A. Pengertian Plasma Nutfah
Plasma nutfah adalah substansi yang terdapat dalam setiap makhluk hidup dan merupakan sumber sifat keturunan yang dapat dimanfaatkan dan dikembangkan atau ditarik untuk menciptakan jenis unggul atau kultivar baru. Termasuk dalam kelompok ini adalah semua kultivar unggul masa kini atau masa lampau, kultivar primitif, jenis yang sudah dimanfaatkan tapi belum dibudidayakan, jenis liar kerabat jenis budidaya dan jenis-jenis budidaya. Rekomendasi Khasanah Plasma Nutfah Nabati Indonesia
B. Luas Area Dan Keragaman Plasma Nutfah
Indonesia termasuk wilayah propinsi botani Malaysia yang keseluruhannya meliputi semenanjung Malya, kepulauan Philipina, Indonesia dan Papua Nugini tanpa pulau-pulau Colomon, luasnya mencapai 3.000.000 km2, meliputi sepertujuh panjang katulistiwa, kebanyakan daerahnya lembab. Secara biologi daerah propinsi ini termasuk kaya karena diduga dihuni oleh 35.000 jenis tumbuhan atau sekitar 10% dari seluruh jenis tumbuhan yang hidup di dunia saat sekarang. Kekayaan di daerah ini dapat dibuktikan dengan membandingkan antara pulau Jawa dan Inggris raya yang luasnya 4 x Pulau Jawa hanya dihui oleh 1.500 tumbuhan.
Di Indonesia tempat tumbuh plasma nutfah nabati sebagian besar merupakan hutan tropik, sehingga kaya akan suku dari tumbuh-tumbuhan yang khas tropik seperti Dipterocarpaceae, Sapotaceae, Ebenaceae, Myristicaceae, Meliaceae, Zingiberaceae, Palmae, Moraceae, Rhizopphoraceae, Padananceae dan lain-lain. Di daerah-daerah pegunungan terdapat suku-suku yang mirip suku yang ada pada belahan bumi utara seperti Fagaceae, Rosaceae, Lauraceae, Theaceae dan lain-lain.
Di kawasan Indonesia juga dapat tumbuh dengan subur jenis-jenis tumbuhan, epifit, bambu dan benalu, Rafflesia, cendana, ficus dan lain-lain.
Dasar pengetahuan botani atau untuk dapat dikenal secara botani, daerah seluas 100 km2 diperlukan koleksi herbarium sebanyak 100 nomor.
Di Propinsi Malaesia sudah terkumpul 1.000.000 nomor koleksi. Ini berarti bahwa untuk dapat dikatakan kekayaan yang ada dapat dikenal secara sempurna masih diperlukan 2.000.000 nomor koleksi lagi, dan koleksi ini kebanyakan bersifat koleksi botani, maksudnya untuk tanaman-tanaman budidaya dan kultivar-kultivarnya masih belum ditangani.
Baca Juga : Agrikultur indonesia
Baca Juga : Agrikultur indonesia
- Cara Budidaya Dan Mengendalikan Hama Penyakit Pada Tanaman Kacang Tanah
- Marfologi Kacang Hijau dan Cara Menanam Dengan Baik dan Benar
- Mengenal Lebih Dekat Dengan Istilah- Istilah Dibidang Pertanian - New!
- Metode untuk Waspadai dan Atasi Musim Peceklik Oktober- Januari 2019
- Pengertian Agribisnis - New!
- Pengertian Agrikultur - New!
- Penyimpanan dan Standar Mutu Gabah atau Beras
- Potret Pertanian : Media Berbagi Solusi dan Informasi - New!
C. Bentuk Wadah Dan Macam Plasma Nutfah
Wadah plasma nutfah secara alami berupa ekosistem, dari jenis yang liar dapat berupa hutan, savana, semak, padang rumput, semi padang pasir dan sebagainya.
Macam plasma nutfah, selain berupa jenis tumbuhan liar juga varietas primitif, varietas pembawa sumber sifat yang khusus, varietas unggul yang sudah kuno dan varietas unggul masa kini.
1. Jenis liar atas dasar sejarah pembudidayaan dan penggunaan potensinya dapat digolong-kan menjadi tiga kelompok yaitu :
- Jenis-jenis yang mungkin mempunyai nilai ekonomi, tetapi sama sekali belum mem-budidayakan atau dipetik hasilnya.
- Jenis-jenis yang sudah dipetik dan dimanfaatkan hasilnya tetapi belum atau tidak di-budidayakan.
- Jenis-jenis yang tidak dipetik hasilnya, akan tetapi setelah mengalami atau melalui hi-bridisasi baru kemudian dibudidayakan dan dimanfaatkan.
2. Varietas primitif
Semua jenis yang dibudidayakan secara langsung atau tidak berasal dari liar. Varietas primitif adalah kultivar yang pembudidayaannya masih sederhana, belum mengalami pemuliaan. Tumbuhannya yang termasuk kelompok ini biasanya di daerah tumbuhnya mempunyai daya daptasi yang lebih baik, lebih tahan terhadap tekanan lingkungan yang bersifat fisik maupun biologi.
Hal ini dimungkinkan karena sudah ada seleksi gen secara alamiah yang tahan terhadap dingin, panas, hama ataupun penyakit di daerah tumbuh.
3. Varietas sumber sifat yang khusus
Kultivar yang mempunyai kelebihan dalam sifat-sifat tertentu, misalnya kepekaannya terhadap pemupukan. Sinar ketahanan terhadap hama atau penyakit tertentu atau sifat khusus yang lain seperti produksi.
4. Varietas unggul
Karena kemajuan di bidang pemuliaan, varietas unggul dapat diciptakan dengan merakit sifat-sifat yang baik dari beberapa sumber plasma nutfah.
Semakin besar sifat keanekaragaman yang dimilikinya, akan semakin bebas pemulia untuk merakit sifat-sifat yang baik. Dengan silih bergantinya zaman, varietas unggul tidak dapat langgeng bertahan dipakai oleh petani. Memang pada saat tertentu atau pada kondisi yang memadai varietas unggul mampu mengatasi atau melebihi hasil varietas lain, akan tetapi pada kondisi yang lain untuk lingkungan yang kurang menguntungkan misalnya munculnya kembali penyakit atau hama di daerah penanamannya dapat memukul parah bahkan mengakibatkan fatal.
Hal ini dapat disadari sebagai akibat kehogenan sifat gennya yang tinggi, varietas unggul peka terhadap lingkungan yang kurang menguntungkan.
Dengan pergantian varietas unggul-unggul dari masa ke masa, maka dikenal varietas unggul masa kini dan varietas unggul masa lampau atau yang sudah kuno.
D. Permasalahan Kelestarian Plasma Nutfah Nabati
Sebagai salah satu sumber daya alam, pengelolaan pemanfaatan plasma nutfah sekarang ini dirasakan kurang sempurna yaitu banyak mengalami erosi yang menyebabkan berkurangnya dan hilangnya jenis-jenis tertentu.
Banyak faktor yang dapat menyebabkan terjadinya erosi plasma nutfah nabati antara lain adalah :
1. Timbulnya peledakan penduduk yang sangat besar, yang menyebabkan perlunya perluas-an daerah permukiman di daerah-daerah pertanian yang mengakibatkan terjadinya penggusuran tempat tumbuh plasma nutfah.
2. Terjadinya eksploitasi hutan yang kebanyakan dilakukan dengan tidak memperhatikan kelestarian plasma nutfah yang dikandungnya, sehingga banyak jenis-jenis pohon yang mengalami erosi genetika seperti kayu olin, cendana, sawo, kecik. Di samping itu eksploitasi hutan juga berakibat merusak habitat hewan dan tumbuhan lain seperti jenis-jenis anggrek, paku-pakuan, rotan dan tanaman perdu yang lain.
3. Timbulnya tehnologi modern yang sering mengakibatkan terdesaknya bahan alam oleh bahan sintesis, sehingga membahayakan kelestarian plasma nutfah tertentu seperti tarum dan golongan serat-seratan.
4. Penggunaan tumbuhan untuk keperluan industri yang sering dilakukan secara besar-besaran tanpa memperhatikan peremajaan, misalnya golongan temu-temuan, kedawung, rotan, tengkawan.
Semua kegiatan di atas adalah merupakan beberapa contoh yang dapat menyebabkan terjadinya erosi plasma nutfah nabati, sehingga apabila proses tersebut terus berlangsung tanpa adanya usaha untuk mengatasinya, akan kehilangan beberapa jeis-jenis tertentu yang berarti juga kehilangan sebagian sumbernya alam.
Sebagai akibat terjadinya erosi genetika mengakibatkan timbulnya kelangkaan pada jenis-jenis tertentu, untuk mengetahui tingkat kelangkaan dari suatu jenis plasma nutfah nabati, dikenal ada 5 macam katagori yaitu :
1. Extinct (punah) adalah sebutan yang diberikan pada tumbuhan yang telah musnah atau hilang sama sekali dari permukiman bumi.
2. Endangeret (genting) adalah sebutan untuk jenis yang sudah terancam kepunahan dan tidak akan dapat bertahan tanpa perlindungan yang ketat untuk menyelamatkan kelangsungan hidupnya. Contoh : Rafflesia arnoldii dan purwoceng (Pimpinella pruatjan).
3. Vulnerable (rawan) katagori ini untuk jenis yang tidak segera terancam kepunahan tetapi terdapa dalam jumlah yang sedikit dan eksploitasinya terus berjalan sehingga perlu dilindungi contohnya adalah : cendana (Satalum album) kayubesi (Eusideroxylon ewageri) dan ki koneng (Arcangelisis flava).
4. Rare (jarang) sebutan untuk jenis yang populasinya besar tetapi terbesar secara lokal atau daerah penyebarannya luas tapi tidak sering dijumpai, serta mengalami erosi yang berat. Contohnya : sawo kecik (Munilkara kauki), kedawung (Parkia roxburghii) dan pulai pandak (Rauvolfia serpentina).
5. Indeterminate (terkikis) sebutan untuk jenis yang jelas mengalami proses pelangkaan tetapi informasi keadaan sebenarnya belum mencukupi, sebagian besar jenis-jenis plasma nutfah nabati yang langka termasuk katagori ini.
E. Metode Pelestarian Plasma Nutfah Nabati
Dalam penggunan sumber daya genetika, eksplorasi dan pelestarian adalah merupa-kan kegiatan pokok yang dwitunggal di dalam penyelamatan plasma nutfah. Eksplorasi menyelamatkan sumber daya yang ada di lapangan, pelestarian menyelamatkan koleksi yang baru dan yang sudah ada. Apabila dalam eksplorasi diperlukan mekanisme kegiatan yang terarah di lapangan yang seluas mungkin, sedangkan yang diperlukan dalam pelestarian adalah keefektifan organisasinya. Dalam kegiatan mengadakan eksplorasi, pengumpulan, evaluasi dan pelestarian plasma nutfah tersebut dimaksudkan untuk mencadangkan setiap nama koleksi yang juga dapat digunakan dalam mencari dan menciptakan bibit unggul baru melalui seleksi atau persilangan-pesilangan.
Strategi pelestaria plasma nutfah nabati dapat berciri :
1. Genotin tunggal atau populasi.
2. Tumbuhan hidup, biji, tepung sari, biakan jaringan atau meristem.
3. Satu, beberapa atau banyak jenis ekonomi.
4. Bersifat nasional, regional atau internasional.
5. Dalam bentuk koleksi dasar (base collection) atau koleksi aktif.
Dalam pelaksanaan strategi pelestarian biasanya timbul permasalahan-permasalahan sebagai akibat adanya faktor-faktor pembatas antara lain meliputi :
1. Masalah biasa yang menyangkut keuangan.
2. Hama dan penyakit.
3. Kemungkinan akan kehilangan kesempurnaan genetik.
4. Daur peremajaan.
5. Keterbatasan tenaga dan tehnik.
Sehingga untuk mencapai keberhasilan dalam pelestarian, dalam pelaksanaannya harus selalu diikuti dengan pemecahan masalah-masalah yang timbul.
Metode pelestarian plasma nutfah nabati ada 2 bentuk yaitu yang disebut pelestarian IN SITU dan EX SITU.
1. Pelestarian in situ
Cara pelestarian ini adalah melestarikan plasma nutfah di dalam komunitasnya, di dalam biotanya. Cara pelestarian ini pada umumnya cocok untuk jenis-jenis liar, sebab untuk pelestarian jenis liar sering timbul adanya kesukaran-kesukaran yang disebabkan :
- Faktor adaptasi terhadap daerah dan iklim yang baru.
- Faktor hama dan penyakit.
- Ukuran perawakan dan daur hidupnya.
Pelestarian secara in situ yang umum dilakukan adalah dengan cagar alam atau daerah lindung.
Pengawasan plasma nutfah di daerah lindung harus dilakukan secara teratur dan berkesinambungan.
Pelestarian secara in situ dilaksanakan dalam hutan, semak, savana, stepa atau biota yang lain, jadi cara pelestarian ini dalam bentuk koleksi tumbuhan hidup. Sehubungan dengan tujuan pelestarian plasma nutfah yang ada, maka pengelolaan hutan seharusnya : keseimbangan ekosistem dijaga sestabil mungkin guna melindungi plasma nutfah yang belum diusahakan.
2. Pelestaria ex situ
Pelaksanaan cara pelestarian ini adalah dengan mengeluarkan plasma nutfah dari wadahnya, ekosistemnya atau biotanya, dan cara ini akan dapat dianggap berhasil baik dan murah apabila yang dilestarikan dapat ditekan sampai tingkat yang minimal.
Ada beberapa bentuk dalam pelestarian secara ex situ :
- Koleksi tumbuhan hidup
Cara ini dapat dilakukan pada kebun raya, Arboreta, kebun buah-buahan, kebun tanaman luar (introduksi), stasiun/kebun pemuliaan dan kebun-kebun yang lain.
- Bentuk penyimpanan biji
Pelestarian dalam bentuk penyimpanan biji harus diperhatikan jenis biji yang akan disimpan, sebab atas dasar sifatnya ada 2 kelompok jenis biji yaitu :
a. Jenis yang orthodog yaitu jenis biji yang bereaksi positif terhadap pengeringan dan pendinginan atau juga disebut mempunyai kepekaan positif terhadap suhu rendah, pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
- penurunan kadar air sampai 5%
- suhu penyimpanan 10C, atau lebih baik 0sampai 20C
- disimpan di tempat yang gelap, tidak terjadi pertukaran uap air, gas dan kelembaban udara kurang dari 70%, tempat penyimpanan dapat berupa kaleng, gelas atau kantong aluminium.
- tekanan O2 dijaga serendah mungkin dan CO2 setinggi mungkin
b. Jenis yang rekalasitranya itu jenis biji yang bereaksi negatif terhadap pengeringan dan mungkin juga dengan pendinginan. Jenis ini banyak terdapat pada pertumbuhan tropis yang tumbuh di hutan atau daerah basah. Contoh : Cola, Artocarpus, Coffea, Theobroma, Havea dan macam-macam palmae, cara penyimpanan setiap jenis mempunyai persyaratan yang berbeda dengan jenis yang lain. Sehingga perlu penelitian yang lebih intensif.
- Bentuk penyimpanan tepung sari
Seperti penyimpanan kebanyakan biji, dalam penyimpanan tepung sari, daya hidupnya akan lebih panjang apabila diperlukan penurunan suhu penyimpanan, kadar air dan tekanan O. Yang masih sulit dijumpai adalah untuk penyimpanan dari jenis Gramineae, Alismataceae dan Cyperaceae.
- Bentuk penyimpanan persediaan meristem dan jaringan
Dalam bentuk penyimpanan ini daya berkembangnya ditekan sekecil mungkin atau dihilangkan sama sekali tetapi daya hidupnya dipertahankan sebaik mungkin.
Keuntungan dari cara ini adalah :
- Ruang yang diperlukan relatif sempit.
- Pemeliharaan murah dan sederhana.
- Tidak ada erodi genetika.
- Potensi perbanyakan tinggi.
- Yang bebas dari pathogen dapat dipelihara dan diperbanyak.
Kesulitannya adalah :
- Tidak semua jenis dapat dilakukan dengan cara ini.
- Regenerasi tumbuhan dari jaringan tidak selalu berhasil.
- Potensi perkembangan bentuk dapat hilang pada jangka penyimpanan tertentu.
Penyimpanan pada suhu rendah dimungkinkan lebih berhasil (suhu nitrogen cair -196C). Pelestarian plasma nutfah yang tidak dalam bentuk tanaman hidup, akan selalu disertai satu contoh herbarium yang sering disebut voecher atau herbarium acuan. Herbarium tersebut diperlukan sebagai jalan untuk mendeterminasi contoh yang dikumpulkan untuk keperluan penelitian
VIII. AGROEKOSISTEM
Manusia telah mengubah ekosistem alam secara luas sejak mulai mengenal pemukiman. Mereka membersihkan hutan dan lahan rumput untuk mengusahakan tanaman bahan makanan dan bahan makanan ternak untuk dirinya dan ternaknya melalui berbagai pengalaman. Mereka mengembangkan pertanian dengan membersihkan tanah, membajaknya, menanam tanaman musiman dan memberikan unsur-unsur yang diperlukan, seperti pupuk dan air. Setelah menghasilkan kemudian dipanen. Sejak menebar benih sampai panen tanaman pertanian sangat tergantung alam, gangguan iklim, hama dan penyakit.
Agroekosistem (ekosistem pertanian) ditandai oleh komunitas yang monospesifik dengan kumpulan beberapa gulma. Ekosistem pertanian sangat peka akan kekeringan, frost, hama/penyakit sedangkan pada ekosistem alam dengan komunitas yang kompleks dan banyak spesies mempunyai kemampuan untuk bertahan terhadap gangguan iklim dan makhluk perusak. Dalam agroekosistem, tanaman dipanen dan diambil dari lapangan untuk konsumsi manusia/ternak sehingga tanah pertanian selalu kehilangan garam-garam dan kandungan unsur-unsur antara lain N, P, K, dan lain-lain. Untuk memelihara agar keadaan produktivitas tetap tinggi kita menambah pupuk pada tanah pertanian itu. Secara fungsional agroekosistem dicirikan dengan tingginya lapis transfer enersi dan nutrisi terutama di grazing food chain dengan demikian hemeostasis kecil.
Kesederhanaan dalam struktur dan fungsi agroekosistem dan pemeliharaannya untuk mendapatkan hasil yang maksimum, maka menjadikannya mudah goyah dan peka akan tekanan lingkungan seperti kekeringan, frost, meledaknya hama dan penyakit dan sebagainya.
Peningkatan produksi pertanian untuk memenuhi kebutuhan penduduk yang semakin meningkat akhir-akhir ini dihasilkan satu tehnologi antara lain : mekanisasi, varietas baru, cara pengendalian pengganggu, pemupukan, irigasi dan perluasan tanah dengan membuka hutan dan padang rumput.
Semua aktivitas pertanian itu menyebabkan implikasi ekologi dalam ekosistem dan mempengaruhi struktur dan fungsi biosfere.
Peningkatan hasil tanaman dimungkinkan melalui cara-cara genetika tanaman dan pengelolaan lingkungan dengan menyertakan peningkatan masukan materi dan enersi dalam agroekosistem. Varietas baru suatu tanaman dikembangkan melalui program persilangan dan saat akan datang dapat diharapkan memperoleh varietas baru melalui rekayasa genetika yang makin baik. Varietas baru mempunyai syarat-syarat kebutuhan lingkungan dan ini penting untuk diketahui ekologinya sebelum disebarkan ke masyarakat dengan skala luas.
Pengelolaan lingkungan menimbulkan beberapa persoalan pada erosi tanah, pergantian iklim, pola drainase dan pergantian dalam komponen biotik pada ekosistem.
Pada tahun 1977 State of World Environment Report (UNEP), memperingatkan abhwa, tanah yang dapat ditanami terbatas, hanya 11% permukaan bumi dapat diusahakan untuk pertanian. Secara total 1.240 juta ha untuk populasi 4.000 juta (rata-rata 0,31 ha/orang). Area ini pada tahun 2.000 akan tereduksi sampai hanya tinggal 940 juta ha dengan populasi penduduk dunia 6.250 juta.
Sehingga perbandingan lahan/orang tinggal 0,15 ha saja. Ini merupakan suatu peringatan dan memerlukan perhatian segera.
Sebab-sebab semakin kecilnya tanah yang dapat ditanami antara lain :
1. Pemotongan vegetasi/penggundulan sehingga tanah terbuka sehingga mudah tererosi air dan angin.
2. Mekanisasi pertanian dan penggunaan pupuk organik yang menggemburkan tanah dan membuatnya peka terhadap erosi.
3. Irigasi tanpa diimbangi dengan drainase yang mengakibatkan terbentuknya lapisan kedap air dan tanah menjadi kekurangan air. Lebih dari 300.000 ha tanah yang dapat ditanami dirugikan karena salinisasi dan kebanjiran setiap tahun.
4. Pengerjaan tanah yang tidak memenuhi syarat dapat menyebabkan erosi.
5. Urbanisasi.
Hal yang disebutkan di atas merupakan situasi yang dibuat oleh manusia dan dia sendiri sebenarnya dapat mengendalikannya/mencegahnya melalui pengelolaan agroekosistem berdasarkan prinsip-prinsip ekologi. Studi ekologi ekosistem tanah pertanian disertai dengan pengetahuan autekologi tanaman dan gulma dengan dilengkapi watak pertumbuhannya dan sifat kompetitifnya. Hubungan tanaman-gulma pada tingkat intra dan antar spesies memerlukan informasi, yang berguna untuk praktek agronomi kita.
Hubungan tanah-tanaman merupakan aspek lain yang memerlukan data untuk pengelolaan subsistem tanah dalam maksud memulihkan tingkat kesuburan tanah yang maksimum. Pengetahuan pergantian komponen fisik, kimia dan biologi tanah pertanian di bawah pola tanam yang berbeda sangat penting untuk pengelolaan ekosistem. Penggunaan pupuk, pestisida dan herbisida berpengaruh terhadap ekosistem.
N dengan skala luas berpengaruh terhadap lapisan Ozon di Stratosfer. Kebanyakan pestisida/herbisida merubah sifat fisik, kimia dan biologi subsistem tanah.
Beberapa bahan kimia mengalir ke kolam dan sungai dengan demikian mempengaruhi flora dan fauna ekosistem air tawar. Revolusi hijau dalam 1970 membawa pergantian pandangan pertanian kita. Siapnya tanah yang dapat diairi dan air pengairan menjadi tidak cukup dan sekarang hampir terjadi keduanya di daerah yang sama. Kesuburan jangka panjang tanah pertanian yang stabil (mantap) dibahayakan tidak hanya oleh pengetahuan yang sedikit tentang efek tekanan kimia, ekologi dan mekanisasi dalam intensifikasi tetapi juga tekanan populasi langsung antara lain overgrazing, penggundulan, penanaman di daerah dengan kemiringan yang berbahaya, urbanisasi tanah pertanian utama dan pengaruh sampingan langsung dan tidak langsung.
Laporan UNEP (1977) tentang gambaran keadaan lingkungan kurangnya makanan terutama protein sekarang terjadi dengan implikasi yang mencemaskan, dua hal yang kelaparan dan untuk kestabilan politik dunia. Situasi hari ini dengan pola distribusi penduduk seperti itu yaitu perkembangan kota dengan lebih banyak manusia dan kurang memproduksi makanan memaksa mereka impor bahan makanan dari negara terbelakang.
Struktur Agroekosistem
Struktur biotik
Kebanyakan tanaman merupakan tanaman semusim, baik anual maupun bianual. Tanaman dipelihara dengan populasi murni, biarpun beberapa gulma tumbuh bersama-sama tanaman.
Benih gulma, selalu ada di lapangan, tumbuh pada kondisi yang biarpun kadang-kadang kurang menguntungkan. Kebanyakan gulma, disebarkan dalam bentuk biji pada waktu penebaran dan juga melalui air irigasi dan binatang perantara. Tanaman dan gulma merupakan produsen dan konsumennya terutama herbivora, terdiri atas beberapa spesies serangga, burung dan ammalia kecil. Populasi dekomposer (pembusuk) kebanyakan bangsa fungi, bakteri dan nematoda dan sebagainya. Pengetahuan mengenai karakteristik fenologi dan fitososiologi (kepadatan, frekuensi dan pertumbuhan) ekosistem tanaman pada interval 15 hari akan menggambarkan dinamika hubungan tanaman dengan gulma - serangga - burung. Studi mengenai LAI, struktur khlorofil (jumlah khlorofil terdistribusi pada daun, cabang dan batang) yang menyertai profil biomas dan pola penyimpanan enersi pada produsen primer memberikan informasi mengenai aktivitasnya.
Produsen primer
Untuk mengendalikan gulma terbaik antara lain adalah dengan mengatur daur hidup bersama dengan tanaman. Penelitian di lapangan menunjukkan bahwa ada indikasi bahwa gulma sangat bervariasi dari lapangan ke lapangan tergantung tipe tanaman dan musim pertumbuhan. Sifat fisik dan kimia tanah, faktor iklim mikro di dekat permukaan tanah, dominasi benih gulma memungkinkan adanya variasi kualitatif dan kuantitatif dalam flora gulma di lapangan pertanian.
Gulma berkompetisi dengan tanaman pokok untuk faktor pertumbuhannya dan mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan hasil. Biomas merupakan yang baik untuk struktur komunitas. Tidak seperti komunitas alam, biomas tanaman tetap bertambah dari permulaan, stadium pertumbuhan vegetatif sampai panen.
Nilai biomas tanaman yang diperoleh waktu panen memperlihatkan variasi yang lebar di antara tanaman yang berbeda di pertanaman monokultur. Kecuali ubi-ubian, perbandingan yang lebih besar penimbunan bahan kering terjadi di batang. Akar menempati proporsi yang kecil dari keseluruhan biomas (15-20%). Dengan demikian perbandingan akar dan batang kecil (0,1-0,3) di tanaman pertanian.
Perbandingan itu bervariasi antara 0,8 - 3,1 di padang rumput yang didominasi oleh rumput tahunan dan legum memperlihatkan akumulasi biomas bagian dalam tanah lebih besar.
Luas daun tanaman merupakan pengukuran terbaik untuk besarnya fotosyntesis dan pengukuran luas daun yang lebih praktis untuk lapangan pertanian dengan hasil ditunjukkan per unit luas lahan, ialah luas daun per unit luas lahan (LAI). Kominitas tanaman pertanian mempunyai nilai rata-rata antara 6 - 13 (hutan) dan 3 - 15 (rumput-rumputan). Dalam tanaman semusim LAI terus naik dengan bertambahnya umur dan menuju puncak pada pembungaan yang kemudian turun. Komunitas alam tidak seperti itu.
Pada serealia LAI tidak menghitung asimilasi total yang terdapat di batang dan bulir yang memiliki khlorofil memperlihatkan secara nyata efisiensi fotosintetik tanaman. LAI ada korelasi positif dengan produktivitas dalam beberapa contoh produksi maksimum diperoleh bila LAI di sekitar 4.
Perhitungan lebih jauh dalam LAI tidak membawa efek positif pada produksi bersih karena harus mengimbangi kehilangan respirasi. Sudut daun dan posisinya berinteraksi dengan LAI dalam peranan penetrasi cahaya ke dalam kanopi. Daun yang tegak dengan sudut yang kecil/tajam semacam rumput-rumputan menyebabkan distribusi cahaya yang lebih efisien dalam kanopi daripada yang horizontal.
Pola daun yang spesifik menentukan produksi komunitas tanaman pertanian. Dari beberapa penelitian memperlihatkan bahwa arah barisan (Utara, Selatan, Barat, Timur) dapat memberikan pengaruh pada hasil hubungannya dengan penetrasi cahaya.
Khlorofil di tanaman hijau menangkap energi cahaya untuk proses fotosintesis. Kandungan khlorofil ada hubungannya dengan produksi bahan kering, dan digunakan sebagai suatu indeks produksi potensial produksi populasi tanaman/komunitas.
Daftar 4. Kandungan khlorofil pada ekosistem tanaman yang berbeda (gr/m2)
Tanaman
|
Khlorofil
|
Tanaman pertanian yang rapat
Jagung
Gandum
Padi
|
0,30 - 0,50
2,66
7,11 - 10,75
2,05 - 4,25
|
Sumber : K.C. Misra (1980)
Dalam hubungannya dengan umur memperlihatkan peningkatan sampai dengan pembungaan kemudian turun karena ada senescene dan sheding daun bawah.
Stratifikasi distribusi khlorofil pada padi dan gandum menunjukkan bahwa kandung-an khlorofil terkecil di dekat permukaan tanah dan secara berangsur-angsur naik dengan semakin jauh dari permukaan tanah sampai calon bulir, tetapi setelah pembungaan jumlah khlorofil di semua strata cenderung menurun. Akumulasi khlorofil lebih besar dalam strata yang lebih atas kemungkinan hubungannya dengan penggunaan yang lebih efisien dalam enersi cahaya.
Kandungan enersi per unit berat jaringan dan jumlahnya dalam phytomass menunjukkan struktur subsistem produsen dalam ekosistem.
Konsentrasi kalori di beberapa tanaman sebagai berikut :
Daftar 5. Kandungan enersi pada beberapa tanaman (K cal/gr berat kering)
Tanaman
|
Daun
|
Cabang
|
Buah
|
Akar
|
Jagung (India)
Jagung (Jerman)
Heliantus annus
Triticum aestivum
Phaseolus aureus
Oryza sativa
|
3,445
4,045
3,404
3,672
3,870
4,126
|
3,145
4,155
4,014
4,074
0,073
3,684
|
4,025
4,291
5,014
4,109
4,498
4,005
|
2,805
3,192
4,611
4,024
4,267
3,578
|
Sumber : K.C. Misra (1980)
Umur tanaman dan komposisi kimia membawa pengaruh terhadap variasi kandungan enersi. Di beberapa varietas pada kandungan enersi yang tinggi terjadi selama pertumbuhan vegetatif dari awal.
Pada gandum dan rumput memperlihatkan konsentrasi kalori berhubungan dengan berubahnya perbandingan lemak, karbohidrat dan protein dalam tanaman.
Lemak dan minyak merupakan organ yang diperkaya enersi. Pola akumulasi enersi di beberapa varietas padi terjadi selama fase pertumbuhan vegetatif.
Pada permulaan menunjukkan 41 - 53% dari titik enersi diakumulasi di helaian daun dan 16 - 23% di akar. Akumulasi enersi di batang secara bertahap meningkat sesuai dengan meningkatnya berat tanaman. Tingkat kemasakan 85 - 90%, total enersi diperlihatkan oleh biomas dalam bentuk biji dan daun, dan sisanya 10 - 15% berupa batang dan akar.
Konsumen
Karena produsen yang homogen maka hanya beberapa binatang yang sesuai saja mengambil bagian dari ekosistem tersebut. Rantai makanan sangat sederhana dengan 2 - 3 tingkatan trofik. Lebih-lebih dengan beberapa aktivitas pengolahan tanah, irigasi, penyiangan dan sebagainya yang mempengaruhi binatang dalam tanah dan kadang-kadang hal ini pengaruhnya sangat tegas sehingga tercipta kondisi baru. Komunitas tanaman hanya dapat dijadikan tempat tinggal binatang kecil yang hanya datang secara temporer.
Pengurai
Karena praktek-praktek pemeliharaan antara lain pemupukan, penggunaan pestisida serta kecilnya kandungan bahan organik maka mempersempit aktivitas dekomposer/pengurai dalam ekosistem pertanian.
Abiotik
Praktek bercocok tanam yang berbeda dapat menyebabkan komposisi fisik dan kimiawi tanah yang berbeda. Pemupukan kimia, irigasi dan pola drainase menyebabkan perbedaan kualitas tanah.
Ciri-ciri tanah pertanian :
- mudah tererosi
- lapisan kesuburan 30 cm
- akumulasi garam di lapisan bawah (pelindian)
- miskin bahan organik
Untuk mengevaluasi struktur abiotik agroekosistem kita dapat mengestimasi jumlah nutrien (N, P, K, dan sebagainya) yang ada dalam biomas dan tanah pada setiap waktu dengan demikian dapat untuk mempertimbangkan pemupukan dan irigasi yang tepat.
Fungsi Dalam Agroekosistem
Produktivitas primer
Dari tinjauan produktivitas organik dengan masukan enersi, agroekosistem dunia saat ini menghasilkan 10 milyar ton bahan kering/tahun.
Cahaya matahari yang masuk ke kanopi tanaman digunakan dalam proses fotosintesis yang menghasilkan kekuatan dalam produktivitas organik. Penelitian dari beberapa disiplin menghasilkan suatu kesimpulan bahwa sekarang ada 3 mekanisme fotosintesis ialah siklus Kelvin, C4 - asam dekarboksilat dan metabolisme asam grasulacean. Sejumlah tanaman penting (jagung, gula, shorgum dan sebagainya) mempunyai jalur C4. Produktivitas bersih tanaman C4 lebih tinggi dari tanaman siklus Kelvin. Tanaman selama puncak musim pertumbuhan mengkonversi 6 - 8% total enersi sinar matahari ke bahan organik dalam produksi kotor. Produksi bersih rata-rata ½ produksi kotor itupun hanya 50% yang dapat untuk heterotrop (hewan dan manusia).
Efisiensi konversi enersi berbeda karena :
- beda varietas
- musim pertumbuhan
- kondisi pertumbuhan/pertanaman
Daftar 6. Hubungan antara enersi solar dan produksi bersih/kotor (K cal/cm2/hr)
Tanaman
|
Radiasi Solar
|
Prod. Bersih
|
Prod. Kotor
|
Author’s
|
Gula (Hawai)
Jagung (Israel)
Gula bit (Ingg.)
Gandum (India)
Padi (India)
|
4.000
6.000
2.650
1.567
2.904
|
190
190
144
43
60
|
306
405
202
55
-
|
Montieth, ‘65
Montieth, ‘65
Montieth, ‘65
Dwivedi, ‘70
Singh, MK, ‘74
|
Sumber : K.C. Misra (1980)
Daftar 7. Produksi primer bersih (g/m2/hr) dan efisiensi konsentrasi enersi (%) tanaman pertanian
Tanaman
|
PPN lamanya tanam
|
Semusim
|
eke %
|
Author’s
|
Gandum (diairi dan dipupuk)
|
9,96-10,65
|
3,90-4,08
|
1,99-2,29
|
Misra dan Pan-dey, ‘72
|
Pearl millet (tak diairi dan dipupuk)
|
21,12
|
6,94
|
-
|
Misra dan Pan-dey, ‘72
|
Jagung (diairi dan di-pupuk)
|
4,50-8,36
|
1,32-2,64
|
0,98-1,48
|
Misra dan Pan-dey, ‘72
|
Padi (diairi dan di-pupuk)
|
14,82-15,65
|
5,14-5,49
|
2,58-2,91
|
Nayar, ‘72
|
Padi (tak diairi dan tak dipupuk)
|
7,74-13,69
|
2,69-3,90
|
1,50-3,90
|
Singh, ‘74
|
Sumber : K.C. Misra (1980)
Di samping cahaya dan suhu, sebagai pengendali produksi bersih dalam agro-ekosistem adalah kelembaban tanah, nutrisi dan kompetisi baik intra/antar spesies. Untuk lebih mendalami variasi produksi bahan kering kita perlu mengetahui beda varietas dan kondisi lingkungan dengan analisis pertumbuhan (growth analysis) yaitu dengan mendeterminasi :
1. Laju asimilasi per unit luas daun (NAR)
2. Laju produksi bahan kering per unit berat bagian tanaman (RGR)
3. Luas daun per unit luas lahan (LAI)
(Leopold, 1975/1980)
Hubungan antara RGR, NAR dan LAI serta produksi primer bersih (NPP) seperti grafik di bawah ini.
Gambar 17. Hubungan antara RGR, NAR dan LAI serta produksi primer bersih (NPP)
(Sumber : K.C. Misra, 1980)
RGR menentukan produktivitas, nilai tertinggi pada fase vegetatif awal untuk menuju NAR yang lebih besar. Tetapi NAR turun karena adanya peneduhan daun pada puncak periode pertumbuhan vegetatif, RGR menunjukkan menurun tajam. Penurunan RGR diimbangi dengan peningkatan LAI dan NPP. Pada waktu tanaman mendekati masak, ukuran relatif akan turun dan juga efisiensi asimilasinya karena adanya sheding dan senescence yang memungkinkan RGR turun dengan tajam juga NPP.
Pada tanaman semusim yang merupakan dasar tanaman pertanian menunjukkan produktivitas/kesatuan luas relatif rendah karena tanaman semusim hanya produktif untuk masa kurang dari 6 bulan. Penanaman ganda dengan menggunakan 2 - 3 tanaman yang produksinya sepanjang tahun dapat mendekati produktivitas kotor komunitas alam yang terbaik.
Suatu perbandingan produktivitas primer bersih musiman komunitas terestrial memperlihatkan sedikit lebih tinggi untuk tanah yang diusahakan. Lebih tingginya produktivitas bersih di agroekosistem karena adanya tambahan masukan enersi, nutrisi, perbaikan genetika tanaman pertanian dan tindakan pengendalian serangga.
Daftar 8. Produksi primer bersih musiman (t/ha) komunitas terestrial
Komunitas
|
Produksi
|
Author’s
|
hutan musim tropik
Padang rumput
Jagung/Gandum
|
15,50
7,44-23,13
24,45
|
Misra, 1972
Singh, J.S., 1967
Misra dan Pandey, ‘72
|
Sumber : K.C. Misra (1980)
Aliran enersi
Tanah pertanian merupakan ekosistem tersubsidi yang diperlukan untuk membuat kondisi optimum yang diinginkan dengan tujuan efisiensi produsen pada tingkat batas maksimum. Subsidi itu tentu saja sangat diperlukan, lebih-lebih dengan waktu singkat harus menghasilkan, seperti pada kebanyakan tanaman semusim antara 60 - 90 hari saja subsistem produsen mencapai kemasakan dan efisiensi fotosintesis menurun karena umur.
Setelah panen kira-kira 85 - 905 enersi terakumulasi dalam bagian atas tanah yang kemudian masuk ke grazing food chain yang sederhana terutama meliputi manusia dan ternak.
Menurut Singh (1974) pada padi produksi bersih 5 - 60% berbentuk jerami dan biji. Dalam agrosistem daerah sedang (temperate) lebih 50% enersi yang dipanen, digunakan sebagai makanan ternak untuk produksi daging dan susu (protein).
Di daerah tropika sebagian besar populasi manusia hidup dengan tingkat enersi rendah sedang di daerah temperate, tinggi. Enersi yang masuk ke detritus food chain 10 - 15% dari produksi bersih.
Jerami dan daun jatuh ke tanah dan akar-akar merupakan sumber masukan enersi kimia ke dalam subsistem tanah. Jumlah ini umumnya tidak mencukupi untuk memelihara kesuburan tanah pada taraf optimum. Enersi yang masuk ke dalam “detritus food chain” belum banyak diketahui sampai saat ini.
Daur nutrisi/bahan
Dalam ekosistem terestrial sumber/mineral dari tanah, secara alami status nutrisi dipelihara oleh adanya proses daun Biogeokimia.
Di dalam agroekosistem sebagian besar nutrisi terikut sebagai hasil panen dan tidak kembali lagi secara alami sehingga diperlukan pemupukan. Karena itu daur yang biasa terjadi terputus/asiklik.
Faktor-faktor
Semua yang berpengaruh terhadap struktur dan fungsi ekosistem berpengaruh pula di sini. Kecuali itu ada faktor lain yang berpengaruh antara lain :
1. Kompetisi (intra/antar spesifik)
2. Pengelolaannya antara lain :
- pembajakan
- pergiliran tanaman
- rotasi pengelolaan
- pembakaran
- pemupukan
- irigasi
- penendalian hama/penyakit
- varietas baru
Dari sekian banyak pengelolaan itu sebagian besar telah dibicarakan pada disiplin ilmu lain seperti ilmu bercocok tanam, pengendalian pengganggu dan lain-lain. Untuk tidak mengalami duplikasi maka di sini hanya akan dibicarakan mengenai pengendalian hama/penyakit dipandang dari segi ekologi.
Pengendalian pengganggu
Apa yang dibicarakan di sini lebih bersifat konsep, sedangkan teori-teori yang lebih mendalam juga praktek-praktek pengendaliannya sudah dibicarakan didisiplin ilmu hama, ilmu penyakit dan ilmu gulma.
Di dunia binatang dan tumbuhan dikenal adanya strategi hidup, yaitu strategi r (pada suatu ekstrem) dan strategi K (pada ekstrem yang lain).
r - diambil dari rumus pertumbuhan populasi
K - diambil dari asimtot atas kurve sigmoid
Ciri-ciri masing-masing adalah sebagai berikut :
- Strategi r : Jenis-jenis kehidupan yang hidupnya opportunis, jadi bersifat :
- Menempati habitatnya hanya secara tradisional
- Mobilitasnya tinggi
- Ukuran tubuhnya kecil, sehingga perlu enersi yang besar. Karena hal-hal di atas,
maka tidak mempunyai mekanisme pertahanan dan kompetisi. Dengan demikian dapatlah dinyatakan hide dan seek.
- Memanfaatkan habitat secara cepat
- Adanya reproduksinya besar. Sebagai contoh : lalat, nyamuk.
- Strategi K : yaitu jenis-jenis kehidupan yang menjaga habitat sedemikian rupa agar
tidak rusak,oleh karena itu populasinya selalu di bawah daya dukung habitatnya.
Dengan demikian :
- Menyesuaikan diri dengan habitat
- Mempunyai mekanisme adaptasi, kompetisi dan pertahanan
sehubungan dengan strategi hidup kehidupan di atas maka makhluk pengganggu tidak terlepas dari sifat itu. Seorang pemilik perkebunan kopi dan coklat di Afrika yaitu CONWAY (1977) berdasarkan pengalamannya menemukan bahwa setiap cara pengendalian hanya cocok untuk pengganggu dengan strategi hidup tertentu saja. Untuk jelasnya lihat gambar ini:
 * |  * |  * | |||
 * |
habitat reproduksi
 * | * |  * |
Gambar 18. Hubungan antara strategi hdup dan efektifitas berbagai metode pengendalian
Dengan gambar tadi jelaslah tidak ada metode yang selamanya efektif kecuali dengan penggunaan pestisida. Oleh karena itulah metode pengendalian dengan penggunaan pestisida sangat disukai tetapi justru inilah yang sangat dirasakan kemudian merusak keseimbangan lingkungan dengan menimbulkan beberapa akibat menurunkannya kualitas lingkungan dalam jangka panjang. Berdasarkan pemikiran dan kenyataan di atas maka kemudian dikembang-kan konsep pengendalian dengan menggunakan semua metode yang mungkin dan penggunaan pestisida sebagai alternatif terakhir.
Penggunaan pestisida dapat dihindari karena :
1. Efektifnya pengendalian alami.
2. Hama/penyakit/gulma belum merugikan secara ekonomis.
3. Pestisida tidak efektif.
4. Tanaman dapat mengadakan kompensasi terhadap kerusakan.
ads.com
Posting Komentar
Posting Komentar