Peran Varietas Tahan dalam PHT Dr. Akhmad Rizali Stabilitas Agroekosistem Berbeda dengan ekosistem alami, kebanyakan sistem produksi tanaman secara ekologis tidak stabil, tidak berkelanjutan, dan bergantung pada energi Domestikasi (penjinakan) tanaman dan praktek budidaya mempengaruhi keanekaragaman spesies dan mekanisme pertahanan alami tanaman Tanaman budidaya berasal dari jenis tanaman yang secara genetik beragam. Namun, tanaman sekarang ditanam dalam skala luas, secara genetik homogen, merupakan praktek budidaya yang dapat mengurangi keragaman genetik dan spesies dan meningkatkan kemungkinan infestasi OPT Ketahanan tanaman adalah sejumlah relatif kualitas tanaman yang dapat diturunkan yang mempengaruhi derajat kerusakan oleh serangga 1
Dinamika Populasi Hama Teoritis dalam Hubungannya dengan Pengendalian Menggunakan Varietas tahan PENGGUNAAN VARIETAS TAHAN DAYA DUKUNG AWAL KESEIMBANGAN UMUM AWAL BATAS KERUSAKAN EKONOMI AMBANG EKONOMI (AE) DAYA DUKUNG BARU KESEIMBANGAN UMUM BARU Mekanisme Ketahanan Pengaruh Hubungan timbal balik OPT tanaman inang Varietas tanaman tahan menekan kelimpahan OPT atau meningkatkan tingkat toleransi kerusakan tanaman. Dengan kata lain, tanaman tahan OPT mengubah hubungan OPT dengan tanaman inangnya. Bagaimana hubungan timbal balik antara serangga dan tanaman dipengaruhi tergantung pada jenis ketahanan, misalnya antibiosis, antixenosis (non preferensi) atau toleransi Ketahanan antibiosis mempengaruhi biologi OPT, sehingga kelimpahan OPT dan kerusakan berikutnya berkurang dibandingkan dengan apa yang akan terjadi jika OPT tersebut berada pada tanaman rentan. Ketahanan antibiosis sering mengakibatkan peningkatan kematian atau penurunan lama hidup dan reproduksi serangga 2
Ketahanan antixenosis mempengaruhi perilaku serangga hama dan biasanya dinyatakan sebagai non preferensi (tidak dipilihnya) tanaman tahan oleh serangga dibandingkan dengan tanaman rentan Ketahanan toleran menyatakan kemampuan tanaman menahan atau pulih dari kerusakan yang disebabkan oleh kelimpahan serangga hama yang sama dibandingkan dengan kerusakan tanaman tanpa sifat ketahanan (rentan) Toleransi merupakan respons tanaman terhadap serangga hama. Ketahanan toleransi berbeda dengan ketahanan antibiosis dan antixenosis dalam hal bagaimana hal itu mempengaruhi hubungan serangga tanaman. Ketahanan antibiosis dan antixenosis menyebabkan respon serangga saat serangga mencoba untuk menggunakan tanaman tahan sebagai makanan, oviposisi, atau tempat tinggal Istilah Ketahanan Istilah ketahanan berikut banyak digunakan di dalam fitopatologi daripada entomologi, yaitu Ketahanan vertikal atau spesifik menyatakan ketahanan yang hanya ditujukan untuk melawan beberapa biotip spesies jasad pengganggu Ketahanan horisontal atau umum menyatakan ketahanan yang ditujukan untuk melawan semua biotip spesies jasad pengganggu Ketahanan hipersensitif menyatakan respon cepat tanaman akibat terserang jasad pengganggu yang ditandai dengan kematian prematur (nekrosis) jaringan yang terinfestasi bersamaan dengan inaktivasi dan lokalisasi terhadap agensia perusak 3
Kategori Ketahanan Genetik Berdasarkan cara mewariskan (inheritance), fenomena ketahanan dibagi dalam: ketahanan monogenik adalah ketahanan yang diatur oleh gen tunggal ketahanan oligogenik adalah ketahanan yang diatur oleh sedikit gen ketahanan poligenik adalah ketahanan yang diatur oleh banyak gen Sebagian besar ketahanan tanaman tergolong dalam kategori ketahanan oligogenik dan poligenik Jenis ketahanan dalam program PHT Jenis ketahanan yang dipilih dalam program PHT ditentukan oleh kestabilan dan keberhasilan varietas tahan yang digunakan. Kategori ketahanan yang berbeda mempunyai derajat efektivitas yang berbeda dalam sistem PHT, yaitu bergantung pada gerakan dan preferensi serangga hama. Ketahanan antisenosis, antibiosis, dan toleran pada level yang rendah dapat digunakan untuk usaha pengendalian hama asli yang relatif kurang aktif bergerak dan menyerang tanaman di awal pertumbuhan tanaman. Apabila gerakan serangga sangat aktif, pengendalian dapat dilakukan dengan menggunakan varietas tahan antibiosis yang dapat mematikan serangga 4
Penggunaan varietas toleran dalam PHT juga dapat menguntungkan apabila dibandingkan dengan antibiosis dan antisenosis karena varietas toleran dapat menekan kemungkinan timbulnya biotip serangga Penggunaan varietas toleran juga dapat mendukung peran musuh alami dalam pengendalian hama, karena musuh alami tidak dipengaruhi oleh perubahan struktur dan kandungan senyawa sekunder tanaman sebagaimana pada varitas tanaman dengan ketahanan antisenosis dan antibiosis Ketahanan pada level yang tinggi tidak diperlukan di dalam PHT. Varietas dengan level ketahanan rendah atau moderat dapat menguntungkan dalam PHT Kunci keberhasilan dalam penggunaan varietas tahan terletak pada penggabungan dengan cara pengendalian yang lain di dalam suatu sistem pengelolaan yang melibatkan cara pengendalian yang lain, yaitu pengaturan waktu tanam, pengaturan waktu panen, sanitasi, manipulasi inang alternatif, dan periode bebas inang. Pada beberapa kasus pengendalian terhadap serangga hama, penggunaan tanaman tahan dapat menjadi tumpuan utama dibandingkan cara pengendalian yang lain, yaitu dalam hal sebagai berikut: 5
Jendela kepekaan hama terhadap perlakuan pestisida sangat sempit, sehingga penggunaan pestisida seringkali tidak efektif dan efisien Misalnya pengendalian hama lalat kacang Ophiomya phaseoli dan Etiella zinckenella pada tanaman kedelai dengan insektisida kurang berhasil karena setelah telur menetas, larva segera menggerek menuju ke dalam jaringan tanaman sehingga terhindar dari pengaruh insektisida Tanaman dengan nilai ekonomis yang rendah, sehingga penggunaan cara pengendalian dengan insektisida kurang efisien Misalnya penggunaan insektisida dalam pengendalian hama tanaman padi kurang efisien, oleh karena itu pengendalian hama wereng coklat dengan varietas padi unggul tahan wereng (VUTW) lebih ekonomis Hama senantiasa ada dan merupakan pembatas tunggal dalam budidaya tanaman tersebut di lahan yang luas Misalnya hama penggerek batang pada tanaman tebu akan lebih efisien apabila dibandingkan dengan pengunaan cara pengendalian menggunakan pestisida, dan cara pengendalian yang lain tidak tersedia 6
Keuntungan Penggunaan Varietas Tahan Penggunaan varietas tanaman tahan hama secara ekonomi, ekologi, dan lingkungan menguntungkan Manfaat ekonomi terjadi karena: hasil panen diamankan dari kehilangan yang disebabkan oleh serangga hama uang yang diamankan dengan tidak mengaplikasikan insektisida dalam kebanyakan kasus, biaya untuk keperluan benih pada kultivar tahan lebih sedikit daripada kultivar peka. Manfaat ekologi dan lingkungan dihasilkan oleh peningkatan keanekaragaman spesies di dalam agroekosistem, sebagian karena pengurangan penggunaan insektisida. Peningkatan keragaman spesies meningkatkan stabilitas ekosistem yang mendorong sistem yang lebih berkelanjutan, pencemaran jauh berkurang dan kurang merugikan sumber daya alam Keuntungan besar penggunaan varietas tanaman tahan sebagai komponen PHT karena penggunaan varietas tahan: kompatibel secara ekologi (aman) kompatibel dengan taktik pengendalian langsung lainnya, misalnya pengendalian hayati, kimia, dan praktek bercocoktanam Varietas tahan serangga hama mensinergikan pengaruh taktik menekan serangga hama secara alami, hayati, dan praktek bercocok tanam Perlindungan tanaman dengan memanfaatkan tanaman tahan bekerja dengan mengganggu hubungan normal antara serangga hama dengan tanaman inangnya Konsep PHT menekankan perlunya menggunakan beberapa taktik untuk menjaga kelimpahan serangga hama, dan kerusakan di bawah tingkat ambang ekonomi. Dengan demikian, keuntungan besar penggunaan varietas tanaman tahan serangga sebagai komponen PHT muncul dari kompatibilitas ekologi dan kompatibilitas dengan taktik pengendalian langsung lainnya 7
Keuntungan penggunaan varietas tahan dalam pandangan PHT 1. Penggunaannya praktis dan secara ekonomis menguntungkan. Hal itu karena dalam penerapan metode pengendalian ini, tidak memerlukan tambahan biaya dan ketrampilan khusus. Mengingat cara ini sebenarnya adalah praktek cara bercocok tanam biasa. Dengan demikian biaya pengendalian dengan menggunakan tanaman tahan lebih murah. Selain itu (i) hasil panen diamankan dari kehilangan yang disebabkan oleh serangga hama, (ii) uang yang diamankan dengan tidak mengaplikasikan insektisida, dan (iii) dalam kebanyakan kasus, biaya untuk keperluan benih pada kultivar tahan lebih sedikit daripada kultivar peka. 2. Bersifat spesifik. Penggunaan varietas bersifat spesifik, artinya hanya ditujukan pada hama sasaran tetapi kurang berpengaruh terhadap hama bukan sasaran atau musuh alaminya. 3. Efektivitas pengendalian bersifat kumulatif dan persisten. Penanaman varietas tahan dari musim ke musim dapat semakin menurunkan populasi hama, oleh karena itu pengaruh penggunaan varietas tahan bersifat kumulatif. Persistensi varietas tahan bersifat relatif, yaitu apabila penggunaan varietas tahan dibarengi dengan usaha pergiliran varietas tahan hama yang baik, maka sifat persistensi tersebut dapat berlangsung lebih lama. 4. Kompatibel dengan cara pengendalian yang lain. Pengendalian dengan varietas tahan dapat dipadukan dengan cara pengendalian yang lain, sehingga secara bersama sama pengaruhnya dapat optimal dalam mengendalikan populasi hama. 5. Dampak negatif pengendalian terhadap lingkungan relatif kecil. Yang dimaksud adalah cara pengendalian dengan menggunakan varietas tahan tidak meninggalkan residu beracun, tidak berbahaya bagi manusia, flora dan fauna, dan organisme berguna. 8
Keterbatasan Penggunaan Varietas Tahan 1. Masalah waktu dan biaya pengendalian. Dalam menciptakan tanaman tahan dibutuhkan dana infestasi yang cukup besar, yaitu terutama untuk kegiatan penelitian dan pengembangan. Selain itu, usaha untuk mencari sumber gen serta prosedur seleksi yang rumit, dapat menyebabkan pengembangan varietas tahan membutuhkan waktu yang cukup lama. 2. Keterbatasan sumber gen ketahanan. Dari koleksi plasma nutfah yang ada ternyata tidak seluruhnya mengandung gene gene ketahanan terhadap hama yang dimaksud. Hal itujustrudapat memperlama proses penciptaan varietas tahan. Penggunaan mutasi gene guna meningkatkan sumber keragaman ternyata juga menimbulkan masalah baru, yaitu teknik mutasi cukup rumit. 3. Timbulnya biotipe hama. Hama melalui proses seleksi alam dapat mengubah preferensinya, daritidak mau makan atau teracuni varietas tahan menjadi mampu memakannya, yaitu melalui pembentukan biotipe baru Kompatibilitas Varietas Tahan dengan Cara Pengendalian yang lain a. Penggabungan dengan Tanaman Perangkap Kombinasi tanaman perangkap yang ditanam lebih awal dengan tanaman tahan dapat menekan populasi hama sehingga dengan demikian dapat menekan aplikasi insektisida. Misalnya dalam pengendalian hama kapas Anthonomus grandis Bohemian (Coleoptera: Carabidae) dilakukan dengan mengkombinasi penanaman varietas kapas peka, yaitu La 1363 Lsne sebagai tanaman perangkap dengan varietas tahan, yaitu La 81 560 FN. Dengan cara tersebut populasi hama A. grandis dapat terkonsentrasi pada varietas peka sehingga mudah dikendalikan dengan insektisida. Cara yang sama juga dapat dilakukan untuk pengendalian hama kapas, yaitu dengan mengkombinasikan penanaman tanaman peka, yaitu jagung berdampingan dengan tanaman kapas yang tahan dapat mengkonsentrasikan serangan hama Heliothis zea sehingga memudahkan untuk dikendalikan dengan insektisida. 9
Penggabungan dengan Tanaman Perangkap Kombinasi dengan tanaman perangkap juga dapat meningkatkan populasi musuh alami. Misalnya, penanaman tanaman padi yang peka 20 hari lebih awal dikombinasikan dengan tanaman yang tahan dapat meningkatkan populasi musuh alami hama wereng coklat Nilaparvata lugens Stal. Penanaman tanaman rips dapat mengkonsentrasikan serangan hama Plutella xylostella L. sehingga dapat meningkatkan populasi parasitoid telur Diadegama cerophaga L. (Lepidoptera : Yponomeutidae) b. Dengan Pengendalian Kimia Kelebihan utama penggunaan varietas tahan dalam pengendalian hama adalah efeknya bersifat kumulatif, yaitu padat populasi hama dapat menurun secara konstan dari generasi ke generasi berikutnya. Dengan demikian aplikasi pestisida dapat lebih mudah dan kebutuhan pestisida menjadi lebih rendah Misalnya, penanaman varietas sorgum dengan ketahanan moderat dapat meningkatkan nilai ambang ekonomi pengendalian dengan insektisida terhadap hama Contarinia sorghicola (Coquillett) (Diptera: Cecidomyiidae), sehingga dapat menurunkan penggunaan insektisida per satuan luas. Hal yang sama juga terjadi apabila pengendalian hama wereng coklat Nilaparvata lugens Stal dilakukan dengan penanaman tanaman yang tahan Selain itu, penurunan penggunaan insektisida apabila digabungkan dengan penggunaan varietas tahan dapat disebabkan oleh 3 hal, yaitu (a) tanaman tahan menciptakan tajuk tanaman yang lebih terbuka sehingga aplikasi insektisida dapat mencapai target secara merata 10
Kompatibilitas Varietas Tahan dengan Cara Pengendalian yang lain (b) perubahan morfologi pada tanaman tahan dapat memudahkan musuh alami dalam mencari inang/mangsanya, dan (c) keterbatasan nilai nutrisi atau tersedianya senyawa racun pada tanaman tahan dapat meningkatkan kepekaan serangga terhadap insektisida. Keuntungan tambahan dalam penggabungan insektisida dengan tanaman tahan adalah terutama dihasilkan oleh keterbatasan penggunaan insektisida, yaitu dapat menekan terjadinya serangga yang resisten, mencegah terjadinya polusi, dan dapat mencegah kematian musuh alami. c. Dengan Pengendalian Hayati Kombinasi parasitoid dan predator dengan varietas tahan dapat meningkatkan hasil pengendalian terhadap hama tanaman alfalfa, kapas, jagung, kentang, padi, sorgum, kedelai, dan gandum. Kompatibilitas Varietas Tahan dengan Cara Pengendalian yang lain Keuntungan utama dalam penggunaan varietas tahan di dalam PHT adalah dalam melindungi peran musuh alami hama kedua, sehingga tidak menimbulkan ledakan hama kedua (secondary pest outbreak) Dalam pandangan PHT, interaksi yang ideal antara tanaman tahan dengan pengendalian hayati adalah yang dapat menekan populasi hama hingga di bawah ambang kerusakan ekonomisnya. Untuk itu pada kombinasi pengendalian hayati dan varietas tahan disarankan menggunakan varietas tahan dengan tingkat ketahanan moderat 11
Terimakasih 12