Docstoc

BAB2_Perkembangan_Ilmu_Gulma

Document Sample
BAB2_Perkembangan_Ilmu_Gulma Powered By Docstoc
					                                     Perkembangan Ilmu Gulma


A. Sejarah Awal Perkembangan Ilmu Gulma
      GULMA menjadi masalah sejak manusia mengusahakan pertanian. Gulma
menyebabkan gangguan dan kerugian pada tanaman budidaya seperti halnya hama
dan penyakit, namun gangguan akibat gulma timbulnya sedikit demi sedikit, tidak
drastis atau spektakuler. Menurut Singh et al. (2005) upaya pengendalian gulma
pada sistem produksi tanaman telah dilakukan oleh manusia seumur
perkembangan pertanian itu sendiri. Perkembangan usaha pengendalian gulma
pada pertanaman yang telah dilakukan oleh manusia disajikan pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Sejarah metode pengendalian gulma
Periode Waktu          Metode Pengendalian Gulma                  Input Energi
15 000-10 000 SM       Manual                                     Manusia Neolitik
6 000 SM               Peralatan tangan dengan tongkat kasar      Manusia
3 000 SM               Sabit tangan                               Manusia
1 200 SM               Garam dan abu                              Kimia
1 000 SM               Tenaga binatang                            Manusia dan binatang
950 SM                 Pembakaran                                 Manusia
1 000 -1300 M          Rotasi tanaman                             Kultur teknis
1730-an                Tanaman baris, cangkul                     Manusia dan binatang
1896-1920              Penggunaan garam seperti Tembaga Sulfat,   Manusia,binatang,
                       Besi Sulfat, Asam Sulfat, arsenik,d an     kimia terbatas
                       petroleum
1890                   Tembaga sulfat                             Kimia
1896                   Bubur Bordeaux                             Kimia
1896                   Besi Sulfat                                Kimia
1899                   Papan pemotong untuk memotong gulma        Mekanik
                       air
1902                   Penggunaan serangga (untuk Lantana)        Biologi
1920-an                Penggunaan mesin                           Mekanis
1940-an                Penggunaan kimia sintetik, terutama        Kimia
                       hormon dan organik
1980-an                Integrated Weed Management                 Kimia, mekamis,
                                                                  biologis, kultur teknis
Sejak 1990-an          Teknologi pertanian mutakhir,              Inovasi kimia,
                       bioteknologi, pilihan alternatif seperti   mekanis, biologis,
                       mengurangi input herbisida, pengembangan   dan kultur teknis
                       kultivar tahan (HRC, alelopati, dll)
Sumber : Singh et al (2005).




Pengendalian Gulma                                                                     9
                         Gambar 2.1 Tembaga Sulfat
       Sebelum herbisida sintesis diintroduksi, gulma dikelola dengan pengolahan
tanah, dengan metode manual (mencabut dan mencangkul), kimia anorganik, dan
strategi kultur teknis seperti rotasi tanaman. Gulma mendapat perhatian lebih
besar di bidang fisiologi tumbuhan, sejak ditemukannya 2,4-D (asam 2,4-
diklorofenoksiasetat) pada tahun 1940-an sebagai herbisida. Sebelum herbisida
sintetis ditemukan pada tahun 1940-an, tidak ada pembagian disiplin ilmu gulma.
Manajemen gulma dijadikan sebagai subdisiplin agronomi, dan sangat sedikit
ilmuwan yang melakukan penelitian pada gulma dan pengendaliannya.
Penemuan 2,4-D sebagai zat pengatur tumbuh (Zimmerman and Hitchock, 1942)
dan catatan penggunaannya sebagai herbisida selektif (Hamner dan Tukey, 1944;
Marth and Mitchell, 1944) telah mengawali proses penemuan dan komersialisasi
herbisida sintetik baru yang memberikan dorongan terhadap ilmu gulma untuk
menjadi disiplin tersendiri. Sukses 2,4-D mendorong upaya penemuan herbisida
baru secara luas oleh beberapa perusahaan kimia.

Sejarah Penemuan 2,4-D
       Pada akhir abad 19, ketika garam NaCl dan abu digunakan untuk
mengendalikan gulma sepanjang pinggir jalan, herbisida selektif inorganik telah
ditemukan dengan kebetulan di Perancis. Beberapa petani Perancis
menyemprotkan bubur Bourdeaux untuk mengendalikan penyakit embun tepung
(downy mildew) pada pertanaman anggur dan mereka mengamati bahwa beberapa
drift yang jatuh dari larutan tersebut dapat membunuh gulma berdaun lebar yang
ada di bawahnya. Akhirnya, komponen tembaga sulfat dalam bubur Bordeaux
ditemukan sebagai agen pembunuh gulma. Penelitian percobaan yang dilakukan
di Perancis, Jerman, dan Amerika menghasilkan kesimpulan bahwa CuSO4 yang
dapat digunakan sebagai herbisida selektif inorganik untuk mengendalikan gulma
gandum, barley, dan oat. Herbisida populer yang digunakan selama 1896-1910
adalah asam sulfat, besi sulfat, tembaga nitrat. Dari tahun 1930-1940, herbisida
selektif baik organik maupun anorganik mulai digunakan. Senyawa boron,
amonium sulfat, sodium chlorat, carbon bisulfit, sodium arsenit, dinitrophenol
digunakan dalam area terbatas di Amerika dan Eropa.
      Terobosan nyata dalam pengendalian gulma dengan senyawa kimia selektif
dihasilkan pada tahun 1945 dengan pengumuman secara simultan penemuan 2,4-
D di Amerika dan MCPA di Inggris. Pada tahun 1935 di Amerika, Zimmerman
dan Wilcoxson melaporkan bahwa phenilacetic acid dan naphthyl acetic acid
(NAA) mencegah buah muda gugur, menginduksi perakaran, mempercepat
pemasakan buah, dan menyebabkan tomat tanpa biji. Pada tahun 1941 di Inggris,
ketika pelaksanaan penelitian pot pada pengaruh NAA sebagai zat pengatur
tumbuh tanaman pada gandum, W.G. Templeman mendapatkan peluang bahwa

Pengendalian Gulma                                                           10
NAA membunuh sedikit tanaman kubis liar (Brassica kaber) yang tumbuh
sebagai gulma di pot gandum. Hal ini mendorong Templeman dan W.A Sexton
pada Stasiun Penelitian Jealotts Hill untuk mencari beberapa zat pengatur tumbuh
yang lebih potensial daripada NAA untuk pengendalian gulma berdaun lebar pada
biji kecil. Hasil elaborasi penelitian akhirnya menghasilkan bahwa 2,4-D dan
MCPA merupakan zat pengatur tumbuh yang potensial sebagai herbisida (Gupta,
2000). Pada tahun 1941 di Amerika Serikat, Pokorny untuk pertama kalinya
mensintesis 2,4-dichloroacetic acid (2,4-D) dan 2,4,5-trichloroacetic acid (2,4,5-
T). Tujuan Pokorny adalah untuk mempelajari pengaruh 2,4-D dan 2,4,5-T pada
cendawan penyakit untuk mendapatkan fungisida baru (Pokorny, 1941). Pada
tahun 1942, Zimmerman dan Hichkock menyimpulkan bahwa 2,4-D adalah zat
pengatur tumbuh yang efektif pada produksi tomat tanpa biji (Zimmerman dan
Hichkock, 1942). Pada komunitas ilmuan sipil, penemuan 2,4-D sebagai herbisida
untuk proteksi tanaman merupakan kebetulan saja. Penghargaan introduksi 2,4-D
sebagai herbisida diberikan kepada Marth dan Mitchell dari USA yang pada tahun
1944 melaporkan pengendalian gulma secara selektif dengan 2,4-D pada lapangan
rumput bluegrass (Marth dan Mitchell, 1944) dan Hammer dan Tukey juga dari
Amerika yang pada tahun yang sama menggunakan 2,4-D secara sukses
mengendalikan gulma di lapangan (Hammer dan Tukey, 1944). Jadi, penggunaan
2,4-D sebagai herbisida untuk mengendalikan gulma merupakan terobosan
teknologi yang mengemborkan era modern pengendalian gulma.
      Ilmuwan militer melakukan penelitian yang sama pada zat pengatur tumbuh
tanaman tetapi dengan tujuan yang berbeda. Selama Perang Dunia II, Amerika
dan Inggris mempunyai proyek perang biologi kimia dengan menggunakan zat
pengatur tumbuh tanaman untuk membunuh tanaman dengan tujuan untuk
mengurangi persediaan pangan musuh. Pada tahun 1936 di Universitas Chicago,
Kraus telah melakukan observasi bahwa beberapa zat pengatur tumbuh tanaman
memiliki efek toksik terhadap tanaman. Kraus mengusulkan untuk melakukan
penelitian tersebut secara mendalam untuk membunuh vegetasi. Mr. H.L.
Stimson, Sekretaris Bidang Militer pada saat itu, berdiskusi dengan Kraus dan
ilmuwan lainnya untuk menyusun proyek yang bertujuan untuk mendapatkan
bahan kimia yang dapat membunuh tanaman. Proyek tersebut diinisiasi dan
dilaksanakan pada tahun 1942 di Detrick Station, Maryland State. Tujuan utama
projek tersebut adalah untuk mendapatkan bahan kimia yang dapat membunuh
tanaman padi dan tanaman lainnya untuk menguras persediaan pangan Jepang.
Pada tahun 1944, proyek senjata kimia ini berhasil. Sejumlah besar 2,4-D dan
2,4,5-T disintesis dan disemprotkan dalam skala luas untuk mengujinya yang
dilakukan dengan pesawat. Tujuan lain dari penggunaan herbisida tersebut adalah
sebagai peluruh daun yang menyebabkan daun gugur tanaman hutan untuk
membuka tempat pertahanan tentara Jepang. Namun setelah diskusi antara
Presiden Amerika D. Roosevelt dan Jendral William, Chief Representatif Gedung
Putih, mereka memutuskan tidak menggunakan bahan kimia tersebut dalam
perang melawan Jepang.
      Pada akhir tahun 1950-an, setelah sukses Inggris dalam penggunaan 2,4,5-T
untuk menghancurkan tanaman di Malaya, Departemen Pertahanan menunjuk
Agen Proyek Penelitian Lanjutan untuk melakukan penelitian dan pengembangan
herbisida untuk kepentingan militer. Uji pada skala luas pada Agen Purple

Pengendalian Gulma                                                             11
dilakukan secara sukses pada Drum Station (New York) pada tahun 1959 dan
model tersebut diaplikasikan di Vietnam beberapa tahun kemudian (Wrigth Air
Development Center, 1951). Pada 20 November 1961, Presiden Amerika John F.
Kenedy menyetujui rencana militer Amerika menggunakan aktivitas peluruh daun
pada hutan Vietnam (NSAM, 1961). Politisi dan militer Amerika berargumen
bahwa Agen Orange digunakan karena mereka dapat membersihkan hutan,
membuka tempat persembunyian pejuang revolusioner Vietnam sehingga tentara
dapat memotong sumber penyediaan dari Utara sampai Truong Son dengan
bombardir dari udara. Bahan kimia tersebut ditransportasikan menuju Vietnam
Selatan dari Agustus sampai Desember 1961.
      Sebelum aplikasi di Vietnam, ilmuwan militer Amerika telah mengetahui
pasti bahwa Agen Orange adalah bahan yang sangat toksik karena mengandung
kontaminan dioksin pada saat pembuatan di pabrik. Dioksin adalah grup beberapa
molekul diantaranya 75 polychlorinated dibenzo-p-dioksin dan 135
polychlorinated dibenzo-p-furans. Diantara grup tersebut, molekul yang paling
toksik adalah 2,3,7,8 tetrachlorodibenzo-p-dioksin (2,3,7,8 TCDD). Di Vietnam,
bahan kimia tersebut dikirim ke Pemerintah Vietnam Selatan saat itu dalam drum
berkode warna, setiap drum 250 liter. Ada Agen Orange (50% 2,4-D + 50% 2,4,5-
T), Agen White (80% 2,4-D + 20% pichloram), Agen Blue (cacodylic acid), Agen
Pink, Agen Green, dan Agen Purple. Sebagian besar bahan kimia terebut memiliki
senyawa utama yaitu 2,4,5-T. Jumlah dioksin bervariasi dari herbisida ke
herbisida lainnya. Agen Pink mengandung 45 ppm dioksin sementara Agen
Orange mengandung 13 ppm.
     Program penyemprotan defolian di Vietnam diberi nama “Operation Trail
Dust”. Ada beberapa operasi dibawah operasi ini, diantaranya “Operation Ranch
Hand” adalah kampanye paling luas dan lama, dengan 95% bahan kimia
disemprotkan dibawah operasi tersebut. Sejak tahun 1962 Angkatan Udara
Amerika memulai menyemprotkan herbisida dalam skala luas di bagian Selatan
dan Tengah di Vietnam Selatan. Sebagian besar (90%) Agen Orange
disemprotkan dari udara secara blanket dengan pesawat C123 dan sisanya (10%)
dengan helikopter, dan truck. Operasi ini diminta dihentikan oleh Presiden
Richard Nixon pada bulan Juli 1971 (Memo, 1971) setelah resolusi Majelis
Umum PBB yang menyatakan bahwa Operation Ranch Hand adalah ilegal.
Amerika menghancurkan 14% areal hutan di Vietnam Selatan dalam kurun
sembilan tahun.

2,4-D sebagai Senjata Perang Biologi
      Pengembangan herbisida organik telah difasilitasi secara besar selama
Perang Dunia II karena potensi militernya sebagai senjata biologi (Peterson, 1967).
Setelah perang, program Camp Detrick diperluas sampai meliputi berbagai tipe
respon pertumbuhan di dalam tanaman. Sintesis dan pemilihan (screening)
dilanjutkan dan pengembangan prosedur untuk menguji aktivitas herbisida
ditingkatkan. Penelitian Camp Detrick didukung oleh kontrak dengan universitas
dan penelitian diinisiasi pada absisik dan giberelin. Pengguguran daun dan uji
pelayuan daun untuk tanaman berkayu dilakukan selama periode 1961 -1972
dibawah pengawasan C.E. Minarik yang mendorong penggunaan secara militer


Pengendalian Gulma                                                             12
Agen Orange di Vietnam (Davis, 1979). Semua aktivitas penelitian biologi
dihentikan tahun 1972, diikuti deklarasi oleh Presiden Richard Nixon bahwa
Amerika tidak akan melakukan penelitian perang biologi atau mengembangkan
senjata biologi.

Agent Orange
      Herbisida phenoxy mendapat publikasi yang terkenal ketika ”Agent
Orange” digunakan oleh tentara Amerika selama perang Indochina kedua sebagai
penggugur hutan untuk mencari pejuang gerilya dari persembunyiannya. Agen
Orange adalah campuran antara 2,4-D dengan 2,4,5-T dengan perbandingan 1:1
dan dimasukkan ke dalam drum diberi strip orange. Di Vietnam, aplikasi secara
militer dibuat pada dosis 3 galon per acre yang mengandung kira-kira 12 pound
2,4-D dan 13.8 pound 2,4,5-T, yang kurang lebih 25 kali dosis yang digunakan di
pertanian. Operasi ”neraka” menyemprotkan sekitar 19 juta gallon defolian pada
sekitar 6 juta acre hutan di Vietnam antara tahun 1962 sampai dengan 1966.
Selain Agent Orange, Agen Blue (cacodylic acid), Agent White (campuran 2,4-D
dengan picloram dengan perbandingan 4:1), malathion dan lainnya juga
digunakan pada perang.
      Penggunaan agen orange yang berlebihan dan tanpa pandang bulu
menyebabkan kesengsaraan dan penderitaan pada orang Vietnam dan veteran
perang Amerika. Agen Orange ditemukan mengandung kontaminasi racun dioxin
yang bertanggunjawab terhadap pengaruh yang merugikan. Dioxin yang ada di
dalam Agen Orange terutama adalah 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin atau
TCDD, yang sangat toksik dan persisten di lingkungan selama bertahun-tahun.
Jutaan orang Vietnam terekspos oleh agen orange selama perang. Diperkirakan
sampai sekarang jutaan orang memiliki problem cacat atau problem kesehatan
lainnya yang terkait dengan Agen Orange.


Pengembangan 2,4-D secara Komersial sebagai Herbisida
      Ilmuwan di Amerika Serikat (Marth dan Mitchel, 1944; Zimmerman dan
Hitchcock, 1942) dan ilmuwan Inggris (Blackman, 1945; Slade et al, 1945)
melanjutkan pekerjaan penelitian terbatas dengan 2,4-D selama Perang Dunia II.
Penelitian di Inggris difokuskan pada pengembangan MCPA, yaitu herbisida
mirip 2,4-D. MCPA disenangi di Inggris karena ketersediaan kresol yang
melimpah yang diekstrak dari batubara dan digunakan untuk membuat MCPA
versus ketersediaan phenol yang melimpah dari kilang minyak di Amerika, yang
digunakan untuk membuat 2,4-D.
      Pada bulan Juni 1994, Mitchell dan Hamner dengan United States
Department of Agriculture (USDA) Biro Industri Tanaman di Beltsville,
Maryland telah membuat pengumuman publikasi yang pertama tentang
penggunaan 2,4-D sebagai herbisida yang menghambat pertumbuhan gulma
(Marth dan Mitchell, 1944). Hamner dan Tukey (1944) menyebabkan
pertimbangan publik tertarik ketika mereka melaporkan pada tahun 1944 bahwa
dalam 10 hari setelah semprot dengan 2,4-D gulma mati. Peneliti Inggris sudah
bekerja dengan MCPA, 2,4-D, dan zat pengatur tumbuh lain selama awal tahun

Pengendalian Gulma                                                          13
1940 tetapi menunda publikasi hasil penelitiannya sampai setelah Perang Dunia II
(Blackman, 1945; Slade et al.,1945).
      Marth dan Mitchel (1944) menyemprotkan 2,4-D pada lapangan rumput
yang ditumbuhi gulma dandelion pada Beltsville, Maryland dan mendapatkan
pengendalian gulma daun lebar secara selektive dengan tanpa kerusakan terhadap
lapangan rumputnya. Mitchell et al. (1944) kemudian melakukan penelitian
tambahan pada lapangan golf dan melaporkan bahwa terdapat pengendalian gulma
daun lebar secara selektif.
     Singkatan populer 2,4-D pertama kali terlihat di dalam literatur tahun 1945
selama pertemuan tahunan kedua NCWCC (North Central Weed Control
Conference) di St. Paul, Minnesota (Timmons, 1945). Data dari 30 cooperators
dengan 140 penelitian yang dilaksanakan di Amerika Serikat dan 36 penelitian
yang dilaksanakan di Canada telah dilaporkan.
      Paten asli 2,4-D dan senyawa turunannya (US Patent Number 2,322,761)
adalah sebagai zat pengatur tumbuh oleh John F. Lontz dan ditetapkan untuk E.I.
du Pont de Nemours and Company tertanggal 29 Juni 1943 (Peterson, 1967).
Franklin D. Jones dengan perusahaan Cat Kimia Amerika (ACPC) mencatat pada
tanggal 20 Maret 1944 dan mendapatkan penggunaan paten 2,390,941 pada bulan
Desember 1945 untuk 2,4-D sebagai herbisida. Pada bulan Juni 1945, ACPC
memasarkan 2,4-D dengan nama dagang ”Weedone”, yang merupakan herbisida
sistemik selektive pertama yang diproduksi dan terjual pada skala komersial.


Studi Toksisitas 2,4-D
      Mitchell et al (1946) melaporkan bahwa perlakuan pada padang rumput
dengan 2,4-D dengan duakali dosis normal tidak menyebabkan efek toksik pada
domba dan sapi yang memakan rumput pakan tersebut, dan memberikan pakan
pada sapi 5.5 gram 2,4-D murni per hari selama 3 bulan tidak menyebabkan efek
terhadap sapi atau susunya. Kraus mengumumkan bahwa dia sudah memakan 0.5
gram 2,4-D per hari selama 3 minggu dan tidak ada pengaruhnya (Kephart, 1945).

B. Kecenderungan dalam Ilmu Gulma di abad ke- 21
1.   Peningkatan penggunaan Benih Padi dengan Sistem Tebar Langsung
       Bangsa Asia mulai mengalami proses perubahan dalam sistem pertanaman
karena semakin terbatasnya jumlah tenaga kerja untuk menyiangi gulma.
Meningkatnya upah buruh telah menyebabkan perubahan sistem pertanaman dari
transplanting menjadi sistem tanam langsung di beberapa negara di Asia Tenggara
yang memiliki jumlah populasi penduduk sedikit dan upah buruh meningkat.
Pergantian sistem ini berakibat buruk dan menyebabkan terjadinya masalah gulma.
      Echinochloa spp. termasuk gulma tanaman padi dan tergolong ke dalam
millenial weed pada tanaman padi yang tidak mempengaruhi sistem pertanaman di
seluruh dunia. Gulma ini tidak selalu menjadi masalah. Tanaman padi yang
banyak ditumbuhi oleh gulma akan menyebabkan lebih banyak masalah ketika
dilakukan sistem tanam langsung dalam hubungannya dengan genetik, morfologi,
dan kesamaan fenologi dengan padi lokal dan juga karakteristiknya yang mudah

Pengendalian Gulma                                                           14
tersebar atau pun dormansinya. Terdapat potensi yang besar dalam hal sistem
tanam langsung, namun tidak untuk saat ini khususnya pada negara-negara di
kawasan Asia Tenggara yang memiliki masalah jumlah penduduk yang sedikit
dan upah buruh mahal.




Pengendalian Gulma                                                      15
2. Meningkatnya Penggunaan Herbisida dan Kebutuhan akan Herbisida
   dengan Wacana Baru
      Meskipun penyiangan secara manual adalah metode yang paling umum
dikenal dalam usaha pengendalian gulma di kawasan ini, penggunaan herbisida
tetap menjadi komponen penting dalam usaha pengendalian gulma. Penggunaan
herbisida terus meningkat di beberapa negara di Asia. Hal tersebut disebabkan
oleh adanya penggunaan varietas tanaman pangan yang berdaya hasil tinggi
sehingga mendorong insentif secara ekonomi dengan cara mengurangi jumlah
gulma yang ada dan tersedianya herbisida yang murah harganya. Penggunaan
herbisida yang semakin meningkat pada tanaman padi sawah ternyata lebih murah
1-5 kalinya daripada ketika dilakukan penyiangan secara manual (di Illoilo-
Filipina, Jawa Barat-Indonesia, dan Delta sungai Mekong-Vietnam).
      Penggunaan herbisida akan terus meningkat di negara-negara dimana harga
herbisida tersebut sangat murah. Hal ini menyebabkan sekitar 20 spesies gulma
menjadi resistan terhadap bahan aktif Sulfonil Urea yang terdapat dalam sebagian
besar herbisida yang dijual di pasaran. Biotipe gulma yang tahan herbisida akan
terus meningkat apabila hal ini terus dibiarkan. Propanil, 2,4-D, dan Butachlor
adalah beberapa bahan aktif yang mulai menyebabkan resistensi gulma ini terjadi.
       Wacana baru tentang herbisida sangat penting untuk memerangi evolusi
resistansi gulma pada herbisida yang ada saat ini. Herbisida baru yang terus
dikembangkan antara lain: geranil, glutamat dehidrogenase, auksin transport,
glutatione transferases (GTS), dan sitokrom P450 monooxygenases (P450s).

3.   Kebutuhan yang mendesak untuk Mengurangi Resiko dari Penggunaan
     Herbisida pada Ekosistem
      Herbisida yang digunakan saat ini aman tidak berbahaya terhadap manusia
dan hewan ternak, apabila pengunaannya tepat. Di sebagian kecil negara di
kawasan Asia, penggunaan sulfonil urea yang dicampur dengan herbisida lain
digunakan untuk mengatasi penyebaran yang luas dari gulma. Dosis sulfonil urea
yang digunakan jauh lebih kecil dari kebanyakan herbisida tahunan lainnya, dan
bahan aktif ini terus digunakan sebagai herbisida untuk membasmi gulma
tanaman padi selama beberapa dekade ini. Bagaimanapun juga tetap ada tekanan
untuk mengurangi resistensi gulma terhadap herbisida ini, karena terdapat efek
residu yang memusnahkan tanaman lain, termasuk gulma Brasenia schreberi dan
Sagittaria aginashi. Penggunaan sulfonil urea yang terus menerus akan
menyebabkan terjadinya keragaman gulma.
      Lebih dari 600 000 juta dolar telah dihabiskan untuk memulihkan kondisi
air yang tercemar oleh molinate dan thiobencarb di areal pertanaman padi di
daerah California. Hal ini tentu saja mengejutkan masyarakat di Asia, karena
sistem tanam padi berhubungan langsung dengan budidaya ikan. Selain itu air
irigasi juga digunakan masyarakat untuk keperluan lain.




Pengendalian Gulma                                                           16
C. Pemanfaatan Bioteknologi dalam Ilmu Gulma
      Biotenologi merupakan alat yang sangat penting dalam ilmu gulma yang
telah digunakan untuk mengembangkan tanaman toleran herbisida. Usaha lebih
lanjut dalam rangka mengubah tanaman pertanian dengan sifat atau ciri agronomi,
seperti tahan herbisida atau tahan serangan serangga diharapkan sudah dapat
dikuasai dalam kurun waktu 2 atau 3 tahun mendatang. Produksi tanaman hasil
bioteknologi pada masa depan akan berkonsentrasi pada sifat dan ciri yang
nampak pada hasil pertaniannya, seperti kualitas pangan, produksi zat-zat yang
berkhasiat obat, dan produksi bahan kimia khusus, seperti plastik. Sejumlah besar
gulma dapat digunakan untuk mencapai tujuan ini, apalagi masih banyak spesies
gulma yang masih belum diteliti lebih dalam. Kemampuan kompetisi dari gulma
C4, dormansi, produktivitas benih, dan adanya alelopati adalah beberapa
karakteristik yang diharapkan yang dapat digunakan dalam teknik genetika.
       Solusi pemecahan masalah gulma dapat berasal dari bioteknologi,
transgenik, dan tanaman padi yang tahan herbisida. Penggunaan tanaman GM di
beberapa negara telah menunjukkan bahwa hal ini lebih efisien dilihat dari segi
biaya, lebih fleksibel dalam hal waktu pengaplikasian, memiliki kemampuan yang
lebih baik dalam mengendalikan gulma, dan mengurangi atau menghilangkan
tindakan pengolahan lahan. Rintangan dalam penggunaan tanaman GM adalah
kesulitan dalam memindahkan gen yang toleran ke tanaman yang masih liar,
menimbulkan masalah gulma baru, meningkatnya ketergantungan terhadap
penggunaan bahan kimia dan varietas tanaman, dan sulitnya mempertahankan
resistensi tingkat tinggi pada semua kondisi.
      Pembungaan yang sinkron, ciri yang terbawa oleh polen, penyerbukan, dan
hasil persilangan yang subur harus dapat dihasilkan pada satu atau beberapa
generasi, agar gen dapat tersalurkan melalui persilangan antara tanaman yang
telah dibudidayakan dengan tanaman spesies liar. Pelepasan gen tahan herbisida
tidaklah semudah yang dibayangkan sebelumnya karena gen tersebut tidak dapat
memberikan ketahanan terhadap herbisida di lapang apabila hanya sendirian.
Resiko transfer gen sangat tinggi pada tanaman yang masih asli atau saat tanaman
tersebut tumbuh bersama-sama dengan gulma yang mendorong seleksi secara
evolusi. Hal inilah yang menjadi alasan mengapa pelepasan kedelai transgenik di
Asia timur dan padi di India menjadi berbahaya.
      Masa depan tanaman GM terlihat cerah, namun teknologi tentang pelepasan
tanaman GM di lapang masih perlu dikembangkan lagi. Alternatif lain dalam
pengembangan tanaman tahan herbisida spesifik yaitu pengembangan padi tahan
herbisida, yang bukan merupakan tanaman GM.

Alelopati sebagai     Faktor    Penting    dari   Manajemen      Gulma     yang
Berkelanjutan
      Alelopati adalah pengaruh langsung dari bahan kimia yang dikeluarkan oleh
tanaman yang satu pada perkembangan dan pertumbuhan tanaman lainnya.
Alelopati dapat juga menjadi alternatif dan tambahan dalam hal teknik dan
manajemen gulma. Saat ini alelopati yang potensial dari tanaman padi telah
mendapat perhatian yang besar. Terdapat efek alelopati pada tanaman padi
terhadap gulma Heteranthera limosa, bahan kimia yang dikeluarkan oleh padi

Pengendalian Gulma                                                            17
mempengaruhi pertumbuhan dari gulma ini. Gen yang mengatur sifat alelopati
dapat dimasukkan ke padi hibrida, sehingga diharapkan dapat meningkatkan
produksi hasil panen padi sebesar 20-30%. Tanaman yang memiliki sifat alelopati
dapat digunakan sebagai pengendali gulma.

Kebutuhan Pengukuran Langsung terhadap Serangan Gulma yang Intensif
      Pergerakan spesies yang sangat besar di seluruh dunia menjadi bahaya yang
nyata bagi biodiversitas dan kelangsungan produksi pertanian. Kemampuan suatu
spesies dalam mempengaruhi tanaman pada suatu habitat telah dipelajari secara
mendalam, namun tidak ada konsensus mengenai gulma yang telah begitu
mendalam dipelajari. Tidak ada satupun karakteristik yang menjadi pengaruh
utama pada serbuan gulma di suatu area pertanaman. Beberapa kombinasi dari
karakteristik spesies yang ada seperti masa hidup dan interaksi genetik antara
komponen biologi dan ekologi pada kondisi lingkungan tertentu, yang selanjutnya
berakibat terhadap adanya serangan oleh gulma. Dibutuhkan Usaha yang berat
untuk mencegah pergerakan luas dari serangan gulma yang timbul, deteksi awal
serangan gulma dan pemusnahan dari gulma yang telah menyerang secara tepat
harus segera dilaksanakan.

Alelopati Untuk Meningkatkan Produksi Tanaman
      Manajemen dari gulma pertanian yang berbahaya. Di USA, tidak
kurang dari sepuluh juta dolar tanaman hilang diakibatkan oleh gulma (Putnam
dan Weston, 1986). Sebagian besar petani mengatasinya dengan cara
menggunakan herbisida sintetis yang tidak hanya mahal, tetapi juga berbahaya
bagi lingkungan. Saat ini, dorongan peralihan penggunaan herbisida biologi.
Herbisida biologi ini tidak hanya sistemik, tetapi juga biodegradable. Penekanan
gulma dapat diperoleh melalui pertumbuhan tanaman budidaya atau residunya
(Putnam dan DeFrank, 1983). Tiga pendekatan dimana alelopati dapat
dimanipulasi untuk pengelolaan gulma antara lain : (a) transfer prinsip-prinsip
alelopati ke dalam kultivar, (b) pengunaan tanaman rotasi yang alelopatik dan
tanam tumpangsari, (c) penggunaan alelokimia sebagai herbisida atau pestisida.
      Transfer Prinsip Alelopati kedalam Kultivar. Varietas liar dari tanaman-
tanaman pertanian yang telah dibudidayakan memiliki kemampuan alami untuk
mengembangkan pertahanan diri terhadap gulma dan serangga. Tercatat bahwa
aksesi Avena spp. (Fay dan Duke, 1997), Cucumis sativus (Putnam dan Duke,
1978), Glycine max (Massantini, Coporali, dan Zellini, 1977), Helianthus annuus
(Leather, 1987), dan Brassica spp. (Sarmah, Narwal, dan Yadava, 1992) memiliki
kemampuan menekan pertumbuhan gulma. Dengan kata lain, gen yang
bertanggungjawab untuk mensintesis alelopati harus aktif di dalam tanaman
tersebut. Selama metode pembudidayaan dan seleksi varietas tanaman yang
berdaya hasil tinggi, gen-gen pengendali alelopati menjadi lemah atau hilang sama
sekali. Sekarang ini melalui teknik-teknik rekombinasi genetik dan pemuliaan
tanaman gen-gen yang penting seperti ini mulai dikembangkan lagi.
    Penggunaan Tanaman Rotasi yang bersifat Alelopatik dan
Tumpangsari. Teknik rotasi tanaman yang meminimalkan bahaya serangan hama
dan penyakit semakin menurun dengan adanya penggunaan anorganik dan
Pengendalian Gulma                                                            18
herbisida sintetis. Ketergantungan pertanian modern pada bahan kimia tersebut
sangat berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan manusia.Pada sistem pertanaman
semusim ataupun tahunan, tanaman tumpangsari dan tanaman rotasi yang
memiliki kemampuan menekan gulma melalui potensi alelopatinya dapat
digunakan untuk mengendalikan gulma (Liebman dan Dyck, 1993). Tidak hanya
tanaman tersebut, residunya juga memiliki potensi untuk menekan gulma.
Penggunaan tanaman rye (Secale cereale) sebagai tanaman tumpangsari
dilaporkan dapat menekan sejumlah gulma (Putnam, DeFrank, dan Barnes, 1983).
Sementara, Sorghum bicolor (Putnam dan DeFrank, 1983), Helianthus annuus
(Leather, 1987), Hordeum vulgare (Putnam, DeFrank, dan Barnes, 1983) dan
tanaman Cruciferous (Oleszek, 1987) juga menurunkan keberadaan gulma jika
ditanam sebagai tanaman tumpangsari atau sebagai rotasi. Penelitian lebih lanjut
diperlukan untuk menseleksi tanaman tumpangsari yang memiliki kemampuan
menekan pertumbuhan gulma.
      Alelokimia sebagai Herbisida atau Pestisida. Alelokimia dari tanaman
tingkat tinggi dapat digunakan untuk menekan pertumbuhan gulma atau hama.
Metode seperti ini aman dan efektif karena produk yang digunakan adalah produk
alami yang dapat dengan mudah terurai, tidak seperti herbisida sintetis yang
persisten. Kelebihan lainya adalah penggunaan alelokimia ini memiliki umur
simpan yang lebih lama, kondisi penyimpanan yang bervariasi, aplikasi yang
mudah, lebih luas cakupan lingkunganya, dan kebutuhan ruang yang lebih sedikit.
      Scopolin dan scopoletin yang merupakan phytotoksin dari Celtis laevigata
telah dilaporkan dapat menekan Amaranthus palmeri (Lodhi dan Rice, 1971).
Caffeine, alelokimia dari Coffea Arabica, menghambat perkecambahan
Amaranthus spinosus (Rizvi, Mukerji, dan Mathur, 1981). α-terthienyl (α-T) yang
diproduksi oleh famili asteraceae dilaporkan efektif mengendalikan gulma
Asclepias syriaca (Champbell et al., 1982) dan beraksi sebagai herbisida kontak
terhadap beberapa gulma berdaun lebar (Lambert, et al., 1991). Artemisinin,
lakton sesquiterpen dari Artemisia annua, menghambat pertumbuhan akar dan
tajuk Amaranthus retroflexus, Ipomoea lacunosa, dan Portulaca oleracea pada 33
mM (Duke, et al., 1987) dan memiliki level penghambatan yang sama dengan
glifosat (Chen, Polatnick, dan Leather, 1991). Cnicin, alelopati dari Centaura
maculosa menghambat perkecambaha gulma Agropyron cristatum, A. spictatum,
dan A. glaucum (Kelsey dan Locken, 1987). Perez (1990) melaporkan bahwa
asam hydroxamic yang memiliki nama 2,4-Dihydroksy-7-methoksy-1,4-
benzoxazin-3-one (DIMBOA) dan dekomposisi produknya yang bernama 6-
methoxy-benzoxazin-2-one (MBOA) menghambat pertumbuhan akar gulma
ganas oat liar (Avena fatua). Alianthone, senyawa quassinoid yang diestrak dari
akar Ailanthus altissima dilaporkan memiliki kemampuan sebagai herbisida post-
emergence mirip seperti glifosat dan paraquat (Heisey, 1996).
      Pengendalian Penyakit Tanaman. Alelopati dapat digunakan untuk
pengendalian penyakit tanaman secara biologi. Beberapa studi yang telah
dilakukan dalam dekade terakhir telah berhasil mengendalikan penyakit tanaman
dengan menggunakan alelopati tanaman rotasi ataupun alelokimia (Rice, 1995).
     Pemanfaatan rotasi tanaman untuk menekan pertumbuhan gulma ternyata
juga menekan serangan penyakit yang disebabkan patogen tular tanah. Praktek ini


Pengendalian Gulma                                                          19
telah direkomendasikan di Cina untuk pengendalian penyakit layu kapas yang
disebabkan oleh Fusarium sp, dimana penanaman Mentha haplocalyx var
Piperscens dalam rotasi dengan kapas nyata menurunkan kejadian layu kapas
akibat minyak volatile yang dikeluarkannya (Li, 1988).
      Cara lain untuk mengendalikan penyakit tanaman adalah dengan
menggunakan alelokimia baik bentuk kasar maupun murni. Catatan siginifikan
adalah penggunaan neem (Ghewande, 1989), eucalyptus (Singh dan Dwivedi,
1990), tembakau (Menetrez, et al., 1990), jahe (Endo, Kanno, dan Oshima, 1990),
tagetes (Lihsore dan Dwivedi, 1991), dan Salvia sp (Qureshi, Ahmed, dan
Kapadia, 1989). Alelokimia tersebut mungkin dalam bentu ekstrak tanaman,
fraksi organik, fraksi volatil dan nonvolatile, minyak ataupun senyawa organic.
Penyakit tanaman dapat juga dikendalikan dengan menggunakan efek
antagonistic antibiotic yang diproduksi oleh mikroorganisme lain (Rice, 1995).
Dengan kemajuan rekayasa genetika dan teknologi DNA rekombinan, lebih
banyak penelitian yang digunakan untuk tujuan tersebut.
       Manajemen Hama. Manjemen hama merupakan tantangan lain bagi
produksi pertanian berkelanjutan. Untuk mengurangi penggunaan pestisida
sintetis berlebihan, harus dikembangkan alternative seperti meningkatkan
resistensi tanaman terhadap hama atau penggunaan bahan kimia yang lebih aman
terhadap lingkungan. Pyrethrum dari Chrysanthemum cinerariefolium, rotenoid
pada Derris, Lonchocarpus, dan Tephrosia dan nicotinoids dari Nicotiana sp
adalah beberapa contoh klasik insektisida yang dapat digunakan untuk menekan
serangan hama sekaligus aman terhadap lingkungan. DIMBOA (Hydroxamicacid)
yang dijumpai pada jagung menjadikan jagung tahan terhadap European corn
borer (Klun, Tipton, dan Brindley, 1967). Labih dari 2000 spesies tanaman
memiliki kemampuan toksik terhadap hama (Crosby, 1971). Kombinasi usaha-
usaha yang dilakukan para peneliti dari berbagai bidang diperlukan untuk
mengekploitasi kemungkinan penggunaan alelokimia dari mikroba atau tanaman
tingkat tinggi.
       Konservasi Nitrogen di dalam Tanaman. Konservasi nitrogen dalam
tanah sangat penting untuk mempertahankan produktivitas tanaman dan
manajemen sumber daya alam. Pencegahan nitrifikasi yang mengubah amonium
(bentuk yang sulit tercuci) menjadi nitrat (bentuk yang mudah tercuci) sangat
membantu di dalam konservasi nitrogen sebaik energi yang tersimpan pada lahan
pertanian. Pentingnya konservasi nitrogen ini telah disadari oleh para petani,
dimulai dengan penambahan bahan kimia sintetis untuk konservasi dalam tanah.
Nitrapyrin adalah salah satu produk yang umum digunakan untuk tujuan ini.
Beberapa studi mengindikasikan bahwa alelokimia, terutama tannin, asam fenolik,
dan flavonoid, dari tanaman hidup atau residunya atau exudatnya menghambat
nitrifikasi (Rice dan Pancholy, 1973, 1974). Mulsa dari tanaman barley, gandum
dan oat ketika ditambahkan dalam pot yang berisi bibit tanaman Picea mariana
meningkatkan kandungan amonium dengan menurunkan jumlah pengoksidasi
amonium sehingga menurunkan kehilangan nitrogen dalam tanah. Pengaruh
tersebut dihubungkan dengan kehadiran asam fenolik pada mulsa tersebut
(Jobidont, Thibault, dan Fortin, 1989). Selain itu, penggunaan sampah daun
Elaeagnus angustifolia dilaporkan telah menstimulasi konservasi nitrogen pada
tanah terdegradasi (Llinares et al., 1993).

Pengendalian Gulma                                                          20
Alelopati-Alat Bioteknologi yang Semakin Berkembang
      Alelopati dapat digunakan sebagai alat bioteknologi untuk manajemen
pengendalian gulma dan hama dengan cara transfer gen alelopati pada tanaman,
meningkatkan produksi racun alami sebagai herbisida atau pestisida melalui kultur
jaringan atau kultur sel, teknologi DNA rekombinan dan fermentasi mikroba, dan
sintesis dan komersialisasi bahan kimia berdasarkan kandungan bahan kimia
alami produk.
      Seperti telah didiskusikan, gen alelopati yang berasal dari aksesi liar dari
kultivar modern dapat ditransfer ke tanaman dengan teknologi rekombinan dan
praktek pemuliaan tradisional. Hal ini dapat membuat kultivar tersebut tahan
terhadap pengaruh gulma, pathogen, nematode, insek, dan lainnya. Hal ini
merupakan pemecahan yang sulit namun beberapa tanaman transgenic seperti
tembakau dan tomat diketahui telah memiliki resistensi yang lebih kuat terhadap
hama (Barton, Whitely, dan Yang, 1987; Fischhoff, et al., 1987). Selain itu,
produksi toksin tanaman alami yang bertanggungjawab terhadap penekanan
gulma atau hama dapat ditingkatkan melalui teknologi fermentasi microbial.
      Sintesis herbisida dan pestisida berdasarkan produk alami telah membuka
lembaran baru dalam manajemen pengendalian gulma dan hama. Perkembangan
pemanfaatan herbisida dan pestisida alami ini diketahui dengan pemasaran dan
komersialisasi dari Bialaphos sebagai herbisida alami dibawah nama dagang
Herbiaceae di Jepang (Hatzios, 1987). Bialaphos ini adalah produk fermentasi dari
Streptomyces hygroscopicus dan S. viridochromogenes dan sangat mudah
terdegradasi dalam tanah (Jobidon, 1991). Bialaphos merupakan herbisida dengan
spektrum luas yang dapat mengatasi gulma rumput dan daun lebar. Rhizobitoxin,
alelokimia dari Bradyrhizobium japonicum yang ditemukan pada nodul akar
kedelai menunjukkan toksisitas selektif terhadap gulma yang sebanding dengan
herbisida sintetis Amitrole (Owen, 1973). Sintesis Cinmethyline oleh Shell di
USA yang memiliki kemiripan kimia dengan Cineole (produk dari tanaman
tingkat tinggi) telah merangsang lebih jauh ketertarikan peneliti untuk
mengembangkan lebih banyak bahan kimia yang analog dengan menggunakan
desain biorasional. Beberapa bahan kimia analog telah disintesis (Tabel 2.2).
Perusahaan di Jerman, USA, Swis, dan Jepang telah mengkomersialisasikan
produk tersebut. Senyawa sejenis yang akan dikomersialisasikan mendatang
adalah artemisinin yang sduah diketahui sebagai obat malaria (Chen, Polatnick,
dan Leather, 1991) dan ailanthone (Heisey, 1996).


Tabel 2.2. Daftar beberapa herbisida sintehesis secara komersial

 Senyawa Alami           Origin             Merk Herbisida            Perusahaan
 Anisomysin          Saproinhibitin   Methoxyphenone               Nihon, Japan
 Benzoxazinones      Phytoinhibitin   Banzanin                     BASF, Jerman
 Bialaphos           Saproinhibitin   Herbiaceae                   Japan
 Cineole             Phytoinhibitin   Cinmethyline                 Shell, USA
 Fusaric Acid        Saproinhibitin   Picloram                     DOW, USA
 Iprexil             Saproinhibitin   Benzodoc                     Gulf, USA
 Moniliformin        Saproinhibitin   3,4-dibutoxy moniliformin    Ciba-Geigy, Swiss

Pengendalian Gulma                                                                 21
 Phosphinothricin Saproinhibitin   Glufosinate               Hoechst, Jerman
 Quinolinic Acid Phytoinhibitin    Quinclorac                BASF, Jerman
      Alelokimia dapat langsung digunakan sebagai herbisida misalnya parthenin,
ailanthone, cineole. Parthenin, laktone sesquiterpen dari gulma ganas Parthenium
hysterophorus sudah digunakan sebagai pengendali gulma perairan (Pandey,
1996). Upaya sedang dilakukan untuk menggunakan parthenin sebagai herbisida
gulma daratan. Hasil penelitian sudah menunjukkan adanya perubahan
kemampuan respirasi pada tanaman tingkat tinggi (Kohli, Daizy, dan Verma,
1993). Bagaimanapun, untuk kesuksesan penggunaan senyawa alami sebagai
herbisida, penting untuk mengetahui toksikologinya, biaya produksi, efikasi dan
selektivitasnya di lapangan, dan kesuksesan lisensi dan patennya (Duke dan
Lydon, 1987). Aspek bioteknologi alelopati lainnya adalah penggunaan alelopati
sebagai pengatur tumbuh. Aspek ini penerapannya masih sedikit. Beberapa
alelokimia diketahui memiliki kegunaan sebagai pengatur tumbuh.


Mekanisme Kerja Alelokimia
       Sebagian besar penelitian alelopati menyinggung pada pengaruh yang
terlihat terhadap perkecambahan dan petumbuhan spesies target. Sedikit perhatian
sudah dilakukan terhadap kejadian seluler yang mengikuti perubahan fisiologi di
dalam sistem tanaman. Meskipun demikian, beberapa studi sudah tersedia didalam
hal ini, dengan secara luas, melibatkan senyawa fenolik, terutama asam benzoic
dan cinnamic. Pada kasus lactone terpenoid seperti parthenin dan artemisinin
beberapa studi menunjukkan perubahan dalam metabolisme respirasi (Duke et al.,
1987; Kohli, Daizy, dan Verma, 1993). Beberapa kejadian fisiologi yang
dipengaruhi oleh alelokimia yang menghasilkan pengaruh yang terlihat pada
spesies tanaman adalah yaitu pembelahan sel (Muller, 1965), biosintesis bagian
tanaman (Van Sumere, et al., 1972), perubahan tingkat hormonal (Lee, Starrat,
dan Jevnikar, 1982), aktivitas enzim (Daizy, 1990); Devi dan Prasad, 1992),
transpor air (Barkosky dan Einhellig, 1993), fotosintesis (Daizy dan Kohli, 1991;
Einhellig dan Rasmussen, 1993), respirasi (Hejl, Einhellig, dan Rasmussen, 1993;
Kohli, Daizy, dan Verma, 1993) dan uptake ion (Booker, Blum, dan Fiscus, 1992).
      Studi pada pemahaman tentang mekanisme kerja alelokimia masih sedikit.
Kekurangan informasi pada studi ini mungkin disebabkan oleh alasan sebagai
berikut: keterlibatan lebih dari satu bahan kimia yang mempengaruhi transformasi
pertumbuhan melalui pengaruh sinergistik atau pengaruh aditif. Transformasi
alelokimia di dalam tanah melalui aktivitas mikroba menyebabkan formasi
senyawa yang tidak teridentifikasi sehingga mekanisme kerjanya sulit
dinterprestasikan, retensi dari alelokimia oleh partikel tanah atau humus untuk
beberapa waktu, dan banyaknya alelokimia alami yang membuat subjek ini
semakin kompleks.
      Pengetahuan alelopati melibatkan interaksi biokimia yang kompleks
diantara tanaman. Demonstrasi yang dilakukan di bawah kondisi lapang tidak
semudah yang diujikan di laboratorium. Namun apabila hal ini dapat dipelajari
lebih mendalam maka fenomena alelopati ini akan dapat bermanfaat untuk
meningkatkan produktivitas tanaman. Beberapa kajian/penelitian prospek
alelopati yang dibutuhkan mencakup:

Pengendalian Gulma                                                             22
   •   Untuk membatasi penggunaan bahan kimia sintetis dan bahan kimia yang
       merusak sistem pertanian berkelanjutan, alelokimia baik microbial
       maupun tanaman tingkat tinggi dapat menyediakan alternatif untuk
       program perlindungan tanaman terpadu. Hal ini secara ekonomi murah dan
       aman dilihat dari segi lingkungan. Screening beberapa alelokimia dengan
       rancangan percobaan yang sesuai merupakan area riset yang paling
       menarik.
   •   Investigasi seharusnya dilakukan untuk screening alelopati tanaman
       dengan toksisitas yang selektif terhadap gulma dan beberapa tanaman
       sebagai rotasi tanaman mana yang harus digunakan untuk rotasi tanaman.
       Petani seharusnya didorong untuk mengikuti praktek ini ketika
       penggunaan berlebih dari bahan kimia sintetik sudah merusah kesehatan
       tanah.
   •   Penggunaan teknik rekombinasi DNA untuk memodifikasi DNA tanaman
       agar didapatkan sifat yang diinginkan seperti ketahanan terhadap hama dan
       kemampuan untuk menekan pertumbuhan gulma; untuk meningkatkan
       produksi senyawa alami yang bisa digunakan sebagai herbisida, pestisida
       atau pengatur tumbuh.


D. Kemajuan Penggunaan Bioherbisida
      Review komprehensif telah dilakukan tentang dasar-dasar, metodologi, dan
kemajuan pengendalian secara biologi (Charudattan, 1991; hasan dan Ayers,
1990; Julien, 1992a; Schrooder, 1983; TeBeest dan Templeton, 1985; Wapshere,
1982; watson, 1989; watson, 1991b). Upaya pengendalian secara biologi sudah
dilakukan pada gulma padi sawah antara lain pada gulma air Eichhornia crassipes
dan Salvinia molesta (Julien, 1992a; watson, 1991a). Saat ini inisiasi penelitian
pada pengendalian gulma secara biologi sudah dikonsentrasikan pada tiga gulma
yang tidak secara umum tidak menginfestasi pada padi sawah, yaitu Chromolaena
odorata, Mikania micrantha, dan Mimosa pigra (Julien, 1992a). Hampir semua
penelitian saat ini melibatkan serangga dengan hanya menguji patogen tanaman
sebagai agen pengendali biologi.
      Dua fungi pathogen tanaman sudah diregistrasi di USA dan di Kanada
sebagai produk bioherbisida, yaitu Phytophtora palmivora untuk mengendalikan
Morrenia odorata dalam bentuk formulasi cair dengan nama dagang DeVineTM
yang telah diregistrasi pada tahun 1981 dan Colletotrichum gloeosporioides f.sp.
aeschynomene dalam bentuk formulasi tepung kering dengan merek dagang
CollegoTM untuk mengendalikan Aeschynomene virginica pada tanaman padi
sawah dan kedelai di Arkansas, Louisiana, dan Mississippi. Colletotrichum
gloeosporioides f.sp. malvae juga telah diregistrasi pada tahun 1982 di Kanada
untuk mengendalikan Malva pusilla dengan merek dagang BioMalTM (Makowski
dan Mortensen, 1992). Colletotrichum gloeosporioides f.sp. cuscutae dengan
merek dagang LUBAO2 juga telah digunakan untuk mengendalikan Cuscuta sp.
di pertanaman kedelai di China.
     Evans (1987) telah mereview secara lengkap tentang patogen fungi yang
berasosiasi dengan gulma tropik dan subtropik serta bagaimana prospek
penggunaan patogen tersebut untuk mengendalikan setengah dari gulma tersebut.

Pengendalian Gulma                                                            23
Salah satu gulma target dari penelitian Evans (1987) adalah Rottboella
cochinchinensis yang merupakan gulma darat yang menjadi target International
Institute of Biological Control (IIBC). Berbagai patogen telah diisolasi dari
penyakit yang ada pada Rottboella cochinchinensis, tetapi hampir semua patogen
yang diisolasi tersebut juga menjadi patogen pada tanaman jagung. Studi
lanjutan masih terus dilakukan dengan dua isolat fungi yaitu Colletotrichum sp
dan Sphacelotheca sp.
      Saat ini penelitian pengendalian gulma secara biologi telah diinisiasi oleh
International Rice Research Institute (IRRI) dan University of the Philippines
(UPLB), Los Banos bekerjasama dengan McGill University, Montreal, Canada
untuk mengevaluasi prospek penggunaan indigenuous patogen fungi untuk
mengendalikan gulma utama pada tanaman padi (Bayot, et al, 1992; Watson,
1991a). Gulma utama yang menjadi target antara lain Cyperus difformis L., C.
iria L., C. rotundus L., Echinochloa colona (L) Link., E. cruz-galli (L.) P. Beauv.,
Fimbristylis miliacea (L.) vahl., Mimosa invisa Mart., Monochoria vaginalis
(Burm.f.) Kunth, dan Spenochlea zeylania Gaertn. Patogen virulen telah diisolasi
dari C. iria, E. colona, M. invisa, dan S. zeylania. Dua gulma terakhir telah
berhasil dikendalikan (100%) di percobaan lapang IRRI (Bayot, 1992).
     Di jepang dan beberapa negara tetangga penelitian telah dilakukan pada
Eleocharis, Echinochloa, dan beberapa gulma lainnya (Imaizumi et al, 1991,
Suzuki, 1991, Yoo, 1991). Tujuan riset sudah diarahkan pada upaya untuk
mengisolasi phytotoxic metabolit dari fungi gulma dan mikroorganisme lain
(Yamaguchi dan Yoo, 1991).
       Hambatan yang sering dijumpai dalam pengembangan bioherbisida adalah
virulensi patogen dan kebutuhan lingkungan yang kritis (Charudattan, 1991,
Templeton, 1982, dan Watson, 1989). Beberapa aspek dari patogen bioherbisida
seperti peningkatan virulensi, perbaikan produksi toksin, perubahan skala inang,
resistensi terhadap senyawa kimia untuk produksi tanaman, perubahan survival
atau persistensi pada lingkungan, perluasan toleransi terhadap lingkungan,
peningkatan produksi propagula dalam sistem fermentasi, mempertinggi toleransi
pada proses formulasi, dan pendekatan formulasi inovatif adalah beberapa target
untuk pengembangan secara genetic dan bioteknologi dari patogen bioherbisida
(Templeton dan Heiny, 1989).
      Optimalisasi produksi spora sering merupakan aspek kritis dalam
mendefinisikan sukses atau tidaknya prospek pengembangan bioherbisida
(Boyette et al, 1991; Stowel, 1991). Beberapa kandidat patogen bioherbisida tidak
segera sporulasi di dalam kultur. Optimasi nutrisi dalam medium fermentasi,
lingkungan kultur, dan aspek ekonomi adalah aspek kritis untuk suksesnya
pengembangan bioherbisida (Stowell, 1991).


E. Invasive Alien Spesies
      Perkembangan ilmu gulma saat ini tidak hanya terfokus pada gulma yang
sudah umum terjadi di lingkungan pertanian, namun juga pada gulma-gulma yang
baru dan memiliki pertumbuhan yang cepat sehingga mendominasi suatu wilayah
tertentu. Gulma tersebut diberi istilah Invasive Alien Species. Menurut CBD

Pengendalian Gulma                                                               24
(Convention on Biological Diversity), gulma dikategorikan Invasieve Alien
Species (IAS) apabila memiliki criteria sebagai berikut :
   1. Spesies yang diintroduksi secara sengaja maupun tidak disengaja di luar
       habitatnya
   2. Memiliki kemampuan membentuk diri, menyerang, berkompetisi dengan
       spesies asli dan mengambil alih lingkungan barunya
   3. Penyebarannya merupakan ancaman bagi upaya konservasi dan
       pemanfaatan berkelanjutan keanekaragaman hayati pada skala lokal,
       regional dan global

      Gulma yang tergolong invasive alien spesies yang dijumpai di Indonesia
antara lain sebagai berikut :

Acasia nilotica
     Gulma Acasia nilotica merupakan spesies asli dari Africa yang pada tahun
1850 diintroduksi ke Jawa. Pada tahun 1900 spesies ini sudah dijumpai di Bogor
dan Jakarta, pada tahun 1931 dijumpai di Pasuruan, dan pada tahun 1985 sudah
dijumpai di Pulau Timor. Pada tahun 1969, spesies ini diintroduksi di Taman
Nasional Baluran sebagai tanaman pagar untuk hutan jati dari api di savanna.




                         a                 b
             Gambar 2.2 biji Acasia nilotica (a), bagian tanaman (b)


       Pada tahun 1980 invasi kecil sudah dilaporkan dan dalam waktu singkat
menjadi ekspansive. Dampak ekologi yang terjadi antara lain spesies tersebut
menginvasi hampir seluruh areal savana yang merupakan sumber pakan utama
bagi satwa mamalia terestrial (banteng, rusa, dan kerbau liar) sehingga terjadi
kompetisi antar satwa yang mengakibatkan populasi banteng menurun. Pada tahun
1993 dilaporkan 12000 ha savanna terinvasi oleh spesies tersebut dan pada tahun
1996 telah meluas sampai 5000 ha. Kondisi tersebut menimbulkan dampak
ekonomi yaitu adanya biaya tinggi untuk menanggulangi penyebaran Acacia
nilotica dan untuk memulihkan kembali fungi ekologis yang telah berubah.


Austroepatorium inulifolium = Eupatorium inulifolium
      Gulma A. inulifolium merupakan spesies asli Amerika tropik yang
didatangkan ke Kebun Raya Bogor. Saat ini gulma ini banyak dijumpai Jawa
Barat, umumnya di kebun teh, banyak juga dijumpai di Cibodas, Taman Nasional


Pengendalian Gulma                                                          25
Gunung Gede Pangrango. Gulma A. inulifolium di Bengkulu dijumpai dan
mengganggu tanaman kehutanan, perkebunan, tanaman tahunan dan sisi kanan
kiri jalan raya.

Chromolaena odorata
     Gulma C. odorata merupakan spesies asli Amerika Selatan dan Tengah.
Gulma tersebut secara agresif menginfasi ladang penggembalaan dan tanaman
perkebunan, merupakan gulma utama pada berbagai lingkungan yang dapat
menekan vegetasi lain. Gulma C. odorata di Indonesia pertama kali dilaporkan di
Lubuk Pakam, Sumatra Utara pada tahun 1934. Gulma ini menyebar sangat cepat
dan saat ini menyebar ke seluruh pulau dari Aceh sampai Papua. Gulma C.
odorata menginvasi taman nasional Pananjang, Pangandaran, Ujung Kulon, dan
padang rumput Nusa Tenggara




                        Gambar 2.3 Chromolaena odorata


Clibadium surinamense
       Gulma C. surinamense merupakan spesies asli Amerika tropik. Spesies
tersebut ternaturalisasi sejak lama di Jawa dan koleksi pertama kali dijumpai pada
tahun 1888. Di Sumatera dilaporkan dijumpai tahun 1931. Saat ini spesies C.
surinamense umum dijumpai di Sumatera, juga dicatat dari Gimpu, Sulawesi
Tengah. Gulma C. surinamense dijumpai kelimpahannya di lahan pertanian, sisi
jalan, dan hutan sekunder muda.




Pengendalian Gulma                                                             26
                        Gambar 2.4 Clibadium surinamense



Eichornia crassipes
      Gulma eceng gondok (E. crassipes) diintroduksi dari pesisir Amazone
sebagai tanaman hias di danau Kebun Raya Bogor pada tahun 1886. Dalam waktu
cepat, spesies tersebut menyebar ke seluruh Indonesia. Hampir semua perairan di
Indonesia terinvasi oleh eceng gondok. Di Jawa Tengah, gulma ini menginvasi
hampir seluruh permukaan rawa pening.




                         Gambar 2.5 Eichornia crassipes
Eupatorium sordidum
     Gulma E. sordidum merupakan spesies asli Meksiko yang diintroduksi ke
Jawa Barat sebagai tanaman hias. Spesies ini berkembang sangat cepat dan saat
ini menjadi masalah di Taman Nasional Gede Pangrango pada ketinggian 1400-
17000 m dpl.




                           Gambar .6 Eupatorium sordidum
Hydrilla verticillata
      Gulma spesies H. verticillata merupakan gulma perairan. Gulma ini
dilaporkan dijumpai pada daerah perairan terbuka di tiga pulau yaitu pulau Jawa,
Sulawesi, dan Sumatera.




Pengendalian Gulma                                                           27
                        Gambar 2.7 Hydrilla verticillata

Mikania micrantha
      Spesies M. micratha pada tahun 1949 diimpor dari Paraguay dan ditanam di
Kebun Raya Bogor. Pada tahun 1956 spesies ini diintroduksi sebagai tanaman
penutup tanah non legum di perkebunan karet. Pada tahun 1976 spesies M.
micrantha telah menjadi gulma dan mengokupasi sebagaian besar kebun karet dan
tersebar luas di lahan pertanian di Jawa Timur dan Barat serta Sumatera Selatan.




                        Gambar 2.8 Mikania micrantha


Mimosa diplotrica = M. invisa
      Spesies M. invisa merupakan spesies asli Brasil dan menyebar luas di
Indonesia. Saat ini spesies M. invisa banyak dijumpai pada daerah terbuka
maupun lahan ternaungi, di daerah irigasi, sisi jalan, padang rumput, lahan
pertanian, perkebunan tebu dan kelapa.




Pengendalian Gulma                                                           28
                     Gambar 2.9 Mimosa diplotrica = M. Invisa


Mimosa pigra
       Gulma M. pigra merupakan spesies asli Amerika Tropis. Spesies M. pigra
sudah ditemukan di Jawa pada tahun 1844. Spesies ini dilaporkan dijumpai di
Jawa, Sumatera, Kalimantan, dan Papua. Spesies ini membentuk lapisan yang
sulit ditembus pada daerah lembab, kanal, sungai, reservoir.




                           Gambar 2.10 Mimosa pigra


Passiflora edulis
      Gulma P. edulis merupakan spesies asli Amerika Selatan. Spesies ini
ternaturalisasi di Jawa Barat dan Jawa Tengah dan berkembang cepat. Spesies ini
menjadi problem di Gunung Gede Pangrango dengan merambati tanaman hutan
sehingga menekan tanaman hutan.




Pengendalian Gulma                                                          29
                         Gambar 2.11 Passiflora edulis


Penisetum polystachion
      Gulma P. polystachion merupakan spesies asli Afrika tropis. Gulma ini
telah dilaporkan di Jawa Barat pada tahun 1972 sebagai turfgrass dan menyebar
cepat pada sisi-sisi jalan, tempat terbuka, lahan padi gogo, lahan perkebunan.
Gulma P. Polystachion menjadi dominan pada lahan bukaan hutan, menyebar
dengan cepat setelah pembukaan hutan.




                     Gambar 2.12 Pennisetum polystachion


Piper aduncum
      Gulma P. aduncum merupakan spesies asli Amerika Tengah dan Selatan.
Spesies ini diintroduksi ke Kebun Raya Bogor. Herbarium pertama dijumpai dari
Bogor tahun 1900 dan menyebar luas di Jawa Tengah, Jawa Timur, Sumatera,
Kalimnantan, Sulawesi, Maluku, dan Papua. P. aduncum menjadi gulma
lingkungan yang berbahaya karena penyebarannya cepat menginvasi lahan.




                         Gambar 2.13 Piper aduncum




Pengendalian Gulma                                                         30
Salvinia molesta
     Spesies S. molesta merupakan gulma perairan. Gulma ini dilaporkan telah
dijumpai di daerah perairan terbuka di Jawa, Kalimantan, dan papua.




                        Gambar 2.14 Salvinia molesta


Stachytarpeta indica
     Spesies A. indica merupakan spesies asli Amerika tropis. Gulma ini umum
dijumpai di Jawa, Sulawesi dan Timor. Gulma ini menyebar secara luas dan
menyebabkan problem di Papua. Spesies ini menjadi salah satu masalah gulma di
perkebunan di Sumatera hingga Papua.




                       Gambar 2.15 Stachytarpeta indica




Pengendalian Gulma                                                        31

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:0
posted:3/27/2013
language:Unknown
pages:23