II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Agroekosistem Perkebunan Kopi Agroekosistem perkebunan merupakan ekosistem binaan yang proses pembentukan, peruntukan, dan perkembangannya ditujukan untuk memenuhi kebutuhan manusia sehingga campur tangan atau tindakan manusia menjadi unsur yang sangat dominan. Dalam memenuhi kebutuhan pangan, sandang dan papan, baik dari segi kuantitas maupun kualitas, manusia melakukan upaya peningkatan produktivitas
ekosistem.
Usaha
yang
dilakukan
manusia
untuk
mencapai
produktivitas tersebut maka manusia memberikan masukan yang sangat tinggi ke dalam ekosistem. Masukan tersebut antara lain : benih dan
bibit unggul hasil
pemuliaan, pupuk sintetis dan pestisida sintetis atau bahan kimia lainnya, dan pengairan (Hidayat, 2001). Karakteristik dari agroekosistem terdiri atas empat sifat utama yaitu: produktifitas (productivity), kestabilan (stability), keberlanjutan (suitainability), dan kemerataan (equitability) (Edwards, 1990). Kriteria yang digunakan untuk menentukan karakteristik agroekosistem meliputi faktor-faktor: ekosistem, ekonomi, sosial dan teknologi konservasi yang sesuai dengan daerah setempat (Winata & Agus, 2001). Menurut Hidayat (2001), ciri-ciri dari agroekosistem adalah sebagai berikut: 1) Agroekosistem sering mengalami perubahan iklim mikro yang mendadak sebagai akibat tindakan manusia dalam melakukan pengolahan tanah, penggunaan
Universitas Sumatera Utara
benih/bibit tanaman yang memerlukan input yang tinggi, pengairan, penyiangan, pembakaran, pemangkasan, penggunaan bahan-bahan kimia, dan lain-lain. 2) Struktur agroekosistem yang didominasi oleh jenis tanaman tertentu yang dipilih oleh manusia, beberapa di antaranya merupakan tanaman dengan materi genetik yang berasal dari luar (gen asing). Tanaman lain yang tidak mengandung gen asing biasanya diberi perlakuan pemeliharaan untuk perlindungan dari serangan hama sehingga tanaman tersebut sangat menyerupai induknya. 3) Hampir semua agroekosistem mempunyai diversitas biotik dan spesies tanaman mempunyai diversitas intraspesifik yang rendah karena manusia lebih menyenangi
pembudidayaan
tanaman/varietas
tanaman
tertentu.
Dengan
perkataan lain, secara genetik tanaman cenderung seragam. Biasanya ekosistem hanya didominasi oleh satu spesies tunggal dan pembersihan spesies gulma secara kontiniu mengakibatkan kondisi lingkungan menjadi lebih sederhana. 4) Fenologi tanaman seragam, karena untuk memudahkan pengelolaan manusia menggunakan tanaman yang mempunyai tipe dan umur yang seragam. Contohnya: waktu pembungaan atau pembentukan polong pada semua tanaman terjadi pada waktu yang hampir bersamaan. 5) Pemasukan unsur hara yang sangat tinggi mengakibatkan menjadi lebih disukai herbivora karena jaringan tanaman kaya unsur hara dan air. Ekosistem perkebunan merupakan salah satu contoh agroekosistem yang banyak dimanipulasi untuk mendapatkan produk pertanian, yang menerima masukan energi bahan pupuk, dan biosida dari para petani untuk memperoleh hasil yang tinggi
Universitas Sumatera Utara
dari tanaman yang dibudidayakan. Perkebunan tersebut menggantikan ekosistem alami dengan ekosistem buatan yang lebih sederhana sehingga lebih mudah terguncang oleh serangan hama (MacKinnon et al., 2000). Kopi arabika (Coffea arabica) merupakan salah satu kopi varietas unggul yang dibudidayakan pada ketinggian antara 500 m – 2000 m dpl. Pada umumnya tanaman kopi selalu didampingi oleh jenis tanaman penaung (polikultur). Tanaman kopi ini sering dikunjungi oleh berbagai jenis serangga termasuk semut dan kupukupu sehingga melalui serangga ini proses penyerbukan dapat berlangsung (Monk et al., 2000). Di dalam agroekosistem perkebunan kopi, setiap organisme mempunyai suatu peranan, ada yang berperan sebagai produsen, konsumen ataupun dekomposer. Produsen adalah penghasil makanan untuk makhluk hidup sedangkan konsumen adalah pemakan produsen. Produsen terdiri dari organisme-organisme berklorofil (autotrof) yang mampu memproduksi zat-zat organik dari zat-zat anorganik (melalui fotosintesis). Zat-zat organik ini kemudian dimanfaatkan oleh organisme-organisme heterotrof yang berperan sebagai konsumen. Peranan makan dan dimakan di dalam ekosistem akan membentuk rantai makanan bahkan jaring-jaring makanan. Serangga herbivora didominasi oleh ordo Orthoptera, Homoptera, Hemiptera, Lepidoptera, Coleoptera dan Diptera yang merupakan konsumen tingkat I (pertama). Serangga herbivora ini selanjutnya menjadi mangsa bagi kelompok serangga lain yang disebut predator.Serangga predator ini terdiri dari ordo Hymenoptera,dan beberapa anggota
Universitas Sumatera Utara
Ordo Diptera (Rizali et al., 2002). Secara umum proses makan dan dimakan (jaringjaring makanan) dalam ekosistem perkebunan kopi dapat dilihat pada Gambar 1.
Hiperparasitoid
Parasitoid 1
Herbivora 1
Predator 2
Predator 1
Parasitoid 2
Herbivora 2
Herbivora 3
Tanaman kopi
Dekomposer Gambar 1. Jaring-jaring makanan pada agroekosistem perkebunan kopi
2.2 Arthropoda Arthropoda merupakan filum besar yang anggotanya meliputi 4/5 dari jumlah hewan
yang
ada. Arthropoda (Yunani:
Arthros = sendi / ruas; podos =
kaki/tungkai). Tubuh bersegmen, mempunyai kulit keras terbuat dari zat kitin yang berfungsi sebagai eksoskelet. Kulit akan mengalami pengelupasan (eksdisis) dalam interval waktu tertentu, bernafas dengan insang atau trakea. Hidup pada habitat aquatik dan terestrial (Oemarjati & Wisnuwardhana, 1990).
Universitas Sumatera Utara
Filum Arthropoda terdiri dari sepuluh kelas, lima kelas di antaranya merupakan kelas utama yang peranannya besar bagi kehidupan manusia yaitu: Crustacea, Diplopoda, Chilopoda, Insecta, dan Arachnida, sedangkan lima kelas lainnya yaitu Trilobita, Merostoma, Pyenogonida, Pauropoda, dan Symphyla merupakan kelas yang kurang penting dalam kehidupan manusia. Di antara kelas Crustacea, Diplopoda, Chilopoda, Insecta, dan Arachnida, hanya kelas Crustacea yang habitatnya aquatik, sedangkan empat kelas lainnya pada umumnya merupakan organisme terestrial terutama di habitat khusus dalam ekosistem perkebunan (Brotowidjoyo, 1990). Serangga merupakan kelompok hewan yang dominan di muka bumi dengan jumlah spesies hampir 80 persen dari jumlah total hewan di bumi. Dari 751.000 spesies golongan serangga, sekitar 250.000 spesies terdapat di Indonesia. Serangga di bidang pertanian beberapa di antaranya berperan sebagai hama dan yang lain bersifat predator, parasitoid, atau musuh alami. Sebanyak 413.000 spesies telah berhasil diidentifikasi. Jumlah spesies yang sangat banyak ini merupakan bukti bahwa serangga berhasil dalam mempertahankan keberlangsungan hidupnya pada habitat yang bervariasi, kapasitas reproduksi yang tinggi, kemampuan memakan jenis makanan yang berbeda, dan kemampuan menyelamatkan diri dari musuhnya (Siregar, 2000). Anggota Kelas Diplopoda merupakan hewan terestrial, bergerak lambat, dan umumnya pemakan tumbuhan. Tubuhnya silindris dengan segmentasi yang tampak jelas. Pada setiap segmentasi terdapat sepasang kaki yang letaknya ventral. Antena
Universitas Sumatera Utara
sepasang dan pendek. Memiliki dua buah mata dan setiap mata terdiri dari sekumpulan ocelli. Respirasi kelompok ini dengan trakea (Brotowidjoyo, 1990). Diplopoda biasanya ditemukan di tempat-tempat lembab di bawah daun-daun, pada tumbuhan, di bawah batu-batuan, pada kayu yang membusuk atau di dalam tanah. Beberapa jenisnya mampu mengeluarkan cairan yang berbau tidak enak melalui lubang-lubang di sisi tubuhnya. Cairan ini kadang-kadang cukup keras untuk membunuh serangga lain. Kelompok hewan ini mampu membuat rongga dalam tanah sebagai tempat meletakkan telurnya. Telur tersebut biasanya berwarna putih dan menetas dalam waktu beberapa minggu. Telur yang baru menetas hanya mempunyai tiga pasang kaki dan kaki selanjutnya akan bertambah pada pergantian kulit selanjutnya (Borror et al, 1996). Chilopoda merupakan hewan terestrial, karnivora, aktif memakan hewan lain (predator). Tubuhnya pipih dorsoventral segmentasi sangat jelas. Pada tiap segmen terdapat sepasang kaki yang terletak lateral. Memiliki sepasang antena panjang dan sepasang mata yang masing-masing terdiri dari banyak ocelli. Pada segmen tubuh pertama terdapat gigi beracun (Brotowidjoyo, 1990). Kelompok Chilopoda bisa ditemukan pada berbagai tempat, tetapi biasanya terdapat di tempat yang terlindung seperti tanah, di bawah kulit kayu yang membusuk. Chilopoda merupakan hewan yang sangat aktif, cepat larinya dan sebagai pemangsa. Hewan ini memakan kelompok serangga, laba-laba dan hewan-hewan kecil lainnya. Semua kelompok Chilopoda memiliki geraham yang beracun untuk membunuh mangsanya (Borror et al., 1996).
Universitas Sumatera Utara
Arachnida pada umumnya merupakan hewan terestrial namun beberapa ada yang hidup di dalam air, berukuran mikroskopis hingga beberapa centimeter panjangnya. Tubuhnya dibagi menjadi sefalothoraks (kepala dan dada bersatu) dan abdomen (perut). Pada sefalothoraks terdapat enam pasang alat tambahan. Sepasang pertama dengan rahang, sepasang kedua biasanya dengan alat perasa untuk menangkap mangsanya, empat pasang berikutnya merupakan alat untuk berjalan. Pada Arachnida tidak ada antena. Jumlah mata bervariasi, biasanya dengan delapan mata sederhana, bernafas dengan paru-paru buku, trakea atau dengan keduanya (Brotowidjoyo, 1990). Semua anggota Kelas Arachnida adalah predator serangga. Beberapa labalaba yang besar kadang-kadang memakan vertebrata yang kecil. Mangsa biasanya dibunuh oleh racun yang disuntikkan ke dalam mangsa dengan cara-cara yang berbeda. Kebanyakan laba-laba menangkap mangsa mereka dalam jaring atau sarang laba-laba. Beberapa jaring ditutupi dengan tetesan bahan kecil yang sangat lengket sebagai tempat menangkap mangsa. Kelas Arachnida memegang peranan penting dalam ekonomi alami karena jumlahnya yang banyak dan sifatnya sebagai predator dapat berfungsi mengontrol jumlah hewan lainnya terutama serangga (Borror et al., 1996).
2.3. Peran Serangga Dalam Agroekosistem Kelompok serangga herbivor ialah Ordo Homoptera, Hemiptera, Lepidoptera, Orthoptera, Thysanoptera, Diptera, dan Coleoptera. Kelompok serangga karnivor
Universitas Sumatera Utara
terdiri atas predator dan parasitoid umumnya dari Ordo Hymenoptera, Coleoptera, dan Diptera. Ordo Hymenoptera paling
banyak sebagai parasitoid, di samping
parasitoid lain dari Ordo Diptera, Coleoptera, Hemiptera, dan Odonata (Rizali et al., 2002). Kelompok serangga parasitoid dari Ordo Hymenoptera yaitu anggota Famili Eulophidae, Scelionidae, Mymaridae, Pteromalidae, dan Encyrtidae merupakan parasitoid telur; dan famili Ichneumonidae, Braconidae, dan Chalcididae merupakan parasitoid larva. Famili Pipunculidae dari Ordo Diptera merupakan parasitoid potensial dari wereng coklat (Kirk-Spriggs, 1990). Predator yang umum dijumpai anggota dari Famili Gerridae dari Ordo Hemiptera, Famili Coccinellidae dari Ordo Coleoptera, Famili Coenagrionidae dari Ordo Odonata dan Famili Formicidae dari Ordo Hymenoptera (Shepard et al., 1991). Serangga detritivor sangat berguna dalam proses jaring makanan yang ada. Serangga ini membantu menguraikan bahan organik yang ada, hasil uraiannya dimanfaatkan oleh tanaman. Golongan serangga detritivor ditemukan pada Ordo Coleoptera, Diptera dan Isoptera. Famili Leiodidae (Coleoptera), Scarabaeidae (Coleoptera), Termitidae (Isoptera), Blattidae (Orthoptera), Scathophagidae (Diptera) merupakan sebagian dari serangga detritivor yang ditemukan di agroekosistem perkebunan kopi (Odum, 1993). Menurut Jumar (2000), secara garis besar peranan serangga dalam kehidupan manusia ada dua yakni menguntungkan dan merugikan. Peranan serangga yang menguntungkan antara lain:
Universitas Sumatera Utara
a) Serangga sebagai penyerbuk tanaman. b) Serangga sebagai penghasil produk (seperti: madu, lilin, sutra). c) Serangga yang bersifat entomofagus (predator dan parasitoid). d) Serangga pemakan gulma. e) Serangga sebagai bahan penelitian. sedangkan peranan serangga yang merugikan atau merusak antara lain: a. Serangga perusak tanaman di lapangan baik buah, daun, ranting, cabang, batang, akar, maupun bunga. b. Serangga perusak produk dalam simpanan ( hama gudang) c. Serangga sebagai vektor penyakit bagi tanaman, hewan dan manusia. Beberapa contoh peranan serangga pada agroekosistem menurut Michael, (1995) dapat dilihat pada Tabel 1.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1. Beberapa contoh serangga yang menguntungkan bagi mahluk hidup. No
Contoh Serangga
Peranan
1
Lebah (Apis indica, Ordo Hymenoptera)
Penghasil madu
2
Ulat sutra (Bombyx mori, Ordo Lepidoptera)
Penghasil sutera
3
Kutu lak (Lacciifer lacca, Ordo Homoptera)
Penghasil lak
4
Kupu-kupu raja (Danaus plexipus, Lepidoptera) Isotomurus palustris (Ordo Collembola)
Dekomposer
5 6
Ordo Penyerbuk bunga
10
Capung tentara (Orthetrum sabina, Ordo Predator Odonata) Kumbang Rodolia cardinalis (Ordo Memberantas hama tanaman Lepidoptera) jeruk yaitu Icerya purchasi Antolocus dissifer (Ordo Hemiptera) Memberantas hama tanaman kapas Dysdercus cingulatus Goryphus inferus (Ordo Hymenoptera) Untuk memberantas hama tanaman kelapa Artona Formica sp. (Ordo Hymenoptera) Penyerbuk
11
Xylocopa virginica (Ordo Hymenoptera)
7 8 9
Penyerbuk
Universitas Sumatera Utara
