(Pertemuan 5)
TANAMAN DAN FAKTOR LINGKUNGAN
LINGKUNGAN BIOTIK
EKOLOGI PERTANIAN (AGROEKOLOGI)
• Bagaimana mengaplikasikan konsep dan prinsip-prinsip ekologi untuk mendesain dan memanage sistem produksi pangan agar lebih sustainable (berlanjut)
• Kondisi : krisis dalam pertanian karena
kebutuhan pangan meningkat problem dalam praktek pertanian modern
Praktek Pertanian Konvensional Tujuan utama : • Memaksimalkan produksi • Memaksimalkan profit 6 • • • • • •
praktek pertanian konvensional/modern : Pengolahan tanah intensif Monokultur Irigasi Penggunaan pupuk anorganik Pengedalian hama secara kimiawi Manipulasi genetik tanaman
Produksi pangan dianggap seperti proses industri yang menganggap tanaman seperti miniatur pabrik • Output dapat dimaksimalkan dengan penambahan input
• Efisiensi produksi meningkat dengan manipulasi gen
• Tanah dianggap hanya sebagai medium tempat akar tumbuh
Pertanian konvensional lebih bersifat short cut (jalan pintas)
Pertanian konvensional tidak sustainable (berlanjut): Degradasi tanah, penggunaan air berlebihan, polusi lingkungan, ketergantungan input eksternal, kehilangan keragaman genetik dll
TANAMAN DAN FAKTOR LINGKUNGAN
• Faktor biotik –Perspektif organisme-organisme –Perspektif organisme-lingkungan-organisme –Modifikasi allelopati terhadap lingkungan • Sejarah study allelopati –Kesimpulan
Perspektif organisme-organisme • Pengaruh organisme pada organisme lain yang saling berinteraksi
• Pengaruh bisa positif (+), negatif (-), atau tidak ada pengaruh/ netral (0)
• Derajat pengaruhnya tergantung dari tingkat ketergantungan dan tingkat intensitas interaksinya
Perspektif ORGANISME – ORGANISME Interaksi Tidak interaksi INTERAKSI
A
B
A
B
Catatan
Netralisme
0
0
0
0
Tidak ada saling pengaruh
Kompetisi
-
-
0
0
A dan B sama2 dirugikan
Mutualisme
+
+
-
-
Interaksi obligat
Protokooperasi
+
+
0
0
Tidak obligat
Komensalisme
+
0
-
0
A komensal obligat, B inang
Amensalisme
-
0
0
0
A dirugikan dgn adanya B
Parasitisme
+
-
-
0
A parasit, B inang
Predasi
+
-
-
0
A predator, B mangsa
+ pertumbuhan organisme meningkat - Pertumbuhan organisme menurun 0 Pertumbuhan organisme tidak terpengaruh
Kompetisi • Dua populasi organisme hidup bersama pada • • • •
suatu area dengan sumber daya yang terbatas bagi keduanya, Dapat timbul dominansi satu populasi terhadap yang lain Bila tidak terjadi interaksi hidupnya lebih baik Masing-masing berinteraksi dengan mengambil sesuatu dari lingkungan Contoh: tanaman dan gulma berkompetisi pada lahan dengan kandungan nitrogen terbatas
Mutualisme • Dua organisme tergantung satu dengan yang lain dan lebih buruk hidupnya bila tidak hidup bersama
• Kedua organisme memodifikasi lingkungan yang lebih sesuai bagi kehidupan keduanya
• Contoh: Rhizobium dan tanaman legum
Protokooperasi • Bila interaksi menguntungkan kedua
organisme tetapi tidak terjadi pengaruh negatif bila tidak saling berinteraksi
• Contoh: penyerbukan oleh serangga polinator
MUTUALISME DAN PROTOKOOPERASI MERUPAKAN CONTOH DARI SIMBIOSIS YANG MAKNANYA ADALAH “HIDUP BERSAMA”
KOMENSALISME • Bila satu organisme menyediakan kondisi yang dibutuhkan organisme lain tetapi tidak terpengaruh bila organisme lain tersebut tidak ada
• Organisme lain tersebut menderita bila tidak ada organisme yang pertama
• Contoh: pada agroforestri kakao membutuhkan tanaman tinggi sebagai naungan. Tanaman naungan tidak mengalami pengaruh bila tanaman kakao tidak ada
AMENSALISME • Bila satu organisme menyebabkan pengaruh negatif pada organisme lain tetapi tidak mempengaruhi dirinya sendiri
• Contoh: allelopathy – tanaman menghasilkan
senyawa kimia yang berpengaruh pada tanaman lain di sekitarnya tapi tidak berpengaruh pada tanaman penghasil tadi. Tanaman lain akan aman bila tidak ada tanaman penghasil senyawa kimia tersebut
PARASITISME • Satu organisme (parasit) makan organisme lain (inang) tetapi inang biasanya tidak mati
• Parasit dapat hidup pada inang dalam jangka
waktu yang lama, inang tetap bertahan hidup tetapi kemampuan hidupnya berkurang
• Pada kasus tertentu (parasitoid) inang dapat mengalami kematian seperti parasit telur
Trichogramma
PREDASI • Interaksinya lebih langsung, satu
organisme (predator) memakan organisme lain (mangsa/prey)
• Contoh: - Belalang sembah - Laba-laba
Perspektif ORGANISME – LINGKUNGAN – ORGANISME • Apabila aktivitas suatu organisme merubah/memodifikasi
lingkungan sekitarnya dan berpengaruh terhadap organisme lain yang hidup di tempat yang sama INTERFERENSI
Interferensi : – Removal : Organisme yang mampu menghilangkan sesuatu faktor dalam lingkungan, misalnya mengurangi ketersediaan suatu SDA yang dibutuhkan organisme lain. Umumnya bersifat negatif. – Addition : Organisme menambah sesuatu ke dalam lingkungan, yang dapat berpengaruh negatif, positif atau netral terhadap organisme lain.
• Interferensi removal :
– Kompetisi • Intraspesifik • interspesifik – Parasitime (a.l. patogen tanaman) – Herbivory (a.l. hama tanaman)
• Interferensi additional :
– Epifitisme – Simbiosis – Allelopati – Pengaruh allelopati terhadap tanaman : • Tanaman penutup tanah • Tanaman mulsa • Penghambatan tanaman oleh gulma
Kompetisi intraspesifik : • Lebih intensif karena masing-masing memiliki kebutuhan yang sama • Contoh: pertanaman monokultur Kompetisi interspesifik : • Bila tingkat SDA tidak mencukupi bagi kebutuhan keduanya • Contoh: tanaman budidaya dan gulma
PARASITISME • Dua organisme hidup bersama, yang satu
(parasit) hidup pada tubuh organisme lain (inang)
• Yang diambil terjadi pada tubuh inang • Parasit tergantung pada inang, hidup lebih pendek, memiliki potensi reproduksi yang tinggi
• Contoh: tanaman parasit pada pohon
Herbivori
• Hama pemakan tumbuhan lebih bersifat langsung, tanaman sebagai lingkungan yang diambil
• Tiga pengaruh negatif dari herbivori:
- mengurangi area fotosintetik yg penting bagi pertumbuhan tanaman - mengurangi biomass yang akan dikembalikan dalam tanah - menyebabkan kerusakan pada bagian tanaman yang akan dipanen dan dijual, sehingga terjadi pengurangan nilai ekonomis
• Herbivori kadang berpengaruh positif, penggembalaan di padang rumput menguntungkan karena menghilangkan rumput yang berlimpah dan memberi kesempatan tumbuh spesies tanaman yang tertekan oleh keberadaan spesies tanaman lain yang lebih dominan
Interferensi additional • Aktivitas organisme dapat menghasilkan sesuatu yang ditambahkan pada lingkungan dan berdampak pada organisme lain yang hidup pada tempat yang sama
• Dampaknya bisa negatif bila yang ditambahkan
menghambat pertumbuhan organisme lain atau mengusir organisme lain
• Dampak positif bila yang ditambahkan
mendukung pertumbuhan organisme lain
Epifitisme • Satu organisme menyediakan tempat bagi
organisme lain tanpa mengambil nutrisi dari organisme pertama tadi. - epifit : bila habitatnya batang pohon - epifil : habitatnya daun
• Air didapat dari presipitasi, dan nutrisi dari
partikel terbawa angin atau pembusukan bagian batang pohon.
• Contoh : alga, lichenes, anggrek, panili
Simbiosis Protokooperasi • Tidak tergantung satu dengan yang lain • Contoh: tanaman penghasil nektar dan lebah madu
Mutualisme
• Bila terjadi saling ketergantungan • Contoh: mikoriza (ektomikoriza dan endomikoriza), rhizobium
Allelopati • Tanaman menghasilkan komponen yang • •
•
dilepaskan ke lingkungan yang bersifat menghambat (inhibitor) atau menunjang (stimulator) bagi organisme lain. Komponen allelopati berupa komponen metabolit primer maupun sekunder atau produk degradasi komponen atau biomas Umumnya bersifat toksik, larut air atau volatil, bisa persisten atau tahan lama: tannin, asam phenol, terpenes dan alkaloid Dilepaskan tanaman lewat cucian daun, terlepas dari daun kering, volatil dari daun, eksudat dari akar, atau dilepas dari tutupan tanaman saat dekomposisi
Allelopati Di alam allelopati dapat menjelaskan beberapa fenomena :
• Dominansi satu spesies pada spesies lain • Suksesi dan pergantian spesies pada suatu habitat tertentu • Berkurangnya produktivitas ekosistem • Pola distribusi spesies yang unik dalam ekosistem
RANGKUMAN Penyebab interferensi (A)
Penerima interferensi (B)
Tipe dan identitas interferensi
Kompetisi
sama2
sama2
Pengurangan SDA
Parasitisme
Parasit
Inang
Herbivory
Herbivor
Epifitisme
Lokasi interferensi
Pengaruh terhadap A
Pengaruh terhadap B
habitat
_
_
Pengurangan hara
Tubuh inang
=
_
Konsumen
Pengurangan biomassa
Tubuh inang, habitat
+
Inang
Epifit
Penambahan permukaan habitat
Tubuh inang
0
+
Protokooperasi
sama2
sama2
Penambahan bahan atau strutkur
Habitat atau tubuh A/B
+(0)
+(0)
Mutualisme
sama2
sama2
Penambahan bahan atau strutkur
Habitat atau tubuh A/B
+(–)
+(–)
Allelopati
Tanaman allelopati
Tanaman /orgn. lain
Penambahan bahan aktif
Habitat organisme A
+ atau 0
+, – atau 0
– atau +
Tipe interferensi Langsung (terjadi dalam/pada tubuh salah satu atau ke2 organisme)
Tidak langsung (terjadi dalam habitat organisme)
Simetris (kedua organisme menghasilkan interferensi)
Protokooperasi Mutualisme
Kompetisi Protokooperasi Mutualisme
Asimetris (Interferensi dilakukan oleh salah satu organisme)
Herbivory Parasitisme Epifitisme
Allelopati
Allelopati pada Gulma • Gulma dapat menghasilkan allelopat dan berpengaruh pada tanaman yang dibudidayakan pada tempat yang sama
• Senyawa allelopat dapat berpengaruh
pada perkecambahan benih, pertumbuhan tanaman dan kesehatan tanaman di tanah
• Contoh: Paspalum conjugatum dengan jagung
Allelopati dari tanaman budidaya Tanaman penutup (cover crops) :
• Untuk melindungi tanah dari erosi,
menambah bahan organik, meningkatkan retensi dan penetrasi air
• Menghasilkan allelopat untk mengendalikan gulma
Mulsa organik • Bagian dan sisa-sisa tanaman dapat digunakan sebagai mulsa
• Mulsa tersebut dapat melepaskan
senyawa allelopat untuk mengendalikan gulma
Tanaman budidaya dapat menghambat pertumbuhan gulma • Tanman budidaya dapat mengeluarkan allelopat yang dapat mengendalikan gulma
• Contoh: beet, peas, cucumber
Stimulasi pertumbuhan • Beberapa laporan senyawa allelopat dapat menstimulasi pertumbuhan
• Pada konsentrasi rendah senyawa
allelopat dapat menstimulasi pertumbuhan tanaman
• Contoh: gulma corn cockle (Agrotemma githago) - agrostemmin
MATOR SAKALANGKONG
