TANAMAN DAN FAKTOR LINGKUNGAN FAKTOR BIOTIK EKOLOGI PERTANIAN

TANAMAN DAN FAKTOR LINGKUNGAN FAKTOR 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 Netralisme Interaksi Tidak interaksi A B Catatan Tidak ada saling pengaruh 0 0 Kompetisi Mutualisme + + 0 - A dan B sama 2 dirugikan Protokooperasi Komensalisme + + + 0 0 - 0 0 Tidak obligat Amensalisme Parasitisme + 0 - 0 0 A dirugikan dgn adanya B Predasi + - - 0 A predator, B mangsa + pertumbuhan organisme meningkat - Pertumbuhan organisme menurun 0 Pertumbuhan organisme tidak terpengaruh Interaksi obligat A komensal obligat, B inang A parasit, B inang

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 ynag 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 berdapatk pada organisme lain yang hidp 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 Lokasi interferensi Pengaruh terhadap A Pengaruh terhadap B Kompetisi sama 2 Pengurangan SDA habitat _ _ Parasitisme Parasit Inang Pengurangan hara Tubuh inang = _ Herbivory Herbivor Konsumen Pengurangan biomassa Tubuh inang, habitat + Epifitisme Inang Epifit Penambahan permukaan habitat Tubuh inang 0 + Protokooperasi sama 2 Penambahan atau strutkur Habitat atau tubuh A/B +(0) Mutualisme sama 2 Penambahan atau strutkur Habitat atau tubuh A/B +(–) Allelopati Tanaman allelopati Tanaman /orgn. lain Penambahan aktif Habitat organisme A + atau 0 +, – atau 0 – atau +

Tipe interferensi Simetris (kedua organisme menghasilkan interferensi) Asimetris (Interferensi dilakukan oleh salah satu organisme) Langsung (terjadi dalam/pada tubuh salah satu atau ke 2 organisme) Protokooperasi Mutualisme Tidak langsung (terjadi dalam habitat organisme) Herbivory Parasitisme Epifitisme Allelopati Kompetisi Protokooperasi Mutualisme

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 dpat 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