Siti Herlinda Chandra Irsan
i
Pengendalian Hayati Hama Tumbuhan
Siti Herlinda Chandra Irsan
ii
Pengendalian Hayati Hama Tumbuhan Siti Herlinda Chandra Irsan
iii
Pengendalian Hayati Hama Tumbuhanoleh: Siti Herlinda Chandra Irsan Hak Cipta © 2015 pada penulis Dicetak oleh Unsri Press
ISBN 979-587-568-X Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apapun, baik secara secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam atau dengan sistem penyimpanan lainnya, tanpa izin tertulis dari penulis.
Penerbit: Unsri Press Kampus Unsri Bukit Besar, Jalan Srijaya Negara, Bukit Besar, Palembang Telpon/Faximili: +62711360969 Email: unsri.press@yahoo.com
Perpustakaan Nasional: Katalog dalam Terbitan (KDT) Herlinda, S. dan Irsan, C. Pengendalian Hayati Hama Tumbuhan: S. Herlinda dan C. Irsan. Palembang: Unsri Press, 2015 viii + 200 hlm: 16,50 x 21,50 cm Bibliografi
ISBN 979-587-568-X
I. Judul
1. Pengendalian Hayati Hama Tumbuhan
2. Herlinda, Irsan
PRAKATA
Penyusunan buku ajar ini dilatarbelakangi oleh masih sangat terbatasnya bahan-bahan bacaan mengenai dasar-dasar pengendalian hayati serangga hama terutama yang berbahasa Indonesia. Penyusunan buku ajar ini juga dilatarbelakangi oleh tuntutan Kurikulum Nasional, yang ditetapkan oleh Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi, menjadikan mata kuliah Pengendalian Hayati wajib bagi mahasiswa strata 1 Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan atau Agroteknologi semester akhir dan pilihan bagi mahasiswa jurusan lain di lingkungan Fakultas Pertanian. Isi buku ini sebagian juga dapat diberikan pada mata kuliah Pengendalian Hama Terpadu dan Dasar-dasar Perlindungan Tanaman. Edisi 1 Buku ini pernah diterbitkan pada tahun 2011, namun isinya masih sangat sederhana dan berbentuk suplemen materi ajar, selanjutnya mengalami pengayaan materi dari Hibah Kompetensi tahun 2013-2015 sehingga tersusun edisi 2 yang diterbitkan pada tahun 2015 ini.
Buku ini tidak hanya terbatas dipergunakan untuk mahasiswa strata 1 di lingkungan Fakultas Pertanian, tetapi juga dapat dipergunakan oleh mahasiswa strata 2 dan 3 bidang ilmu perlindungan tanaman. Buku ini juga dapat dipergunakan bagi para peneliti, petugas dan pelaksana lapangan yang ingin lebih memperdalam ilmu tentang dasar-dasar pengendalian hayati.
Buku ini berisikan tentang ruang lingkup pengendalian hayati serangga hama, dilanjutkan dengan sejarah dan perkembangan pengendalian hayati; dasar ekologi pengendalian hayati; ciri-ciri biologi serangga entomofag; prosedur introduksi; augmentasi; dan konservasi musuh alami; mikrobia patogenik terhadap serangga; pembiakan masal dan pemanfaatan entomopatogen; dan implementasi pengendalian hayati.
Penulis menyadari bahwa isi buku ajar ini masih jauh dari sempurna sehingga masih diperlukan perbaikan dan penyempurnaan. Konsep Pengendalian Hayati merupakan konsep yang terus berkembang dan kemungkinan materi yang ditulis pada buku ini akan mengalami perubahan seiring dengan berjalannya waktu.
Atas diterbitkannya buku ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Direktur Pembinaan Penelitian dan
iv Pengabdian Masyarakat, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementerian Pendidikan Nasional karena materi buku ini banyak didapatkan dari hasil riset Program Penelitian Hibah Kompetensi pada tahun 2008-2010 dan 2013-2015, Hibah Bersaing 2005-2008, dan hibah- hibah lainnya yang didanai DP2M, Dirjen, Dikti. Ucapan terima kasih juga penulis tujukan kepada Rektor, Ketua Lembaga Penelitian, dan Dekan Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya yang telah memberikan kesempatan dan dorongan dalam penulisan buku ini. Khusus kepada Prof. Dr. Ir. Benyamin Lakitan, M.Sc. kami mengucapkan terima kasih atas pemberian izin menggunakan foto-foto untuk cover depan dan tulisan buku ini. Semoga buku ini dapat bermanfaat bagi pengembangan konsep dan penerapan Pengendalian Hayati di Indonesia.
Palembang, Oktober 2015 Ketua Tim Penulis Prof. Dr. Ir. Siti Herlinda, M.Si.
v
vi DAFTAR ISI
37
24
24
26
30
32 IV. BIOLOGI DAN TAKSONOMI PARASITOID ..........................................
A. Pendahuluan ............................................................................................
B. Hubungan Parasitoid-Inang......................................................................
C. Biologi Parasitoid ..................................................................................
D. Taksonomi Parasitoid ..............................................................................
Latihan Soal ...................................................................................................
33
33
33
50
D. Pengendalian Hayati Hama Indigenos.....................................................
Latihan Soal ...................................................................................................
59 V. SERANGGA PREDATOR APHIS GOSSYPII DI EKOSISTEM
TANAMAN SAYURAN .............................................................................
A. Pendahuluan.............................................................................................
B. Spesies Serangga Predator .......................................................................
C. Deskripsi Spesies Serangga Predator .......................................................
Latihan Soal ...................................................................................................
62
62
62
64
75 VI. ENTOMOPATOGEN: MIKROORGANISME PENGENDALI
SERANGGA ...............................................................................................
A. Pendahuluan.............................................................................................
B. Virus Entomopatogen ..............................................................................
76
76
24
C. Faktor Bertaut Kerapatan dan Bebas Kerapatan .....................................
Halaman
PRAKATA .................................................................................................................. iv
DAFTAR ISI ............................................................................................................... vi
I. RUANG LINGKUP DAN BATASAN PENGENDALIAN HAYAT1.........7
A. Pendahuluan ............................................................................................
B. Batasan dalam Pengendalian Hayati.........................................................
C. Pendekatan dalam Pengendalian Hayati ..................................................
D. Karakteristik Parasitoid dan Predator ......................................................
E. Karakteristik Entomopatogen ..................................................................
F. Pengendalian Hayati Gulma atau Tumbuhan Liar ...................................
F. Kelebihan dan Kelemahan Pengendalian Hayati .....................................
Latihan Soal ...................................................................................................
1
1
2
3
6
9
B. Mekanisme Keseimbangan Alami ...........................................................
10
11 II. SEJARAH DAN PERKEMBANGAN PENGENDALIAN HAYATI .........
A. Pendahuluan ............................................................................................
B. Sejarah Awal Pengendalian Hayati .........................................................
C. Periode Pertengahan Perkembangan Pengendalian Hayati .....................
D. Sejarah dan Perkembangan Pengendalian Hayati Modern Abad 20 ......
Latihan Soal ...................................................................................................
13
13
13
16
17
22 III. DASAR EKOLOGI PENGENDALIAN HAYATI .....................................
A. Pendahuluan ............................................................................................
78
C. Jamur Entomopatogen ............................................................................
79 D. Bakteri Entomopatogen ..........................................................................
81 E. Nematoda Entomopatogen .......................................................................
83 F. Protozoa Entomopatogen .........................................................................
85 Latihan Soal ...................................................................................................
86 VII.
INTRODUKSI MUSUH ALAMI ................................................................
88 A. Pendahuluan.............................................................................................
88 B. Identifikasi Hama Eksotik dan Studi Literatur ........................................
88 C. Survei dan Eksplorasi Musuh Alami .......................................................
91 D. Studi Biologi dan Seleksi Musuh Alami .................................................
91 E. Pengujian di Karantina dan Skrening Sebelum Dilepas ..........................
93 F. Pembiakan dan Produksi Masal ..............................................................
94 G. Kolonisasi Musuh Alami ........................................................................
94 H. Evaluasi Musuh Alami Setelah Pelepasan ..............................................
94 Latihan Soal ...................................................................................................
95 VIII. AUGMENTASI MUSUH ALAMI .............................................................
96 A. Pendahuluan.............................................................................................
96 B. Pembiakan Masal Parasitoid ...................................................................
96 C. Pembiakan Masal Entomopatogen ..........................................................
98 D. Pembiakan Masal Predator ......................................................................
99 E. Pelepasan Musuh Alami .......................................................................... 103
Latihan Soal ...................................................................................................
IX. AUGMENTASI PARASITOID TELUR .................................................... 105
A. Pendahuluan............................................................................................. 105
B. Teknik Produksi Masal Parasitoid .......................................................... 106
C. Produksi Inang Laboratorium .................................................................. 108
D. Produksi Parasitoid Telur ....................................................................... 110
E. Metode Pelepasan Parasitoid Telur ......................................................... 111 Latihan Soal ................................................................................................... 113
X. KONSERVASI MUSUH ALAMI ............................................................... 114
A. Pendahuluan............................................................................................. 114
B. Perbaikan Bercocok Tanaman ................................................................ 115
C. Mengurangi Gangguan dan Kematian pada Musuh Alami ..................... 117
D. Mengurangi Gangguan dan Kematian pada Musuh Alami ..................... 119 Latihan Soal ................................................................................................... 121
XI. MUSUH ALAMI MYZUS PERSICAE DI BERBAGAI TUMBUHAN
INANG ........................................................................................................ 123
A. Pendahuluan............................................................................................. 123
B. Kutudaun dan Tumbuhan Inang .............................................................. 124
C. Serangga Predator .................................................................................... 127
D. Parasitoid ................................................................................................. 129
E. Jamur Entomopatogen ............................................................................. 130 vii
viii
F. Hiperparasitoid .........................................................................................
B. Pendekatan dan Pemanfaatan Agens Hayati ............................................
160 160 161 163 167 173
D. Perilaku Parasitoid dan Serangga Predator ..............................................
Latihan Soal ...................................................................................................
C. Peran dan Manfaat Hiperparasitoid .........................................................
B. Interaksi Tritropik ...................................................................................
A. Pendahuluan.............................................................................................
XIV. PERILAKU HIPERPARASITOID DAN PERILAKU KHAS
SERANGGA ENTOMOFAGA ..................................................................
149 149 150 152 157 159
D. Agens Hayati untuk Pengendalian Tanaman Hortikultura ......................
Latihan Soal ...................................................................................................
C. Agens Hayati untuk Pengendalian Tanaman Pangan ..............................
A. Pendahuluan.............................................................................................
Latihan Soal ...................................................................................................
XIII. PEMANFAATAN SERANGGA ENTOMOFAGA DI EKOSISTEM
TANAMAN PANGAN DAN HORTIKULTURA .....................................
134 134 135 136 142 144 147
E. Preferensi Parasitoid terhadap Fase Serangga Inang ...............................
Latihan Soal ...................................................................................................
D. Pengaruh Pakan Imago terhadap Kehidupan Diaretiella rapae dan Aphelinus sp. ...........................................................................................
C. Unjuk Kerja Diaretiella rapae dan Aphelinus sp. ...................................
B. Parasitoid Myzus persicae.........................................................................
A. Pendahuluan ............................................................................................
XII. UNJUK KERJA PARASITOID MYZUS PERSICAE ..................................
132 132
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 175
GLOSARIUM ............................................................................................................. 196
BAB I. RUANG LINGKUP DAN BATASAN PENGENDALIAN HAYATI Tujuan instruksional khusus bab ini ialah: 1.
mahasiswa mampu menjelaskan batasan dalam pengendalian hayati, 2. mahasiswa mampu menguraikan pendekatan dalam pengendalian hayati,
3. mahasiswa mampu menguraikan kharakteristi parasitoid, predator, dan entomopatogen,
4. mahasiswa mampu menjelaskan batasan pengendalian hayati gulma, dan
5. mahasiswa mampu menguraikan kelebihan dan kelemahan pengendalian hayati.
A. Pendahuluan
Mahasiswa mampu menjelaskan batasan dalam pengendalian hayati, pendekatan dalam pengendalian hayati, kharakteristi parasitoid, predator, dan entomopatogen, pengendalian hayati gulma, serta kelebihan dan kelemahan dalam pengendalian hayati.
Pengendalian hayati merupakan bagian dari pengendalian yang alamiah karena menggunakan faktor pengendali yang sudah ada di alam. Faktor pengendali tersebut merupakan musuh alami dari organisme yang dikendalikan. Pada dasarnya semua organisme memiliki musuh alami yang dapat digunakan untuk mengendalikan atau mengatur perkembangan populasi organisme tersebut.
Pengendalian hayati sangat dilatarbelakangi oleh berbagai pengetahuan dasar ekologi terutama teori tentang pengaturan populasi oleh agens pengendali alami dan keseimbangan ekosistem. Musuh alami yang mencakup parasitoid, predator, dan patogen adalah agens pengendali alami. Agens pengendali alami tersebut bekerja secara tergantung kerapatan (density dependent ) yang kemampuan penekanannya atau perkembangan populasinya sangat tergantung pada perkembangan populasi hama.
Istilah pengendalian hayati pertama kali digunakan oleh Smith (1919) yang waktu itu lebih menonjolkan pendekatan introduksi dalam
2
mengendalikan serangga hama. Waktu itu istilah pengendalian hayati masih dicampuradukan antara pemanfaatan musuh alami, pelepasan serangga jantan mandul, penggunaan varietas tahan ataupun pengendalian secara kultur teknis lainnya. Setelah itu tahun 1972 Doutt mempersempit batasan pengendalian hayati sebagai pengendalian hama yang memanfaatkan musuh-musuh alami.
Dalam melakukan pengendalian hayati ada tiga pendekatan yang dapat dilakukan, yaitu introduksi, augmentasi dan konservasi. Ketiga pendekatan tersebut berbeda dalam hal sasaran dan metodenya, namun dalam prakteknya ketiga pendekatan tersebut sering dilakukan bersamaan. Hal ini disebabkan antara satu pendekatan dengan pendekatannya lainnya sifatnya saling bersinergis. Introduksi adalah mendatangkan musuh alami dari suatu daerah ke daerah baru. Augmentasi adalah penambahan jumlah musuh alami melalui pelepasan dengan tujuan untuk meningkatkan perannya dalam menekan populasi hama, sedangkan konservasi merupakan upaya peningkatan keefektifan musuh alami melalui perbaikan teknik bercocok tanam yang mampu menyediakan sumberdaya ruang dan makanan bagi musuh alami. Bab ini akan menguraikan tentang batasan dalam pengendalian hayati, pendekatan dalam pengendalian hayati, kharakteristi parasitoid, predator, dan entomopatogen, pengendalian hayati gulma, serta kelebihan dan kelemahan dalam pengendalian hayati.
B. Batasan dalam Pengendalian Hayati
Pada pernyataan sebelumnya dikatakan bahwa pengendalian hayati merupakan taktik pengendalian yang alamiah karena menggunakan faktor pengendali yang sudah ada di alam. Namun, ada perbedaan batasan antara pengendalian alami dan pengendalian hayati. Pengendalian alami merupakan kegiatan faktor abiotik dan biotik dalam memelihara atau mengatur kerapatan populasi suatu organisme pada kerapatan lebih rendah atau lebih tinggi selama waktu tertentu. Proses tersebut terjadi secara alami tanpa campur tangan manusia.
De Bach pada tahun 1964 telah mengkaji semantik dari istilah pengendalian hayati. Dia menyatakan bahwa istilah pengendalian hayati merujuk pada fenomena alamiah, suatu bidang studi atau suatu taktik pengendalian yang memanipulasi musuh alami. Dalam kaitannya dengan
3
pendapat tersebut, DeBach memberikan batasan pengandalian hayati sebagai berikut: “Pengendalian hayati adalah kegiatan parasitoid, predator, dan patogen dalam memelihara kerapatan populasi organisme lain pada kerapatan rata-rata yang lebih rendah daripada kerapatan jika musuh alami tersebut tidak ada”. Dari batasan tersebut pengendalian hayati merupakan kegiatan oleh faktor biotik saja, yaitu parasitoid, predator dan patogen dalam memelihara kerapatan populasi organisme lain, sedangkan pada pengendalian alami kegiatan tersebut dilakukan baik oleh faktor biotik maupun abiotik. Pengendalian alami terjadi tidak hanya oleh musuh alami saja tetapi juga karena bekerjanya faktor ekosistem lainnya, seperti suhu, kelembaban, curah hujan, makanan dan faktor abiotik lainnya. Dengan demikian, batasan pengendalian hayati berbeda dengan pengendalian alami.
Batasan pengendalian hayati yang dinyatakan oleh DeBach di atas merupakan batasan yang banyak diikuti hingga saat ini. Namun, ada juga ahli lain yang berpendapat bahwa pengendalian hayati memiliki pengertian yang lebih luas mencakup penggunaan varietas tahan hama, pengendalian melalui pemandulan dan manipulasi genetik.
Batasan pengendalian hayati menurut DeBach di atas tidak satupun yang merujuk pada pengertian ekonomi. Dengan demikian, penurunan dalam kerapatan populasi berapapun karena musuh alami menunjukkan bahwa pengendalian hayati tersebut telah terjadi. Penurunan kerapatan populasi tersebut tidak harus mencapai kerapatan di bawah ambang ekonomi. Pengendalian hayati dapat dikelompokkan sebagai pengendalian hayati sempurna dan parsial. Pengendalian hayati sempurna menyebabkan penurunan populasi hama hingga di bawah ambang ekonomi, sedangkan pengendalian hayati parsial penurunan populasi hama tetapi hamanya masih di atas ambang ekonomi.
C. Pendekatan dalam Pengendalian Hayati
1. Introduksi
Pengendalian hayati klasik umumnya dilakukan dengan pendekatan introduksi. Introduksi musuh alami dilakukan apabila hama yang akan dikendalikan itu merupakan hama yang eksotik yang berasal dari negeri lain atau tempat lain. Namun, saat ini tidak menutup kemungkinan
4
introduksi musuh alami dilakukan untuk mengendalikan hama “pribumi” atau lokal. Introduksi dilakukan dengan cara mengimpor atau memasukkan musuh alami dari negeri lain. Karena introduksi melibatkan hubungan antar dua negara, maka introduksi umumnya dilakukan pada level pemerintah. Misalnya, Departemen Pertanian, Republik Indonesia pada bulan Agustus 1986 memasukkan predator kutu loncat lamtoro,
Curinus coeruleus Mulsant (Coleoptera: Coccinellidae) dari Hawaii
untuk mengendalikan kutu loncat, Heteropsylla cubana Crawford (Homoptera: Psyllidae) yang menyerang lamtoro di Indonesia.
Prosedur introduksi telah dikemukakan oleh van den Bosch et al. (1985) ada delapan, yaitu identifikasi spesies hama eksotik, penenetuan habitat asli hama eksotik, agen importasi, eksplorasi musuh alami, karantina, pembiakan masal, kolonisasi dan evaluasi musuh alami. Prosedur introduksi musuh alami secara lengkap akan diuraikan pada bab berikutnya.
2. Augmentasi
Augmentasi dilakukan apabila musuh alami itu tidak cukup efektif atau tidak efektif pada waktu tertentu. Augmentasi bertujuan untuk meningkatkan kemampuan musuh alami dalam mengendalikan hama. Augmentasi dilakukan dengan cara menambahkan musuh alami melalui pelepasan. Augmentasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu inokulasi dan inundasi. Inokulasi adalah pelepasan sejumlah kecil musuh alami pada saat populasi hama masih rendah, biasanya pada awal musim tanam. Musuh alami ini diharapkan dapat berkembangbiak sehingga keturunannya mampu mengendalikan hama selama musim tanam. Inokulasi ini diharapkan permanen keberadaannya di lapangan. Sasaran inokulasi adalah mempertahankan populasi hama tetap berada di bawah tingkat yang merugikan secara ekonomi.
Berbeda dengan inokulasi, inundasi merupakan pelepasan musuh alami dalam jumlah besar dengan tujuan musuh alami tersebut langsung dapat menurunkan populasi hama dengan segera sampai tingkat yang tidak merugikan. Musuh alami ini digunakan sebagai insektisida biologis (bioinsecticide). Pada inundasi, tidak ada maksud supaya musuh alami itu berkembangbiak dan dapat menetap terus. Karena hasil pengendalian inundasi ini lebih bersifat sesaat, maka pada satu musim tanam pelepasan
5
perlu diulang beberapa kali. Hal ini berbeda dengan inokulasi yang biasanya hanya memerlukan satu kali pelepasan.
Hama yang sesuai dikendalikan secara augmentasi memiliki ciri berikut, hama tersebut tidak memungkinkan dikendalikan secara konservasi, hama sulit dikendalikan atau terlalu mahal dikendalikan dengan metode lain, hama tersebut tidak dapat dikendalikan secara kimiawi karena akan berdampak pada residu, resistensi dan resurjensi, dan hama yang selalu menimbulkan kerugian hanya satu atau dua jenis saja.
Musuh alami yang sesuai untuk kegiatan augmentasi harus memenuhi ciri, yaitu musuh alami yang dilepaskan harus mampu berkembangbiak dan menyebar di pertanaman. Selain itu, musuh alami mudah dibiakkan secara masal, lebih memilih hama sasaran daripada inang atau mangsa alternatif, dan kepridian yang tinggi.
Di Indonesia, salah satu jenis musuh alami sejak tahun 1984 digunakan dalam inokulasi adalah Sturmiopsis inferens Towns (Diptera: Tachinidae) yang merupakan parasitoid penggerek tebu raksasa, Phragmatoecia parvipuncta Hamps (Lepidoptera: Cossidae).
Trichogramma merupakan parasitoid yang paling umum digunakan untuk inundasi dalam mengendalikan hama dari golongan Lepidoptera.
3. Konservasi
Lingkungan hama dan musuh alaminya dapat dimanipulasi untuk meningkatkan kehidupan dan dampak musuh alami yang sudah ada. Cara ini disebut juga sebagai metode konservasi. Jadi, konservasi merupakan usaha untuk memanfaatkan musuh alami yang sudah ada di lapangan atau pertanaman dengan cara memanipulasi lingkungan sedemikian rupa agar perannya dalam menekan populasi hama dapat ditingkatkan.
Manipulasi lingkungan dapat dilakukan dengan cara pengembangan teknik bercocok tanam yang sesuai, penyediaan sumber daya pakan bagi musuh alami, inang alternatif, sinkronisasi fenologi hama dan musuh alami, pengendalian pesaing biologi, modifikasi praktek bercocok tanam, dan mengurangi gangguan dan kematian musuh alami. Musuh alami sering lebih memilih habitat yang berbeda dari tanaman pokok yang diusahakan. Menanam tanaman sela dalam bentuk barisan
6
dapat menyediakan habitat yang sesuai bagi musuh alami. Musuh alami biasanya lebih beragam di habitat pertanaman tumpangsari dibandingkan monokultur. Pertanaman tumpangsari menyediakan berbagai alternatif habitat. Kebanyakan imago parasitoid memerlukan nektar, embun madu atau serbuk sari untuk melengkapi siklus hidupnya. Musuh alami yang bersifat generalis biasanya akan mencari inang lain bila inang atau mangsa utamanya tidak tersedia. Residu pestisida dapat membunuh musuh alami termasuk fase yang tidak terbunuh pada saat aplikasi.
D. Karakteristik Parasitoid dan Predator
1. Parasitoid
Parasitoid adalah serangga yang hidup sebagai parasit pada atau di dalam serangga atau artropoda lainnya. Parasitoid bersifat parasitik pada fase larva atau pradewasa, sedangkan pada fase imago atau dewasa hidup bebas tidak terikat pada serangga inangnya. Parasitoid dewasa hidup dari mengisap nektar, embun madu, air, meskipun kadang-kadang juga mengisap cairan tubuh serangga inang. Parasitoid berbeda dengan parasit karena parasitoid memiliki inang dari golongan takson yang sama, yaitu serangga atau artropoda lainnya, sedangkan parasit memarasit takson yang berbeda, misalnya lalat mengisap darah sapi. Ukuran parasitoid relatif besar dibandingkan ukuran inang, dan tidak pernah pindah inang selama perkembangannya. Parasitoid dapat menyerang setiap instar inang, meskipun instar dewasa yang paling jarang terparasit.
Sebagian besar parasitoid tergolong dalam ordo Hymenoptera dan Diptera. Ordo Hymenoptera yang terbanyak mengandung parasitoid berasal dari famili Ichneumonidae dan Braconidae, sedangkan pada ordo Diptera, famili Tachinidae yang semua spesiesnya hidup sebagai parasitoid. Contoh spesies parasitoid terkenal adalah Trichogramma sp. yang dapat memarasit telur berbagai jenis Lepidoptera dan Diadegma semiclausum yang hanya memarasit larva Plutella xylostella.
2. Predator
Predator merupakan organisme yang hidup bebas dengan memangsa atau memakan binatang lainnya. Predator memiliki ciri yang berbeda dengan parasitoid (Tabel 1.1). Predator berasal dari kelompok
7
serangga, laba-laba, tungau, dan vertebrata. Kalau parasitoid selama perkembangan dari telur sampai menjadi imago hanya membutuhkan satu serangga inang, predator membutuhkan banyak mangsa. Predator fase imago juga memangsa serangga yang sama seperti larvanya. Mangsa predator dapat berupa telur, larva (nimfa), kepompong atau imago serangga lainnya. Pada umumnya predator bersifat polifag dari segi mangsanya, meskipun ada yang relatif spesifik, artinya ia mempunyai preferensi yang tinggi terhadap satu spesies mangsa.
Banyak ordo serangga yang memiliki spesies yang berperan sebagai predator, misalnya ordo Coleoptera, Neuroptera, Diptera, Hemiptera, bahkan ada famili yang seluruh atau hampir seluruh spesiesnya hidup sebagai predator, seperti famili Carabidae, Mantidae (Dictyoptera, Mantodea), dan Chrysopidae (Neuroptera). Beberapa contoh spesies predator hama padi yang terkenal ialah kumbang tanah (Pheropsophus spp.), laba-laba pemburu (Pardosa pseudoannulata).
E. Karakteristik Entomopatogen
Virus, bakteri, jamur, protozoa dan nematoda merupakan patogen, selain dapat menginfeksi tumbuhan juga dapat menginfeksi serangga. Patogen yang dapat menginfeksi serangga diberi istilah entomopatogen. Entomopatogen ini umumnya dapat menginfeksi beberapa spesies dari ordo Orthoptera, Homoptera, Hemiptera, Lepidoptera, Coleoptera, Diptera atau Hymenoptera.
Virus patogen serangga telah ditemukan lebih dari 700 virus yang sebagian besar termasuk dalam genera Baculovirus, Poxvirus, Iridiovirus, Enterovirus, dan Rhabdovirus. Serangga yang terinfeksi virus menunjukkan gejala malas bergerak, kulit berubah menjadi putih seperti susu, bergerak ke pucuk tanaman, dan mati pada posisi tubuhnya seperti patah dan menggantung pada bagian tanaman, serangga yang mati mengeluarkan cairan putih seperti susu. Contoh virus yang terkenal ialah NPV (Nuclear Polyhidrosis Virus) yang menginfeksi Lepidoptera.
Kelompok jamur yang telah dikenal saat ini lebih 750 spesies yang berasal dari 100 genera. Gejala serangga terinfeksi jamur adalah tidak mau makan, lemah, kurang aktif, dan perilaku abnormal dengan memanjat cabang yang lebih tinggi, tubuh berubah warna menjadi krem keputihan atau merah muda, kering, kaku seperti mumi. Contoh spesies
8
jamur yang terkenal sebagai patogen Lepidoptera adalah Beauveria bassiana dan Metarhizium anisopliae.
Tabel 1.1. Perbedaan ciri-ciri parasitoid dan predatorCiri-ciri Parasitoid Predator Takson Serangga-serangga Berasal dari berbagai invertebrata dan vertebrata Organisme yang diserang Serangga, tetapi beberapa menyerang artropoda lain
Berbagai macam kelompok takson serangga, maupun atropoda lainnya, seperti laba-laba, tungau, caplak Kespesifikan inang atau mangsa Spesifik inang (biasanya satu atau beberapa spesies inang)
Kurang spesifik spesies mangsanya, tetapi memiliki preferensi mangsa
Ukuran tubuh organisme yang diserangnya Kurang lebih seukuran dengan parasitoid
Kurang lebih seukuran dengan predator, dan umumnya lebih kecil Fase memarasit atau memangsa Pradewasa (larva) Pradewasa dan dewasa Jumlah inang atau mangsa yang diperlukan setiap individu
Satu Banyak
Daya bunuh terhadap inang atau mangsaMembunuh inang, biasanya setelah beberapa saat Membunuh mangsa segera
Sumber: van den Bosch et al. (1985)
Bakteri yang menyerang serangga dapat dibedakan menjadi menjadi dua kelompok, yaitu bakteri berspora dan bakteri tidak berspora. Serangga terserang bakteri menunjukkan gejala kesakitan, tidak mau makan, tidak aktif, lemah, lembek, kulit berubah menjadi hitam, serangga mati mengeluarkan cairan hitam berbau. Contoh bakteri entomopatogen
9
ialah Bacillus thuringiensis (Bt) yang terkenal sebagai penyebab penyakit susu pada Lepidoptera.
Disamping virus, jamur, dan bakteri juga ada banyak spesies protozoa dan nematoda yang bersifat parasitik terhadap serangga. Spesies protozoa yang patogenik pada serangga umumnya termasuk dalam sub kelompok mikrosporodia yang telah ditemukan lebih dari 250 spesies menyerang serangga. Dari 19 famili nematoda yang menyerang serangga, mermithidae adalah famili terpenting sebagai patogen serangga.
F. Pengendalian Hayati Gulma atau Tumbuhan Liar
Pada dasarnya sedikit perbedaan antara pengendalian hayati serangga hama dan pengendalian hayati gulma. Kedua kegiatan tersebut sama-sama melibatkan musuh alami yang berperan menekan spesies hama di bawah tingkat yang tidak merugikan secara ekonomi.
Ridley pada tahun 1930 memberi batasan pengendalian hayati gulma sebagai pemanfaatan serangga fitofag dalam memangsa atau menekan pertumbuhan gulma. Pengendalian hayati gulma saat ini juga lebih luas batasannya yang faktor pengendalinya bukan hanya serangga fitofag tetapi juga termasuk patogen yang menyebabkan sakit pada gulma.
Perbedaan antara pengendalian hayati hama dan pengendalian hayati gulma adalah sebagai berikut. Pada pengendalian hayati gulma, musuh alami yang dalam hal ini adalah serangga pemakan tumbuhan atau gulma harus bersifat monofag dengan kata lain tumbuhan inangnya harus benar-benar spesifik. Apabila musuh alami ini tidak monofag dikhawatirkan akan menjadi hama bagi tanaman yang dibudidayakan. Sebaliknya pada pengendalian hayati hama, musuh alami yang baik adalah yang oligofag tetapi memiliki prefensi yang tinggi terhadap hama yang akan dikendalikan. Musuh alami hama yang terlalu spesifik inangnya atau monofag cenderung kesulitan bertahan hidup apabila populasi inangnya rendah atau tidak ada karena ketidakmampuanya dalam beralih inang (host switching).
Musuh alami gulma memiliki peran sebagai berikut. Pertama musuh tersebut membunuh langsung inangnya. Kedua, musuh alami menekan atau memperlemah daya tahan gulma. Ketiga, musuh alami
10
mengurangi kemampuan reproduksi gulma. Keempat, luka yang disebabkan musuh alami menyebabkan gulma mudah terinfeksi patogen.
G. Kelebihan dan Kelemahan Pengendalian Hayati
Pengendalian hayati memiliki kelebihan dan kelemahan (Tabel 1.2). Kelebihan-kelebihannya bila dibanding dengan cara pengendalian lainnya, yaitu pertama tidak memiliki dampak samping yang merugikan terhadap produk pertanian (produk bebas racun), tidak membahayakan serangga dan hewan berguna lainnya, dan tidak membahayakan lingkungan. Parasitoid, predator, dan entomopatogen bersifat spesifik inang atau mangsa sehingga tidak merugikan organisme lain.
Pengendalian hayati relatif lebih murah untuk jangka panjang. Pengendalian hayati dapat berkembang dengan sendirinya (self
propagating ), berkembang dan kekal (self perpetuating), dan tidak perlu
campur tangan manusia, hanya perlu pengawasan agar tidak terjadi pengubahan lingkungan yang dapat mengganggu kehidupan musuh alami atau perkembangannya berkelanjutan bila musuh alami dapat menetap. Dalam pengendalian hayati, resistensi dari hama terhadap ketiga kelompok agens hayati tersebut hampir tidak ada, walaupun ada kemungkinannya sangat langkah.
Selain kelebihan-kelebihan di atas, pengendalian hayati memiliki kelemahan-kelemahan. Pengendalian hayati dapat membatasi penggunaan pestisida sintetik pada waktu berikut. Suatu pertanaman ada beberapa hama penting, maka penggunaan insektisida harus dikurangi dan metode aplikasinya harus benar, insektisida harus spesifik dari segi kerja dan spesifik aplikasi. Pengendalian hayati bekerjanya lambat kecuali kalau pelepasannya bersifat inundatif. Pengendalian hayati bukan penentu dan tidak dapat memusnahkan atau membunuh habis, seperti bahan kimia karena masih perlu hama tersisa (hama residu). Pengendalian hayati memang tidak untuk tanaman yang memiliki ambang ekonomi yang rendah sekali, seperti hortikultura sayuran daun dan anggrek. Pengendalian hayati umumnya lebih sulit diramal keberhasilannya dibandingkan pengendalian kimia. Umumnya keberhasilannya baru dapat diketahui setelah penelitian yang luas dan kurang waktu yang cukup lama.
11
Tabel 1.2. Kelebihan dan kelemahan pengendalian hayatiKelebihan-kelebihan Kelemahan-kelemahan 1.
1. Tidak memiliki dampak samping yang Dapat membatasi penggunaan pestisida merugikan sintetik
2.
2. Tidak membahayakan serangga dan Bekerjanya lambat dalam mematikan hewan berguna lainnya, dan tidak hama membahayakan lingkungan 3.
Relatif lebih mahal untuk jangka pendek 3. dan dan areal yang sempit Relatif lebih murah untuk jangka panjang dan areal yang luas
4. Bukan penentu dan tidak dapat 4. memusnahkan atau membunuh habis Berkembang dengan sendirinya dan kekal hama karena masih memerlukan hama
5. residu Resistensi hama terhadap musuh alami jarang terjadi 5.
Sulit diramal keberhasilannya dibandingkan pengendalian kimia
Sumber: van den Bosch et al. (1985)
Latihan Soal 1.
Jelaskan perbedaan antara pengendalian hayati dan pengendalian alami! ................................................................................................................. ................................................................................................................. .................................................................................................................
2. Dalam pengendalian hayati dapat dilakukan dengan pendekatan introduksi, augmentasi, dan konservasi. Diantara ketiga pendekatan tersebut, jelaskan pendekatan yang paling mudah dilakukan! ................................................................................................................. ................................................................................................................. .................................................................................................................
3. Apa perbedaan antara pelepasan inundatif dan inokulatif? .................................................................................................................
................................................................................................................. .................................................................................................................
4. Parasitoid dan parasit memiliki banyak perbedaan, jelaskan minimal tiga perbedaannya! ................................................................................................................. ................................................................................................................. .................................................................................................................
12
5. Apa yang dimaksud dengan entomopatogen dan sebutkan organisme yang masuk kelompok entomopatogen? ................................................................................................................. ................................................................................................................. .................................................................................................................
6. Ada perbedaan yang sangat prinsip antara pendekatan pengendalian hayati gulma dan pengendalian hayati hama, jelaskan perbedaan tersebut! ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. .................................................................................................................
7. Jelaskan kelebihan dan kelemahan pengendalian hayati dibandingkan dengan pengendalian kimiawi! ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. ................................................................................................................. .................................................................................................................
BAB II. SEJARAH DAN PERKEMBANGAN PENGENDALIAN HAYATI Tujuan instruksional khusus bab ini ialah: 1.
mahasiswa mampu menjelaskan sejarah awal pengendalian hayati di Indonesia dan negara lainnya, 2. mahasiswa mampu menjelaskan perkembangan pengendalian hayati di Indonesia dan negara lainnya.
A. Pendahuluan