Rekayasa ekologi (Tanaman Refugia) untuk sistem produksi padi berkelanjutan dan tangguh

Ditulis: Rais Sulistyo Widiyatmoko, S.Si (Pengendali OPT Muda Dinas Pertanian DIY)

Beras  adalah makanan pokok utama untuk lebih dari sepertiga populasi dunia. Beras diproduksi dan dikonsumsi di Asia,  antara 40 sampai 46% dari semua lahan pertanian irigasi di Asia didedikasikan untuk memproduksi beras. Seperti diketahui populasi manusia di dunia terus bertambah dan ketersediaan lahan pertanian menurun, perkiraan bahwa dunia harus menghasilkan tambahan 115 juta ton beras pada 2035 untuk memenuhi permintaan peningkatan global. Ilmu pengetahuan dan kebijakan untuk mengawal produksi beras sejak awal milenium baru telah diterapkan, khususnya di Asia. Hal ini telah menyebabkan panggilan untuk investasi yang lebih besar dalam ilmu pengetahuan dan teknologi untuk pertanian padi, penekanan pada intensifikasi produksi padi dan pada penguatan kemitraan yang terlibat dalam produksi beras, penyediaan beras, dan pemasaran.

Kebijakan pertanian yang muncul pada abad ke-21 akan dilaksanakan di tengah-tengah perubahan global yang cepat dalam masyarakat dan perubahan lingkungan; termasuk anomali iklim seperti peningkatan suhu global dan frekuensi kejadian cuaca ekstrem, serta menurunnya keanekaragaman hayati dan mengikis fungsi ekosistem. Selanjutnya, mengingat ketidakstabilan ekonomi global, terutama sejak 2008 (ketika Dunia mengalami krisis pangan global dan krisis ekonomi pada saat yang sama),tuntutan untuk meningkatkan produksi pangan telah menyadarkan untuk lebih melibatkan sektor swasta dalam mengembangkan strategi dan ilmu pengetahuan. Akibatnya, skenario produksi saat ini bagi banyak petani padi lebih pada tuntutan untuk meningkatkan produktivitas. Di banyak daerah, ini telah memberikan kontribusi terhadap perubahan luar biasa dalam budidaya padi, khususnya di sistem sawah irigasi dataran rendah, dan sering mendorong petani melakukan metode intensifikasi. Tanpa regulasi yang tepat dari praktek pertanian dan terutama regulasi dalam sifat dan penggunaan input pertanian seperti pestisida, intensifikasi dapat menyebabkan kerawanan pangan global dan mengurangi efisiensi fungsi ekosistem padi.

Meningkatnya penggunaan insektisida dan konsekuensinya

Tren impor input pertanian ke negara-negara penghasil beras menunjukkan peningkatan yang berkelanjutan dalam ketersediaan dan penggunaan bahan kimia pertanian, termasuk pupuk dan pestisida, selama 50 tahun terakhir. Namun, antara tahun 1995 dan 2002, China dan India keduanya bergeser dari importir pestisida menjadi eksportir utama, karena kedua negara menginvestasikan anggaran dalam industri kimianya. Pada saat yang sama, impor pestisida ke beberapa negara Asia termasuk Bangladesh, Thailand, Indonesia dan Vietnam mulai tumbuh secara siknifikan (Gambar. 1.).  Insektisida kimia tersedia banyak dari impor. Dengan tersedianya  Insektisida yang tinggi dan kemajuan dalam strategi pemasaran telah mempromosikan secara efisien penggunaan insektisida untuk petani dan mendorong mereka untuk meningkatkan aplikasi. Salah satu strategi yang membuat tuntutan penggunaan pestisida tinggi yaitu dengan menekankan jadwal aplikasi pestisida secara profilaksis(pencegahan) dan langsung didistribusikan ke pengecer atau langsung ke petani. Peningkatan mendadak dalam penggunaan insektisida oleh petani padi dari awal tahun 2000-an, diperkirakan mendasari terjadinya peningkatan dari wabah hama, termasuk wereng (Homoptera: Delphacidae) di beberapa tempat seluruh Asia. Misalnya, diperkirakan bahwa sejak tahun 2000 China telah kehilangan sekitar 1 juta ton produksi padi setiap tahunnya karena serangan wereng; lebih dari 3 juta hektar padi rusak di Thailand antara 2009 dan 2011; dan diperkirakan 200.000 hektar padi hancur di Jawa Tengah (Indonesia) pada tahun 2011 saja (Horgan dan Stuart, data tidak dipublikasikan).

Gambar. 1. Nilai impor insektisida ke 10 negara Asia (US $ 1000 / Km² dari luas lahan) antara

tahun 1960 dan 2010 (data dari FAO 2015).

Penggunaan profilaksis (aplikasi sebelum ada serangan) insektisida telah menciptakan beberapa ketidakseimbangan dalam ekosistem padi. Selama beberapa tahun terakir, para peneliti telah menemukan keterkaitan wabah serangga di sawah, khususnya wabah wereng, dengan terlalu sering menggunakan insectisida kimia. Hal ini terjadi dalam dua cara. Yang pertama dapat disebut kebangkitan sebagai fisiologis. kebangkitan fisiologis adalah hasil dari hormoligosis(stimulasi langsung reproduksi serangga), yang merupakan respon fisiologis dari serangga target pada racun kimia yang menghasilkan peningkatan kekebalan. Mekanisme yang mendasari hormoligosis (stimulasi langsung reproduksi serangga) belum dijelaskan; Namun, di wereng respon utama ditandai dengan fekunditas (kemampuan untuk bereproduksi) tinggi, meningkatkan kesuburan jantan dan betina, meningkatkan nafsu makan, dan Kapasitas penyebaran lebih luas. Faktor-faktor ini menyebabkan kepadatan wereng yang lebih tinggi dan meningkatkan kerusakan padi. Mekanisme kedua dapat disebut sebagai kemrosotan ekologi. Di sini, insektisida mengurangi keragaman, kelimpahan atau efisiensi komponen musuh alami dari ekosistem padi. Efek negatif insektisida pada musuh alami hama penting seperti wereng dan penggerek batang (Lepidoptera: Pyralidae) telah didata dan berdasarkan beberapa studi lapangan telah menunjukkan bagaimana insektisida memiliki efek negatif pada profitabilitas pertanian. Sedangkan bahan kimia tertentu yang diketahui menyebabkan kebangkitan fisiologis telah dilarang atau dibatasi untuk digunakan dalam pertanaman padi, sebagian besar bahan kimia masih akan memiliki potensi untuk menyebabkan kemrosotan ekologi. strategi baru sekitar pengelolaan hama diperlukan.

Kebutuhan masukan metode baru pada kesehatan ekosistem padi.

Beberapa dekade intensifikasi pertanian dan insektisida berlebihan telah mengakibatkan menipisnya populasi musuh alami, serta perkembangan populasi hama yang semakin resisten terhadap insektisida dan lebih ganas terhadap varieties padi. Selanjutnya, pada lahan pertanian skala global ada beberapa spesies fungsional penting seperti penyerbuk, pemangsa dan Amfibi, hampir punah bahkan ada yang sudah punah. sawah, terutama di daerah tropis, memiliki keragaman musuh alami yang lebih tinggi, sehingga memiliki jaring makanan yang kompleks. Interaksi jaring makanan diprediksi meningkatkan stabilitas dan ketahanan ekosistem padi. Sebaliknya, hilangnya keanekaragaman hayati, dan hilangnya layanan yang diberikan oleh fauna alami sawah, diperkirakan akan  mengurangi stabilitas ekosistem dan ketahanan; ini akan menyebabkan respon yang kurang efisien dan menyebabkan gangguan seperti kebangkitan fisiologis yang berhubungan dengan insektisida, atau kenaikan kepadatan hama.

Para ilmuwan saat ini menghadapi tantangan peningkatan ketahanan pangan (termasuk produksi pangan, kualitas makanan dan keamanan pangan) sementara pada saat yang sama berhadapan dengan ketidakpastian iklim yang membutuhkan ekosistem tangguh, dan kebutuhan untuk melestarikan atau mengembalikan keanekaragaman hayati dan mengoptimalkan fungsi ekosistem. Pengelolaan Hama berbasis ekologi adalah salah satu cara untuk mencapai tujuan tersebut pada saat yang bersamaan memulihkan ekologi padi. Untuk mencapai ekosistem padi yang efisien, peneliti perlu fokus pada 'kesehatan ekosistem padi' di mana pestisida dianggap sebagai kontaminan lingkungan yang harus dihindari sebisa mungkin. Selanjutnya, regulasi musuh alami harus dioptimalkan dan jaring makanan dilindungi dan ditingkatkan dengan menciptakan kondisi keanekaragaman hayati dan kompleksitas interaksi interspesifik. Salah satu pendekatan untuk mencapai ini adalah metode ekologi

Rekayasa ekologi untuk kesehatan ekosistem padi

Rekayasa ekologi adalah manipulasi yang disengaja pada habitat untuk kepentingan masyarakat dan lingkungan. Metode ini berbasis pengetahuan dan membutuhkan pemahaman yang mendalam tentang dampak positif dan negatif sebelum pelaksanaan. rekayasa ekologi untuk pengelolaan hama terutama berfokus pada peningkatan kelimpahan, keragaman dan fungsi musuh alami di habitat pertanian dengan menyediakan perlindungan dan alternatif atau tambahan sumber makanan. Contoh dari sistem produksi tanaman lain di mana metode ini telah berhasil diterapkan untuk pengendalian hama. Misalnya, penanaman buckweed, Fagopyrum esculentum Moench, sebagai tanaman penutup di kebun anggur dan Alyssum, Lobularia maritima (L) Desv., Antara deretan sayuran menyediakan sumber daya makanan untuk predator dan parasitoid sehingga kerusakan yang diakibatkan oleh hama berkurang.

Literatur awal rekayasa ekologi untuk pengendalian hama padi sebagian besar difokuskan pada mengintegrasikan bunga atau sayuran berjajar pada areal padi.

beberapa kriteria cocok tanaman yang  digunakan dalam rekayasa ekologi adalah :

• Tanaman harus tumbuh dari biji dengan tidak perlu semai.
• Tanaman harus cepat-tumbuh, mampu bersaing dengan gulma, dan membutuhkan perhatian minimum atau perawatan.
• Tanaman harus awal-berbunga.
• Tanaman harus memiliki buah atau struktur vegetatif yang memiliki beberapa nilai untuk petani, baik untuk komersial atau pribadi konsumsi / penggunaan.
• Tanaman harus memiliki produksi yang baik.
• Tanaman harus mengusir atau sebaliknya tidak menguntungkan bagi serangga hama padi.
• Tanaman harus menarik arthropoda menguntungkan baik sebagai tempat perlindungan atau sumber nektar atau serbuk sari.

Finbarr G. Horgan et al. / Procedia Food Science 6 (2016) dalam journalnya yang berjudul “Applying ecological engineering for sustainable and resilient rice production systems” telah menguji coba potensi untuk 13 tanaman untuk digunakan dalam rekayasa ekolologi yaitu labu pahit, kacang hijau, ladyfinger (okra), kacang panjang, Cabai (Capsicum sp.), Kosmos (kenikir sayur) (Cosmos bipinnatus), kacang buncis (Vigna unguiculata L.), mentimun (Cucumis sativus L.), gambas ( Luffa sp.), labu (Cucurbita sp.), bunga matahari (Helianthus annuus L.), botol labu (Lagenaria siceraria Standl.) dan kecipir (Psophocarpus tetragonolobus [L.] de Candolle). tanaman ini ditanam di enam lokasi di pematang direplikasi dan dipantau selama pengembangan tanaman padi. Tanaman ini kemudian dikenal dengan tanaman refugia. Refugia merupakan suatu area yang ditumbuhi beberapa jenis tumbuhan yang dapat menyediakan tempat perlindungan, sumber pakan atau sumberdaya yang lain bagi musuh alami seperti predator dan parasitoid. Setelah diamati ternyata tanaman refugia memiliki pengaruh yang signifikan terhadap keanekaragaman dan kelimpahan musuh alami dan penyerbuk dengan mentimun, labu, gambas, dan labu pahit menarik sejumlah besar baik penyerbuk dan menguntungkan tawon parasitoid. Sistem ini juga memiliki kelimpahan yang lebih tinggi dan peningkatan aktivitas burung pemakan serangga. Selain itu, banyak dari tanaman, termasuk mentimun, kacang hijau, botol labu, kacang panjang, gambas, Cabai, dan ladyfinger memproduksi sejumlah besar buah-buahan yang memiliki nilai ekonomis cukup tinggi. Insektisida yang digunakan di sawah rekayasa ekologis mengindikasikan jumlah aplikasi insektisida berkurang 75% dibandingkan dengan perlakuan kontrol petani. Meskipun demikian, lahan petani dan lahan rekayasa ekologi memiliki hasil panen padi serupa tetapi pada lahan rekayasa ekologi tersimpan US $ 150 / ha untuk insektisida dan memperoleh US $ 120 / ha dari buah buahan sayuran yang dihasilkan pada tanaman refugia tersebut. studi lapangan serupa telah dilakukan di Thailand, dan Vietnam menggunakan strip bunga. Hasil awal dari penelitian tersebut menunjukkan manfaat yang sama dengan populasi musuh alami.

Gambar. 2. keanekaragaman vegetasi yang Tinggi pada usahatani padi di Mindanao, Filipina

Gambar 3. Beberapa contoh pengembangan tanaman refugia di D.I. Yogyakarta

Arah baru dalam penelitian diperlukan untuk menciptakan ekosistem padi yang sehat. ekosistem yang sehat menganggap pestisida sebagai kontaminan dibuktikan dari hasil penelitian yang telah diidentifikasi sebagai penggerak potensi kebangkitan hama. ekosistem padi sehat menghindari bahan kimia berbahaya tetapi juga meningkatkan keanekaragaman fungsional dari daerah sawah untuk menarik organisme bermanfaat seperti penyerbuk dan arthropoda (parasitoid dan laba-laba) dan vertebrata (burung) musuh alami hama. Dengan meningkatkan keanekaragaman hayati di sawah dan meningkatkan interaksi interspesifik antara spesies komponen dalam ekosistem padi, agroekologi dan rekayasa ekologi diprediksi meningkatkan keberlanjutan dan ketahanan sistem terhadap gangguan - termasuk peningkatan mendadak kepadatan hama.

Sumber :

1. Bouman B. ‘Talking rice’ at the food security summit. http://irri.org/index.php?option=com_zoo&view=item&layout=item&Itemid=1135 (accessed 30 November 2015)
2. International Rice Research Institute. Preventing planthopper outbreaks in rice. http://irri.org/resources/publications/brochures/preventing-planthopper-outbreaks-in-rice (accessed 14 September 2015)
3. Finbarr G. Horgan et al. / Procedia Food Science 6 (2016) dalam journalnya yang berjudul “Applying ecological engineering for sustainable and resilient rice production systems”

Read More

Perangkap Likat Kuning (yellow sticky trap) Teknologi Pengendalian OPT Cabai Ramah Lingkungan

Ditulis Oleh :  Rais Sulistyo Widiyatmoko, S.Si (Pengendali OPT Muda Dinas Pertanian DIY)

Cabai merah (Capsicum annum) merupakan salah satu komoditas sayuran yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. Gangguan organisme pengganggu tumbuhan (OPT) merupakan salah satu kendala yang dihadapi petani dalam usahatani Cabai. Untuk menyelamatkan tanamanya tidak jarang petani menerapkan berbagai teknologi budidaya yang sebetulnya tidak sesuai dengan ketentuan yang telah dianjurkan, misalnya dalam pengunaan pupuk, pestisida  dan bahan kimia lainnya.

Sebagai upaya dalam mengatasi masalah OPT tanaman Cabai, umumnya petani menekankan pada pengendalian secara kimiawi. Penggunaan pestisida  yang tidak sesuai dengan ketentuan yang dianjurkan, selain dapat menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan, penggunaan pestisida secara intensif juga menyebabkan biaya produksi tinggi.

Dalam pengembangan agribisnis sayuran, penerapan Pengendalian Hama Terpadu (PHT) masih relatif terbatas pada sebagian kecil komoditas sayuran prioritas. Dalam penerapannya, pendekatan ekologi lebih mendominasi dalam menentukan alternatif pengendalian OPT. Agar dapat memberikan keuntungan maksimal bagi petani, maka pendekatan ekonomi juga diperlukan untuk menentukan pemilihan suatu Teknologi. Pendekatan tersebut tidak bisa diterapkan secara parsial, karena ada  kemungkinan melalui pendekatan ekologi saja belum tentu  akan memberikan hasil yang sesuai dengan keuntungan ekonomi, demikian pula sebaliknya.

Read More

Residu Pestisida pada Produk Pertanian

Oleh: Maftuchatul Chaeriyah (PMHP Muda Dinas Pertanian DIY)

Pestisida secara harfiah dapat diartikan sebagai zat kimia atau bahan lain yang digunakan untuk membasmi hama (pest). Pestisida merupakan salah satu cara untuk melawan OPT (Organisme Pengganggu Tumbuhan). Pestisida yang digunakan sebagian akan mengenai sasaran, mengenai tanaman, terbawa oleh angin dan sebagian lainnya akan jatuh ke tanah dan air mencemari lingkungan.  Dengan berlalunya waktu, sebagian pestisida akan menguap ke udara dan sebagian lagi akan terurai karena pengaruh cahaya, kelembaban, enzim dan jasad renik. Disamping itu sebagian akan tersisa pada hasil panen maupun lingkungan. Pestisida yang tersisa itulah yang disebut residu pestisida.

Untuk keselamatan konsumen, residu suatu pestisida pada bahan makanan tidak boleh melebihi batas tertentu. Batas ini dinamakan Batas Maksimum Residu (BMR).

Berdasarkan struktur kimianya, pestisida terbagi kedalam 4 golongan

1. Golongan Organofosfat

 Struktur kimia insektisida organofosfat merupakan derivat dari asam fosfat (H₃PO₄)

2. Golongan Karbamat

 Struktur kimia insektisida karbamat merupakan derivat dari asam karbamat.

3. Golongan Organoklorin

 Sesuai nama yang diberikan, insektisida organoklor mengandung unsur klor dalam struktur molekulnya. Tetapi ingat tidak semua insektisida yang mengandung   unsur klor dalam unsur kimianya digolongkan kedalam insektisida organoklor seperti klorpirifos.

Karena reaksi biokimianya sama seperti reaksi biokimia insektisida organofosfat, yaitu menghambat reaksi biokimia enzim asetil-kolenesterase.

Read More

Pestisida Kadaluarsa???

Oleh: Maftuchatul Chaeriyah (PMHP Muda Dinas Pertanian DIY)

Beberapa waktu yang lalu masyarakat sempat dibingungkan dengan berita penggunaan pestisida kadaluarsa.  Sebenarnya adakah masa kadaluarsa pada produk pestisida? dan apakah pestisida yang sudah kadaluarsa tidak dapat digunakan atau tidak efektif lagi untuk pengendalian OPT?

Berdasarkan Peraturan Menteri Pertanian Nomor 39/Permentan/SR.330/7/2015 tentang Pendaftaran Pestisida, pestisida adalah semua zat kimia dan bahan lain serta jasad renik dan virus yang dipergunakan untuk :

1. Memberantas atau mencegah hama-hama dan penyakit yang dapat merusak tanaman, bagian-bagian tanaman atau hasil-hasil pertanian;
2. Memberantas rerumputan;
3. Mematkan daun dan mencegah pertumbuhan yang tidak diinginkan;
4. Mengatur atau merangsang pertumbuhan tanaman atau bagian-bagian tanaman tdak termasuk pupuk;
5. Memberantas atau mencegah hama-hama luar pada hewan-hewan piaraan dan ternak;
6. Memberantas atau mencegah hama-hama air;
7. Memberantas atau mencegah binatang-binatang atau jasad-jasad renik dalam rumah tangga, bangunan dan dalam alat-alat pengangkutan; dan / atau
8. Memberantas atau mencegah binatang-binatang yang  dapat menyebabkan penyakit pada manusia atau binatang yang perlu dilindungi dengan penggunaan pada tanaman, tanah atau air.

Read More

Analisis Residu Pestisida pada Produk Pertanian

Oleh: Maftuchatul Chaeriyah (PMHP Muda Dinas Pertanian DIY)

Pengendalian OPT dengan pestisida masih banyak dilakukan oleh petani karena mempunyai daya bunuh yang tinggi, penggunaanya mudah dan hasilnya dapat dilihat dalam waktu singkat.

Penggunaan atau aplikasi pestisida kimia pada budidaya tanaman menimbulkan pertanyaan apakah pada produk masih tersisa pestisida atau yang biasa disebut residu pestisida.  Untuk menjawab pertanyaan tersebut diperlukan pengujian atau analisis di laboratorium.  Analisis residu pestisida bisa dilakukan dengan instrument GC (Gas Chromatography), GC MS (Gas Chromatography Mass Spectrometry), LCMS (Liquid Chromatography Mass Spectrometry) atau HPLC (High Performance Liquid Chromatography) sesuai dengan kebutuhan analisis.

Permasalahan yang sering dihadapi pada analisis residu pestisida pada produk pertanian, antara lain :

1. Campuran senyawa turunan pestisida yang diaplikasikan dalam matrik sampel yang kompleks, sehingga penggunaan metode harus selektif dan spesifik;
2. BMR (Batas Maksimum Residu) pestisida dalam kisaran µg/kg – mg/ kg (analisis kelumit), sehingga metode analisis harus sensitif;
3. Data hasil analisis harus mencerminkan kadar residu yang sesungguhnya; sehingga metode analisis harus memberi data akurasi dan presisi tinggi (valid dan handal).

Read More