, inang yang berbeda menggunakan mekanisme pertahanan yang berbeda untuk menghadapi parasitoid yang sama, tetapi parasitoid yang berbeda akan menyebabkan reaksi pertahanan yang sama dari inang yang sama.

6. Agen Pengendalian Hayati: Patogen Serangga.

Bakteri, Kapang, dan Virus patogen

  1. Serangga dapat diinfeksi oleh organisme penyebab penyakit (entomopatogen = patogen serangga) seperti bakteri, kapang, virus, mikrosporidia, dan nematoda. Pada kondisi tertentu patogen yang telah ada secara alami di dalam tubuh serangga akan mengakibatkan ledakan penyakit (epizootik) yang dapat membunuh sebagian besar populasi serangga dan seringkali bekerja sebagai agen pengendali alami.
  2. Beberapa patogen sudah diproduksi secara masal dan tersedia dalam formulasi komersial. Produk tersebut seringkali dikenal dengan sebutan insektisida mikroba, biorasional, atau bio-insektisida.
  3. Vallisnieri, pada abad ke 16, adalah orang pertama yang menyebutkan penyakit muscardine pada ulat sutera. Pada awal abad ke 18, untuk pertama kalinya De Reamur menggambarkan kapang cordyceps. Seabad kemudian Agustino Bassi menyarankan untuk menggunakan Beauveria bassiana sebagai pengendali hama serangga. Pada tahun 1874, Louis Pasteur juga menyarankan untuk menggunakan mikroorganisme untuk tujuan yang sama. Elie Metchnikoff menyarankan agar kapang Metarrhizium anisopliae diproduksi secara masal dan diterapkan di lapangan untuk mengendalikan hama. Metarrhizium diproduksi secara masal di Ukraina pada tahun 1884 dan diujikan pada Cleonus punctiventris (Curculionidae).
  4. Dua kategori besar patogen bakteri adalah bakteri yang tidak membentuk spora dan yang membentuk spora. Bakteri yang diisolasi dari serangga berpenyakit sebagian besar adalah bakteri yang tidak membentuk spora.
  5. Patogenitas bakteri yang tidak membentuk spora umumnya rendah di dalam saluran pencernaan serangga, tetapi ganas di dalam rongga tubuh. Penyakit oleh bakteri yang tidak membentuk spora muncul karena kondisi suhu tinggi, kualitas makanan buruk, berdesak-desakkan, luka, atau faktor lain penyebab stress. Rongga tubuh serangga yang sedang mengalami stress dan atau luka mudah dimasuki bakteri yang tidak membentuk spora. Di dalam rongga tubuh serangga, bakteri dapat mengakibatkan kematian karena septisemia (keracunan darah) dalam waktu satu atau dua hari.
  6. Bakteri patogen yang digunakan untuk mengendalikan serangga adalah bakteri pembentuk spora, terutama dari marga Bacillus. Jenis bakteri pembentuk spora tanpa toksin di antaranya adalah B. popilliae dan B. larvae. Inang yang terinfeksi B. poplliae akan terserang milky disease. Sel vegetatif B. thuringiensis mengandung endospora dan kristal toksin protein (delta endotoksin) yang juga dikenal sebagai cry protein. Kebanyakan produk Bt komersial mengandung campuran spora dan toksin protein, namun beberapa hanya mengandung komponen toksinnya saja. Kristal toksin adalah protoksin yang harus diaktifkan sebelum mempunyai efek beracun.
  7. Di dalam usus serangga, kristal protein larut pada kondisi pH tinggi (pH 10,5) dan dipecah oleh enzim protease sehingga menghasilkan toksin aktif. Toksin aktif akan terikat pada sel-sel epitel usus, menciptakan lubang-lubang di dalam sel membran dan mengakibatkan ketidakseimbangan ion. Selanjutnya terjadi kelumpuhan usus, sel-sel epitel mengalami lisis, dan isi usus masuk ke dalam rongga tubuh. Dalam waktu 10-15 menit setelah infeksi serangga berhenti makan. Serangga segera mati karena aktivitas racun atau kelaparan, atau dapat pula mati dalam 2-3 hari karena efek septisemia.
  8. Insektisida Bt untuk mengendalikan larva kupu-kupu dan ngengat adalah formulasi dari strain (varitas atau subspesies) B. thuringiensis var. kurstaki (Btk). Produk Bt yang aktif terhadap larva nyamuk adalah B. thuringiensis var. israelensis (Bti). Kecuali itu, ada B. thuringiensis var. tenebrionis (Btte) yang efektif terhadap beberapa jenis kumbang Chrysomelidae dan B. thuringiensis var. japonensis (Btj) terhadap Scarabidae. Jenis bakteri lain yang juga bersifat patogenik terhadap nyamuk adalah Bacillus sphaericus yang efektif terhadap larva Culex.
  9. Fungi Imperfecti mengandung paling banyak marga kapang entomopatogen, sedangkan Entomophthorales mempunyai jenis-jenis entomopatogen yang penting sebagai pengatur populasi serangga. Beberapa marga penting dari Entomophthorales adalah Entomophthora, Massospora, Coelomomyces, Lagenidium, dan marga penting dari Fungi Imperfecti adalah Beauveria, Metarhizium, Nomuraea, dan Paecilomyces.
  10. Daur hidup Fungi Imperfecti dimulai dengan konidia yang menempel pada kutikula serangga. Konidia kemudian tumbuh dan menembus kutikula untuk mencapai rongga tubuh. Kapang lalu memperbanyak diri sehingga badan hifa memenuhi rongga tubuh dan serangga mati. Setelah serangga mati dan kapang memenuhi tubuh serangga, struktur buah muncul dari bangkai serangga dan menghasilkan spora pada permukaan tubuh serangga. Jika spora menempel pada serangga inang yang rentan, proses infeksi diulangi. Fungi Imperfecti sudah digunakan sebagai insektisida mikroba karena dapat ditumbuhkan pada media buatan dan bersifat patogenik.
  11. Virus serangga dapat berupa DNA berantai ganda atau tunggal (dsDNA atau ssDNA) atau RNA berantai ganda atau tunggal (dsRNA atau ssRNA). Suku Baculoviridae yang merupakan virus DNA meliputi Nuclear polyhedrosis viruses (NPV) dan granuloviruses (GV). Partikel virus infektif Baculocirus atau virion dilindungi oleh mantel protein yang disebut polihedra (atau PIB = polyhedric inclusion body) atau granul. Ketika inang yang rentan memakan polihedra atau granul, mantel protein akan terlarut di dalam cairan saluran pencernaan. Virion dilepaskan ketika matriks protein terlarut. Virion memasuki inti sel-sel usus tengah, terjadi replikasi, dan akan menginfeksi berbagai jaringan dan organ dalam serangga. Serangga kemudian mati dalam beberapa hari. Secara alami, NPV dan GV ada di dalam populasi serangga. Ketika populasi hama serangga tinggi, kadang-kadang terjadi epizootik yang dapat menghabiskan populasinya.
  12. Cytoplasmic polyhedrosis viruses (CPV) adalah virus RNA yang menyerupai NPV. CPV hanya dibentuk di dalam sitoplasma sel inang. CPV bersifat kronis dan kurang mematikan jika dibandingkan dengan virus-virus lain. CPV akan mengakibatkan terjadinya defisiensi nutrisi dan konsekuensi fisiologi pada serangga.

Mikrosporidia dan Nematoda Patogen

  1. Mikrosporidia (Phylum Microspora) adalah parasit intraseluler obligat pada sebagian besar filum hewan, termasuk Arthropoda. Hampir semua bangsa serangga mempunyai jenis yang diinfeksi oleh mikrosporidia.
  2. Serangga dapat terinfeksi mikrosporidia karena menelan sporanya. Spora kemudian tumbuh dan membentuk tabung kutub ke dalam sel epitel usus tengah serangga. Selanjutnya, spora menginjeksikan sporoplasma ke dalamnya untuk memulai reproduksi secara aseksual. Mikrosporidia lalu menyebar ke berbagai jaringan dan organ, memperbanyak diri, dan terkadang mengakibatkan kerusakan jaringan serta septisemia. Sebelum inang yang terinfeksi mati, spora biasanya dikeluarkan melalui muntahan atau fesesnya.
  3. Infeksi spora pada serangga sehat dapat berasal dari muntahan dan feses inang atau disebarkan ketika inang mati. Mikrosporidia juga dapat ditransmisikan dari betina yang terinfeksi kepada keturunannya secara transovarium atau transovum. Mikrosporidia juga dapat ditransmisikan dari individu yang terinfeksi kepada individu sehat melalui oviposisi serangga parasitoid.
  4. Mikrosporidia adalah entomopatogen yang membutuhkan waktu harian atau mingguan untuk melemahkan inangnya. Serangga yang sedang dalam keadaan lemah karena terinfeksi mikrosporidia akan lebih rentan terhadap cuaca buruk dan faktor-faktor kematian lainnya. Jika tingkat infeksi tinggi, serangga akan mengalami kematian.
  5. Nosema locustae adalah satu-satunya jenis mikrosporidium yang tersedia secara komersial untuk mengendalikan lebih dari 90 jenis belalang dan jangkrik.
  6. Nematoda entomopatogen yang paling potensial sebagai agen pengendali hayati serangga adalah dari marga Steinernema dan Heterorhabditis. Nematoda tidak mempunyai pesaing dari agen hayati lain dalam mengendalikan hama serangga yang hidup di tanah. Lima jenis nematoda yang ada di pasaran adalah S. carpocapsae, S. riobravis, S. feltiae, H. bacteriophora, dan H. megidis.
  7. Siklus hidup Steinernema dan Heterorhabditis dimulai ketika juvenil infektif mencari inang. Nematoda menggunakan CO2 dan senyawa kimia lain dari produk sisa serangga sebagai pertanda untuk menemukan inangnya. Nematoda akan menembus rongga tubuh serangga yang ditemukannya melalui mulut, anus, dan spirakel. Heterorhabditis dapat masuk dengan menembus dinding tubuh inang. Di dalam rongga tubuh, bakteri yang bersimbiosis dengan nematoda akan dilepaskan. Bakteri segera memperbanyak diri, mengakibatkan sepsemia, dan membunuh inang dalam waktu 24-48 jam. Nematoda berkembang dengan memakan bakteri dan jaringan inang hingga mencapai dewasa. Nematoda menyelesaikan dua atau tiga generasi di dalam setiap serangga. Juvenil infektif Steinernema akan menjadi jantan atau betina. Juvenil Heterorhabditis akan berkembang menjadi hermaprodit, meskipun generasi selanjutnya akan menghasilkan jantan dan betina juga. Daur hidup diselesaikan dalam beberapa hari, dan ribuan juvenil infektif baru akan muncul mencari inang yang segar.
  8. Xenorhabdus nematophilus dan Photorhabdus luminescens adalah dua jenis bakteri patogen yang bersimbiosis dengan nematoda Steinernema dan Heterorhabditis. Interaksi antara bakteri Xenorhabdus dan nematoda inang bersifat spesifik. X. nematophilus hidup bersimbiosis dengan Steinernematidae, sedangkan P. luminescens dengan Heterorhabditidae. Pertumbuhan dan reproduksi nematoda sangat tergantung pada kondisi yang diciptakan bakteri pada inang. Sebaliknya, bakteri tergantung pada nematoda untuk menentukan lokasi inang dan menembusnya.
  9. Proses pemilihan inang (host selection) pada nematoda entomopatogen terdiri atas empat tahap, yaitu: penemuan habitat inang, penemuan inang, penerimaan inang, dan kesesuaian inang. Setiap tahap tindakan akan menjadi saringan biologis yang akan mempersempit kisaran hama nematoda.
  10. Nematoda paling beradaptasi dengan lingkungan serangga tanah. Nematoda penjelajah seperti S. glaseri dan H. bacteriophora cenderung sangat aktif mencari inang, sedangkan jenis penyergap seperti carpocapsae dan S. scapterisici cenderung diam di tempat. S. riobravis dan S. feltiae adalah jenis-jenis antara. Nematoda harus mampu mengenali inangnya dengan baik sehingga tidak membuat suatu kesalahan. Hanya nematoda yang benar-benar beradaptasi saja yang dapat menginfeksi inang. Setelah inang ditemukan, dikenali, dan diinfeksi, nematoda harus mampu mematahkan respons kekebalan inang dengan protein anti kekebalan yang dihasilkannya.

7. Pengendalian Hayati Gulma dan Penyakit Tanaman

Pengendalian Hayati Gulma dan Patogen Tanaman

  1. Banyak jenis tanaman asing (eksotik) yang masuk ke lokasi geografi baru tanpa disertai dengan musuh alaminya. Tanpa kehadiran musuh alaminya, tanaman eksotik akan leluasa mengkolonisasi habitat buatan dan/atau alami sehingga menjadi hama atau gulma (tanaman pengganggu). Adalah tepat jika gulma didefinisikan sebagai tanaman yang berada di tempat yang salah atau tanaman yang tidak diinginkan keberadaanya di suatu tempat.
  2. Agen pengendali hayati gulma yang paling sering digunakan adalah serangga herbivor. Serangga herbivor dapat memakan berbagai bagian tanaman. Serangga mungkin pula merusak tanaman dengan melubangi batang atau akar ketika meletakkan telurnya. Serangga herbivor dapat pula mengendalikan gulma dengan jalan mentransmisikan penyakit (patogen) tanaman.
  3. Serangga herbivor yang digunakan sebagai agen pengendali hayati harus spesifik, sehingga hanya menekan populasi gulma tanpa berpengaruh buruk terhadap tanaman yang berguna.
  4. Pengendalian hayati kaktus Opuntia inermis dan O. stricta dengan menggunakan ngengat Cactoblastis cactorum di Australia sekitar tahun 1926-1935 adalah satu di antara beberapa keberhasilan pengendalian hayati gulma dengan serangga yang sangat spektakuler.
  5. Keberhasilan pengendalian hayati gulma di suatu tempat tidak selalu dapat diulangi di tempat lain. Ngengat Cactoblastis, misalnya, ternyata kurang berhasil ketika digunakan untuk mengendalikan kaktus Opuntia di Afrika Selatan.
  6. Organisme lain yang juga berpotensi sebagai agen pengendali hayati gulma adalah patogen (kapang dan bakteri) dan ikan herbivor. Keberhasilan penggunaan kapang karat diperlihatkan pada kasus pengendalian gulma kerangka di Australia Tenggara. Kecuali dengan menggunakan serangga dan kapang, pengendalian gulma air dapat pula dilakukan dengan memakai ikan koan (Ctenopharyngodon idella) triploid yang steril.
  7. Pengendalian hayati terhadap penyakit tanaman melibatkan penggunaan agen pengendali kapang dan bakteri untuk menyerang dan mengendalikan patogen tanaman serta penyakit yang ditimbulkannya. Mekanisme pengendalian hayati penyakit tanaman meliputi penggunaan mikroorganisme antagonis, pesaing, hiperparasit, perangsang mekanisme pertahanan alami inang, dan pemodifikasi lingkungan.
  8. Penerapan antagonis dapat dilakukan dengan cara memberikannya pada bagian-bagian tanaman yang luka karena pemangkasan, melapisi benih tanaman, bahkan dengan memasukkannya ke dalam malam (wax) yang dipakai dalam proses paking. Inokulasi tanaman inang dengan antagonis telah pula digunakan untuk melawan patogen umum.

Strategi Pengendalian Hayati Gulma

  1. Pengendalian hayati gulma adalah suatu pilihan jika kita tidak harus menyingkirkan, membasmi, atau membunuh gulma secara cepat. Secara keseluruhan, penggunaan musuh alami untuk mengendalikan gulma akan lebih murah daripada herbisida. Program yang sukses akan menghasilkan biaya yang efisien, pengelolaan gulma yang berkelanjutan, dan tanpa atau hanya mempunyai pengaruh minimal terhadap tanaman bukan target dan lingkungan.
  2. Pengendalian hayati gulma dapat dilakukan dengan melepaskan agen pengendali ke tempat-tempat tertentu. Setelah itu agen pengendali diharapkan akan menyebar sendiri. Pengendalian hayati gulma dengan cara ini merupakan sebuah pendekatan ekologis atau pendekatan klasik dan biasanya bekerja baik pada sistem yang relatif stabil.
  3. Pengendalian hayati gulma dapat pula dilakukan dengan cara membanjiri populasi gulma target dengan agen pengendali. Pengendalian hayati dengan cara ini harus disertai dengan teknologi perbanyakan agen pengendali. Agen pengendali yang dipakai biasanya tidak bisa mapan dan karena itu harus diulang aplikasinya. Pengendalian hayati dengan cara ini pada dasarnya adalah suatu pendekatan teknologi.
  4. Ada pula pengendalian hayati gulma dengan cara konservasi dan pengendalian berspektrum lebar. Kedua pendekatan ini masing-masing merupakan pendekatan yang bersifat ekologi dan teknologi.
  5. Beberapa langkah dalam program pengendalian hayati gulma dengan pendekatan ekologi atau pengendalian hayati klasik adalah: (1) identifikasi gulma target, (2) identifikasi agen pengendali dan penilaian tingkat kekhususan inang, (3) pelepasan terkendali, (4) pelepasan penuh dan identifikasi tempat pelepasan yang optimal, (5) pemantauan tempat pelepasan, (6) pendistribusian ke tempat lain, dan (7) pemeliharaan populasi agen pengendali.
  6. Masa depan pengendalian hayati gulma sangatlah optomis. Di Indonesia, peluang yang tersedia untuk pengendalian hayati gulma relatif tidak terbatas. Mikroorganisme patogen tanaman menawarkan peluang yang luar biasa besar untuk pengendalian hayati gulma. Untuk gulma di bidang pertanian, perkebunan, atau tempat-tempat lain yang sering terganggu karena intervensi manusia, pengendalian hayati dengan menggunakan mikoherbisida sangatlah menjanjikan. Penggunaan fitotoksin adalah pendekatan lain yang dapat digunakan untuk mengendalikan gulma.

8. Tujuan dan Pendekatan Pengendalian Hayati Serta Kepentingan Taksonomi

Tujuan dan Pendekatan Pengendalian Hayati

  1. Ada tiga tujuan dari pengendalian hayati, yaitu reduksi, pencegahan, dan penundaan.
  2. Reduksi populasi hama dilakukan setelah hama mencapai tingkat yang menimbulkan masalah. Dengan reduksi, populasi hama diharapkan dapat berkurang ke tingkat yang cukup rendah sehingga hama tidak lagi menimbulkan masalah dalam jangka waktu yang lama.
  3. Pencegahan dalam pengendalian hayati dimaksudkan untuk menjaga populasi hama potensial agar tidak mencapai tingkat luka ekonomi (TLE). Pencegahan membutuhkan intervensi awal sebelum hama potensial berkembang mencapai atau melewati TLE.
  4. Pada penundaan, populasi hama dapat berkembang ke tingkat yang tinggi, tetapi terjadi ketika serangga tidak lagi dianggap sebagai hama karena berada di luar jendela waktu. Penundaan perkembangan hama membutuhkan intervensi awal sebelum populasi hama potensial mencapai atau melewati TLE.
  5. Tiga pendekatan dalam pengendalian hayati adalah importasi atau yang disebut pula dengan sebutan pengendalian hayati klasik, augmentasi, dan konservasi.
  6. Pendekatan importasi melibatkan introduksi musuh alami (pemangsa, parasitoid, dan patogen) eksotik, dan umumnya digunakan untuk melawan hama eksotik pula. Pendekatannya didasarkan pada pemahaman bahwa mahluk hidup yang tidak disertai dengan musuh alami asli akan lebih bugar (fit) dan akan lebih melimpah dan lebih mampu bersaing daripada yang menjadi subyek pengendalian alami. Untuk mengendalikannya perlu dicarikan musuh alami yang efektif di tempat asalnya.
  7. Praktek augmentasi didasarkan pada pengetahuan atau asumsi bahwa pada beberapa situasi jumlah individu atau jenis musuh alami tidak cukup memadai untuk mengendalikan hama secara optimal. Oleh karena itu, untuk meningkatkan efektifitas pengendalian hama, jumlah musuh alami perlu ditambah melalui pelepasan secara periodik. Ada dua pendekatan augmentasi, yaitu inokulasi sejumlah kecil musuh alami dan inundasi (membanjiri) dengan jumlah yang besar, tergantung pada tujuannya.
  8. Pengendalian hayati konservasi pada dasarnya adalah melindungi, memelihara, dan meningkatkan efektifitas populasi musuh alami yang sudah ada di suatu habitat. Konservasi merupakan pendekatan paling penting jika kita ingin memelihara populasi musuh alami, baik asli maupun eksotik, di dalam ekosistem pertanian.
  9. Manipulasi genetik telah memberikan harapan besar untuk meningkatkan keampuhan musuh alami. Manipulasi genetik musuh alami serangga dapat dilakukan untuk meningkatkan resistensi terhadap pestisida, meningkatkan toleransi terhadap iklim, meningkatkan kemampuan menemukan inang, mengubah preferensi inang, meningkatkan sinkronisasi dengan inang, meningkatkan fekunditas, dan menginduksi reproduksi thelytoky. Sampai saat ini, hanya seleksi buatan terhadap musuh alami saja yang berhasil dilakukan. Potensi heterosis dan teknologi rDNA masih belum dipraktekkan.

Hubungan Taksonomi dan Pengendalian Hayati

  1. Taksonomi adalah komponen sistematik yang khusus mempelajari teori dan praktek klasifikasi. Ahli taksonomi melakukan pekerjaan yang berkaitan dengan identifikasi, deskripsi, penamaan, dan klasifikasi mahluk hidup.
  2. Nama ilmiah jenis hama dan musuh alami harus dapat diidentifikasi dengan akurat sebelum program pengendalian hayati hama diterapkan. Nama ilmiah merupakan kunci untuk membuka jendela informasi seluas-luasnya mengenai makhluk hidup yang akan digunakan dalam pengendalian hayati.
  3. Klasifikasi makhluk hidup hanyalah bersifat sementara dan menjadi subyek terhadap perubahan, khususnya ketika ditemukan taksa dan karakter-karakter baru.
  4. Karakter taksonomi didefinisikan sebagai atribut sebuah takson untuk membedakannya atau potensial membedakannya dari lainnya. Karakter tersebut digunakan untuk membangun klasikasi dan mengidentifikasi taksa. Karakter taksonomi dapat dikategorikan sebagai morfologi, fisiologi, molekuler, ekologi, reproduksi, dan perilaku.
  5. Tidak ada perbedaan nilai antara karakter morfologi dan biologi. Jika digunakan dengan tepat keduanya akan dapat mengekspresikan perbedaan genetik yang sangat bernilai dalam klasifikasi dan identifikasi. Hal yang paling ideal adalah membuat korelasi antara karakter biologi yang baru dengan satu atau lebih perbedaan morfologi yang ada untuk lebih melihat variasi di antara jenis-jenis yang ada.
  6. Karakter biologi lebih umum digunakan pada tingkat jenis. Sifat biologi yang dicari adalah yang spesifik untuk tujuan pemisahan atau identifikasi jenis. Karakter biologi yang paling sering digunakan untuk membedakan jenis serangga entomofagus kriptik adalah karakter ekologi, perilaku, dan reproduksi.
  7. Hubungan antara pengendalian hayati dan taksonomi bersifat timbal balik. Keduanya saling membutuhkan informasi yang diperoleh dari pekerjaan yang telah dilakukan oleh masing masing pihak.

9. Pemantauan dan Evaluasi Dampak Musuh Alami

Pemantauan Hama dan Musuh Alami

  1. Pemantauan membantu untuk mengetahui jenis-jenis hama dan musuh alami, kepadatan populasi, waktu memulai pengendalian, dan keberhasilan usaha pengendalian.
  2. Keterkaitan antara kepadatan hama dan kerusakan tanaman merupakan dasar dari PHT.
  3. Kepadatan hama serangga dapat diketahui melalui pengambilan sampel. Ada tiga metode utama dalam pengambilan sampel, yaitu metode mutlak (absolut), metode nisbi (relatif), dan indeks populasi. Metode mutlak mengukur jumlah serangga yang sebenarnya di dalam populasi. Metode nisbi tidak melibatkan satuan habitat, tetapi dalam satuan usaha. Pendugaan populasi dengan metode indeks populasi didasarkan pada produk atau pengaruh hama.
  4. Teknik pengambilan sampel yang umum digunakan meliputi teknik in situ, menjaring, menggunakan perangkap, dan menggunakan teknik tidak langsung.
  5. Empat aspek penting dalam program pengambilan sampel adalah tahap perkembangan serangga, jumlah sampel, waktu pengambilan sampel, dan pola pengambilan sampel.
  6. Pengambilan sampel beruntun penting dalam pengelolaan hama. Biasanya jumlah sampel hanya sedikit jika populasi serangga berukuran sangat kecil (di bawah ambang ekonomi) atau sangat besar (di atas ambang ekonomi). Lebih banyak sampel dibutuhkan jika populasi berukuran sedang (berada di antara nilai ambang atas dan bawah).
  7. Rerata, varians, dan kesalahan baku adalah penghitungan yang paling umum digunakan untuk mengevaluasi hasil pengambilan sampel. Dengan mengetahui varians kita dapat menghitung kisaran nilai atau interval kepercayaan (confidence interval). Interval kepercayaan dapat diatur pada berbagai tingkat kepastian. Namun, kebanyakan keputusan pengelolaan hama didasarkan pada tingkat kepercayaan 95-99%.

Evaluasi Dampak Musuh Alami

  1. Dua metode pendekatan untuk mengevaluasi dampak musuh alami adalah: (i) pendekatan analisis tabel kehidupan, dan (ii) pendekatan percobaan.
  2. Tujuan utama dari evaluasi musuh alami adalah menentukan apakah telah terjadi pengaturan populasi mangsa atau inang dan mengidentifikasi agen-agen yang bertanggung jawab dalam pengaturannya.
  3. Analisi tabel kehidupan dapat digunakan untuk menjawab pertanyaan dinamika populasi dan regulasi serta masalah-masalah praktis dari pemanfaatan musuh alami.
  4. Ahli ekologi menerapkan konsep kekuatan membunuh (killing power) atau nilai membunuh (kill value) yang disingkat menjadi k value ketika menghitung persentase mortalitas total yang disebabkan oleh musuh alami.
  5. Faktor kunci (key factor) adalah faktor yang paling berpengaruh terhadap kematian hama. Faktor kunci akan mengikuti naik dan turun mortalitas generasi total.
  6. Pekerja pengendalian hayati tertarik pada faktor mortalitas terkait kepadatan karena tidak hanya sekedar mengurangi jumlah hama, tetapi juga dapat mengatur kelimpahan hama. Mortalitas yang terkait dengan kepadatan hama akan mencegah populasi hama tumbuh terlalu besar dan melindunginya dari kepunahan.
  7. Faktor mortalitas terkait dengan kepadatan hama dapat diketahui dengan cara memplotkan nilai k pada tahap tertentu terhadap jumlah hama pada tahap tersebut dari beberapa generasi.
  8. Evaluasi dampak musuh alami dengan metode percobaan terdiri atas metode penambahan, metode penyingkiran musuh alami, dan metode interferensi. Pada pendekatan percobaan dilakukan perbandingan antara populasi hama dengan musuh alami dan populasi hama tanpa musuh alami.
  9. Metode penambahan dilakukan dengan membandingkan perubahan kepadatan hama di lokasi pelepasan musuh alami dengan lokasi kontrol tanpa musuh alami. Evaluasi efektifitas musuh alami dalam metode penyingkiran dilakukan dengan membandingkan kepadatan populasi hama di dalam kurungan atau penghalang lain dengan dan tanpa musuh alami. Metode interferensi dilakukan melalui penyingkiran musuh alami (dengan semut, insektisida, atau tangan) di dalam petak percobaan. Kepadatan populasi hama di dalam petak tersebut lalu dibandingkan dengan yang ada di dalam petak tidak terganggu.

Sumber:Basukriadi, A. 2005. Buku Materi Pokok: Pengendalian Hayati. Pusat Penerbitan Universitas Terbuka, Jakarta.

II. EKOLOGI HEWAN

Rangkuman

1.  Ekologi Fisiologi dan Dinamika Populasi Hewan

       A.  Ekologi Fisiologi (Ringkasan 1A.)

       B.  Dinamika Populasi Hewan (Ringkasan 1B.)

2.  Pertumbuhan Populasi dan Regulasi

       A.  Pertumbuhan Populasi (Ringkasan 2A.)

       B.  Penyebab Perubahan Populasi (Ringkasan 2B.)

3.  Interaksi Antar Populasi

       A.  Persaingan Antar Jenis (Ringkasan 3A.)

       B.  Pemangsaan dan Parasitoidisme (Ringkasan 3B.)

       C.  Herbivori dan Mutualisme (Ringkasan 3C.)

Sumber: Rasidi, S., A. Basukriadi, Tb. M. Ischak. 2006. Buku Materi Pokok: Ekologi Hewan. Pusat Penerbitan Universitas Terbuka, Jakarta.