laporan akhir penelitian stategi nasional institusi
Post on 16-Oct-2021
8 Views
Preview:
TRANSCRIPT
LAPORAN AKHIR
PENELITIAN STATEGI NASIONAL
Institusi
PEMANFAATAN MUSUH ALAMI DOMESTIK UNTUK
MENGENDALIKAN BERBAGAI HAMA UTAMA
PADA PERTANAMAN KOPI ARABIKA
Tahun ke 1 dari rencana 3 tahun
Dr. Ir. Husni, M.Agric.Sc. NIDN 0004026501 Dr. Ir. Jauharlina, M.Sc. NIDN 0023096301
Dibiayai oleh :
Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat
Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan
Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi
Sesuai dengan Kontrak Penelitian Tahun Anggaran 2018
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
November, 2018
Ringkasan
Serangkaian penelitian tentang keanekaragaman hayati Arthropoda yang berperan sebagi musuh
alami pada hama tanaman kopi telah dilakukan di perkebunan kopi organik dan konvensional
pada berbagai level ketinggian dari permukaan laut. Penelitian tersebut dilakukan di perkebunan
kopi Arabika, Kabupaten Aceh Tengah, Provinsi Aceh. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
komposisi dan struktur komunitas Arthropoda yang berperan sebagai predator maupun parasitoid
di perkebunan kopi organik lebih tinggi daripada perkebunan kopi konvensional. Pada
perkebunan kopi yang dikelola secara organik jumlah ordo, famili maupun spesies Arthropoda
jauh lebih banyak dibandingkan perkebunan kopi konvensional. Komposisi dan struktur
komunitas Arthropoda tersebut juga dipengaruhi oleh tingkat ketinggian perkebunan kopi dari
permukaan laut. Pada ketinggian di atas 1.300 m dari ketinggian laut (dpl), kekayaan spesies dan
kelimpahan Arhropoda jauh lebih rendah dibandingkan dengan perkebunan kopi yang terletak
pada ketinggian di bawah 1.300 m dpl. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa sistem pertanian
organik dari perkebunan kopi telah memainkan peran penting dalam mempertahankan
keanekaragaman hayati serangga di perkebunan kopi. Hal ini mengindikasikan bahwa pada
perkebunan kopi organik ada faktor biologis yang berperan dalam menjaga keseimbangan
populasi Arthropoda predator maupun parasitoid. Faktor biologi yang dimaksud adalah antara
lain ketersediaan inang atau mangsa, kanibalisme, predatisme dan parasitisme. Disamping
faktor biotis, kelimpahan dan kekayaan spesies Arthropoda predator dan parasitoid juga sangat
dipengaruhi oleh fator abiotis, terutama suhu dan kelembaban. Pada perkebunan kopi yang
terletak di ketinggian antara 1.300-1.500 m dpl populasi dan kekayaan spesies jauh lebih rendah
dibanding perkebunan kopi yang terletak dibawah 1.300 m dpl. Rendahnya populasi dan
kekayaan spesies Arthropoda pada perkebunan kopi yang terletak antara 1.300-1.500 m dpl,
disebabkan oleh kurang idealnya suhu pada level ketinggian tersebut untuk pertumbuhan
serangga. Pada level ketinggian antara 1300-1500 m dpl suhu rata-rata adalah 17,6 oC,
sedangkan suhu ideal untuk pertumbuhan dan perkembangan serangga adalah 20-30 oC.
Kata-kata kunci: kopi arabika, perkebunan kopi organik dan konvensional, Arthropoda
predator dan parasitoid, keanekaragaman hayati
Prakata
Syukur Alhamdulillah kami panjatkan ke hadirat Allah Subhanahu wa Ta’ala karena atas
izin Allah lah penelitian Skema Stranas Institusi yang berjudul: “Pemanfaatan musuh alami
domestik untuk mengendalikan berbagai hama utama pada pertanaman kopi arabika” tahun
pertama sudah selesai dilaksanakan. Harapan yang sangat besar dari kami mudah-mudahan hasil
yang diperoleh dari penelitian ini bermanfaat bagi kemajuan bangsa, khususnya di bidang
pertanian. Semoga informasi dari penelitian ini menjadi referensi penting bagi pihak-pihak
terkait, seperti Dinas Pertanian, peneliti, pemerhati lingkungan, dan sebagainya. Harapan kami
semoga penelitian ini akan terus berlanjut sampai tahap akhir, sehingga hasil penelitian ini dapat
diaplikasikan di tengah-tengah masyarakat. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk
membuktikan bahwa di alam (di perkebunan kopi) terdapat banyak sekali Arthropoda yang dapat
berperan sebagai musuh alami hama pada tanaman kopi. Salah satu upaya untuk menjaga
kelestarian Arthropoda musuh alami tersebut adalah dengan menghindari atau meminimalisir
praktek-praketk pertanian yang berbahaya terhadap keberadaan Arthropoda tersebut, terutama
sekali penggunaan pestisida berspektrum luas. Paraktek pertanian yang paling baik dan aman
bagi lingkungan adalah praktek pertanian organik. Praktek pertanian organik disamping dapat
menjamin terjaganya produksi kopi juga dapat menjaga kualitas biji kopi dari cemaran senyawa
kimia berbahaya bagi konsumen. Sehingga hal ini juga akan menyebabkan meningkatnya harga
jual biji kopi di pasaran dunia.
Banda Aceh, 12 November 2018
Penulis
v
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ................................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................................... ii
RINGKASAN ............................................................................................................... ii
PRAKATA ................................................................................................................... iv
DAFTAR ISI ................................................................................................................ v
DAFTAR TABEL …………………………………………………………………… vi
DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………………... vii
BAB 1. PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ 1
BAB 3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ……………………………... . 3
3.1. Tujuan Penelitian ................................................................................. 3
3.2. Manfaat Penelitian ………………………………………………..….. 3
BAB 4. METODE PENELITIAN ............................................................................. 4
4.1. Bahan dan Alat …………………………………………………….……. 4
4.2. Pelaksanaan Penelitian .............................................................................. 4
4.3. Pengambilan Sampel Arthropoda ............................................................. 4
4.4. Peubah yang Diamati ………………………………………………….... 5
BAB 5. HASIL DAN LUARAN YANG DICAPAI .. ................................................ 5
BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………………..……... 10
7.1. Kesimpulan ……………………………………………… ………….. 10
7.2. Saran …………………………………………………………………… 11
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 12
LAMPIRAN………………………………………………………………………….. 13
vi
DAFTAR TABEL
No. Judul Halaman
1. Arthropods that function as natural enemies in organic
and conventional coffee plantations (altitude 900 – 1100 m)…………………. 8
2. Arthropods that function as natural enemies in organic
and conventional coffee plantations (altitude 1100 – 1300 m) ……………….. 9
3. Arthropods that function as natural enemies in organic
and conventional coffee plantations (altitude 1300 – 1500 m)………………… 10
vii
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Halaman
1. Keanekaragaman hayati Arthropoda pada perkebunan
kopi organik (1100 – 1300 m dpl) …..…………………….……...…………… 5
2. Keanekaragaman hayati Arthropoda pada perkebunan
kopi konvensional (1100 – 1300 m dpl) …..……………………...…………… 6
1
BAB 1. PENDAHULUAN
Permasalahan serangan hama masih merupakan kendala utama dalam budidaya tanaman
kopi arabika, sehingga menurunkan produsi biji kopi baik kuantitas maupun kualitas. Pada
pertanaman kopi yang dibudidaya secara organik kehadiran hama umumnya dapat dimbangi oleh
kehadiran berbagai musuh alami hama. Musuh-musuh alami hama yang terdapat di lapangan
dikenal dengan istilah musuh alami domestik. Pada sisi lain pada pertanaman kopi yang dikelola
secara konvensional (anorganik), walaupun telah digunakan pestisida secara intensif, namun
permasalahan serangan hama masih terus terjadi bahkan permasalahannya semakin komplek.
Hal ini diduga karena pada pertanaman kopi anorganik telah terjadi penurunan populasi berbagai
spesies musuh alami domestik secara drastis akibat terbunuh oleh berbagai senyawa kimia
berbahaya.
Sehubungan dengan hal tersebut di atas, kami telah melakukan investigasi untuk
mengetahui beberapa spesies musuh alami yang paling berperan dalam menekan populasi hama
di dalam ekosistem perkebunan kopi. Melalui beberapa tahapan kegiatan penelitian yang
berkelanjutan diharapkan akan mampu menemukan beberapa spesies musuh alami yang paling
potensial untuk dikembangbiakkan secara massal dan dapat dilepaskan di berbagai perkebunan
kopi di Indonesia. Melalui penelitian ini secara tidak langsung juga akan menjawab tentang
untung ruginya sistem pertanian organik dalam meningkatkan produksi dan kualitas biji kopi
arabika Indonesia.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Penelitian ini dilaksanakan di perkebunan kopi arabika baik yang dikelola secara organik
maupun secara anorganik. Tujuan penelitian ini adalah untuk melihat peranan pola pertanian
organik dalam menjaga keanekaragaman Arthropoda yang berperan sebagai musuh alami
terhadap hama pada tanaman kopi.
Penelitian yang telah dilakukan di berbagai belahan dunia menunjukkan bahwa pertanian
organik telah memberikan andil yang cukup besar dalam menjaga keanekaragaman berbagai
sumberdaya hayati, salah satunya adalah menjamin keberadaan berbagai spesies musuh alami (1,
2, 3). Sistem pertanian organik mampu meningkatkan kekayaan berbagai spesies organisme
dengan rata-rata 30% lebih tinggi dibandingkan sistem pertanian konvensional. Berbagai jenis
burung, serangga predator, organisme tanah dan berbagai jenis tumbuhan menunjukkan respon
2
positif terhadap sistem pertanian organic (1). Penelitian yang pernah dilakukan pada perkebunan
kopi arabika di Kabupaten Aceh Tengah, juga menunjukkan bahwa tingkat keberagaman
berbagai spesies parasitoid Hymenoptera jauh lebih tinggi pada pertanaman kopi yang dikelola
secara organik dibandingkan pertanaman kopi yang dikelola secara anorganik. Kelimpahan
individu, jumlah famili dan kekayaan spesies Hymenoptera lebih tinggi ditemui pada praktik
budidaya kopi secara organik dibandingkan perkebunan kopi konvensional (4). Komposisi
parasitoid Hymenoptera pada kebun kopi yang dikelola secara organik terdiri dari 13 famili,
sedangkan pada kebun kopi yang dikelola secara konvensional hanya terdiri dari 7 famili (4).
Walaupun berbagai bukti telah menunjukkan bahwa pada sistem pertanian organik
keanekaragaman musuh alami lebih tinggi dibandingkan sistem pertanian konvensional, namun
umumnya petani kopi masih lebih cenderung melakukan praktek pertanian secara konvensional.
Hal yang menyebabkan masih rendahnya minat petani untuk melakukan budidaya kopi secara
organik adalah karena adanya kekhawatiran akan terjadinya serangan Organisme Pengganggu
Tanaman (OPT) apabila tanaman kopi mereka tidak disemprot dengan pestisida, karena masih
ada satu keyakinan pada mereka bahwa hanya dengan pestisidalah satu-satunya cara yang dapat
dilakukan untuk mengendalikan hama. Disamping itu, para petani umumnya belum menyadari
bahaya berbagai senyawa kimia (terutama pestisida sintetis), terhadap manusia maupun terhadap
lingkungan. Sudah cukup banyak laporan yang menjelaskan tentang bahaya pestisida sintetis
terhadap lingkungan, termasuk terhadap keberadaan berbagai musuh alami hama di lapangan (5,
6, 7, 8). Bukti lain juga menunjukkan bahwa banyak kasus serangan hama justru menjadi lebih
parah setelah dilakukan penyemprotan pestisida secara terus menerus. Hal ini terjadi karena
pestisida sintetis tersebut telah menyebabkan terjadinya resistensi, resurgensi, dan letusan hama
sekunder (9, 10, 11). Disamping itu akibat penggunaan pestisida sintetis pada tanaman juga
dapat berbahaya terhadap kesehatan konsumen (9, 12, 13, 14). Selain itu, seandainya cemaran
pestisida pada biji kopi dapat dihindari maka kualitas biji kopi akan menjadi lebih baik sehingga
harga jual biji kopi tersebut dapat meningkat. Beberapa tahun terakhir permintaan terhadap biji
kopi organik (bebas senyawa kimia berbahaya) terus meningkat seiring dengan munculnya
kesadaran konsumen terhadap bahaya pestisida bagi kesehatan manusia. Terlebih lagi karena
kopi Gayo telah menjadi komoditi ekspor, tentunya permintaan konsumen luar negeri terhadap
biji kopi yang bebas dari cemaran bahan kimia berbahaya juga akan semakin meningkat.
3
Bab III. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1. Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui keberadaan musuh alami di lapangan dan peranannya dalam menekan
populasi berbagai spesies hama pada tanaman kopi arabika, maka perlu dilakukan penelitian
yang berkelanjutan. Pada tahun pertama perlu dilakukan penelitian untuk menemukan dan
mengidentifikasi berbagai spesies arthropoda predator yang berasosiasi dengan hama pada
tanaman kopi. Pada penelitian tahun kedua akan dilakukan pembiakan massal (mass rearing)
terhadap beberapa spesies musuh alami yang dianggap paling potensial untuk mengendalikan
hama tanaman kopi. Pada tahun ketiga akan dilakukan uji lapangan terhadap musuh alami yang
telah berhasil dikembangbiakkan di laboratorium untuk mengetahui tingkat keefektifannya
dalam menekan perkembangan hama pada tanaman kopi.
3.2. Manfaat Penelitian
Pada pertanaman kopi yang dikelola secara anorganik, untuk mengatasi serangan
berbagai OPT selalu digunakan pestisida sintetis. Penggunaan pestisida sintetis berspektrum
luas, diduga telah memicu terjadinya kerusakan ekosistem perkebunan kopi, terutama telah ikut
membunuh berbagai musuh alami OPT. Akibat berkurangnya populasi musuh alami tersebut
telah menyebabkan terjadinya ledakan populasi hama di pertanaman kopi yang dikelola secara
anorganik.
Informasi tentang keanekaragaman hayati pada areal perkebunan kopi sangat diperlukan
dalam mendukung pengembangan komoditas tersebut secara organik untuk terwujudnya sistem
pertanian berkelanjutan dan berbasis pada kelestarian ekosistem. Salah satu agen pengendali
hayati yang sangat berperan terhadap keberhasilan budidaya tanaman kopi adalah berbagai
arthropoda predator.
Sehubungan dengan permintaan pasar internasional yang semakin meningkat terhadap
produk kopi yang bebas dari cemaran senyawa kimia, maka perluasan areal perkebunan kopi
organik harus mendapat perhatian serius dari semua pihak. Salah satu metode pengendalian
hama yang sangat efisien dan bebas dari penggunaan pestisida adalah melalui pemanfaatan
musuh-musuh alami hama yang ada di lapangan. Karena itu upaya untuk menginventarisasi dan
melestarikan musuh-musuh alami domestik (lokal) sangat urgen untuk dilakukan.
4
BAB 4. METODE PENELITIAN
Pada tahun pertama ini dilakukan pengoleksian berbagai spesies Arthropoda predator dari
perkebunan kopi arabika rakyat di Kabupaten Aceh Tengah dan dilanjutkan identifikasi di
Laboratorium Hama, Fakultas Pertanian Universitas Syiah Kuala. Beberapa spesies musuh
alami yang sulit diidentifikasi telah dikirim ke Bogor untuk dilakukan identifikasi di
Laboratorium Biotaksonomi Serangga di Institut Pertanian Bogor.
4.1.1. Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain adalah: alkohol 70%,
deterjen, aquadest. Sedangkan alat-alat yang digunakan antara lain: perangkap nampan kuning
(yellow-pan trap), perangkap jebakan (pitfall trap), perangkap cahaya (light trap), perangkap
kelambu (malaise trap), mikroskop stereo, dan kamera.
4.1.2. Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode survei, untuk melihat keanekaragaman Arthropoda
predator. Cara pengambilan sampel predator dilakukan dengan metode purposive sampling pada
kebun kopi anorganik dan organik. Lokasi sampling diambil pada perkebunan kopi yang
dikelola secara anorganik dan organik dengan luasan masing-masing minimal 10 ha. Hal ini
dimaksudkan untuk menghindari adanya pengaruh dari kebun di sekelilingnya.
4.1.3. Pengambilan Sampel Arthropoda Predator
Pengambilan sampel predator dilakukan setiap dua minggu sekali selama dua bulan,
dengan cara memasang perangkap. Ada empat perangkap yang digunakan untuk mengambil
sampel serangga yaitu pitfall trap, yellow-pan trap, light trap, dan malaise trap.
Pada setiap tipe pengelolaan kebun kopi dibuat 8 buah plot berukuran 4 x 4 m dengan
jarak antar plot ± 200 m, kemudian pada masing-masing plot ditempatkan 4 buah pitfall trap, 4
buah yellow-pan trap, dan 1 buah malaise trap. Pitfall trap dan yellow-pan trap diisi dengan
campuran deterjen dan air. Ketiga perangkap ini dipasang selama 12 jam mulai dari pukul 06.00
WIB hingga 18.00 WIB. Sementara itu, light trap dipasang pada malam hari sebanyak 1 buah
dengan cara digantung pada cabang kayu atau tonggak dengan ketinggian ± 3m. Sebagai
penjebak arthropoda predator, di bagian bawah light trap dipasang baskom yang sudah diisi
campuran deterjen dan air. Perangkap light trap dipasang pada malam hari selama 12 jam, mulai
5
pukul 18.00 WIB hingga 06.00 WIB. Setiap arthropoda yang terperangkap dikoleksi dan
dimasukkan ke dalam botol film dan kemudian dibawa ke laboratorium untuk disortir dan
diidentifikasi hingga tingkat morfospesies.
4.1.4. Peubah yang Diamati
Adapun peubah yang diamati yaitu: total Arthropoda predator yang terperangkap, serta
komposisi dan struktur komunitas arthropoda predator.
BAB V. HASIL DAN LUARAN YANG DICAPAI
Hingga saat ini hampir semua Arthropoda yang dikoleksi dari perkebunan kopi di Aceh
Tengah telah selesai didentifikasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa biodiversitas
Arthropoda di perkebunan kopi organik lebih tinggi dibandingkan dengan perkebunan kopi
konvensional. Pada perkebunan kopi organik yang berlokasi di ketinggian 1.100 – 1.300 m dpl
ditemukan masing-masing 10 ordo dan 125 famili Arthropoda, sedangkan pada pekebunan kopi
konvensional hanya ditemukan 7 ordo dan 74 famili Arthropoda (Gambar 1 dan 2).
Gambar 1. The Arthropods biodiversity in organic coffee plantations (1100
– 1300 m altitude).
30.4
21.6 12.8
3.2
9.6
0.8
17.6
2.4
0.8 0.8
Organic coffee plantation
Diptera
Hymenoptera
Lepidoptera
Aranae
Hemiptera
Trichoptera
Coleoptera
Orthoptera
Mantodea
Blattodea
6
Hal ini mengindikasikan bahwa sistem pertanian organik telah memainkan peranan
penting dalam menjaga kelestarian biodiversitas serangga dan Arthropoda lainnya di perkebunan
kopi. Pada sisi lain pada kebun kopi yang dikelola secara konvensional telah terjadi penurunan
populasi Arthropoda atau bahkan telah menyebabkan punahnya beberapa spesies Arthropoda.
Penggunaan pestisida sintetis di dalam pengendalian hama dan gulma secara intensif di perkebun
kopi yang dikelola secara konvensional diduga telah menyebabkan penurunan populasi
Arthropoda secara drastis. Penelitian yang dilakukan oleh Geiber et al. (2010) juga menunjukkan
bahwa populasi serangga di lokasi alami yang terdapat kotoran sapi dan lahan-lahan organik
50% lebih tinggi dibandingkan areal pertanian konvensional. Montanez dan Suares (2014) telah
mereview berbagai penelitian yang berhubungan dengan pengaruh sistem pertanian organik dan
konvensional terhadap populasi serangga. Hasil review tersebut menunjukkan bahwa kekayaan
spesies dan kelimpahan populasi serangga pada lahan pertanian organik lebih tinggi
dibandingkan dengan lahan pertanian konvensional. Pada lahan pertanian organik kelimpahan
spesies serangga 34% lebih tinggi dibandingkan lahan pertanian konvensional.
Gambar 2. The Arthropods biodiversity in conventional coffee plantations
(1100 – 1300 m altitude).
36.5
35.1
1.4
5.4
18.9
1.4 1.4
Conventional coffee plantation
Diptera
Hymenoptera
Hemiptera
Aranae
Lepidoptera
Coleoptera
Trichoptera
7
Di dalam penelitian ini kami juga mengkaji pengaruh sistem pertanian organik dan
konvensional, serta pengaruh elevasi perkebunan kopi terhadap komposisi dan struktur
komunitas Arthropoda, khususnya Arthropoda yang berpotensi sebagai musuh alami pada hama
tanaman kopi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi Arthropoda yang berperan
sebagai predator dan parasitoid pada perkebunan kopi arabika lebih dipengaruhi oleh sistem
pertanian (organik atau konvensional) dibandingkan pengaruh tingkat elevasi lahan. Hasil
penelitian juga menunjukkan bahwa pada perkebunan kopi organik ditemukan komposisi
Arthropoda yang berpotensi sebagai predator dan parasitoid yang lebih beragam dibandingkan
perkebunan kopi konvensional. Pada perkebunan kopi organik ditemukan lebih beragam ordo,
famili, maupun spesies Arthropoda yang berperan sebagai musuh alami pada hama-hama
tanaman kopi. Adapun komposisi Arthropoda tersebut baik dari perkebunan kopi organik
maupun konvensional pada berbagai tingkat elevasi dapat dilihat pada Gambar 3. Adapun
komposisi dan kelimpahan Arthropoda tersebut berdasarkan ordo dan famili yang lebih
terperinci dapat dilihat pada Tabel 1, 2, dan 3.
Gambar 3. Perbandingan Jumlah Arthropod (Berdasarkan Ordo, Famili dan Spesies) yang
Berperan Sebagai Musuh Alami pada Kebun Kopi Organik dan Konvensional pada
Berbagai Level Ketinggian dari Permukaan Laut
0
10
20
30
40
50
60
900 - 1100 1100 - 13001300 - 1500 900 - 1100 1100 - 13001300 - 1500 900 - 1100 1100 - 13001300 - 1500
Altitude (m) Altitude (m) Altitude (m)
Order Family Species
Organic coffee plantation
Conventional coffee lantation
8
Table 1. Arthropods that function as natural enemies in organic and conventional coffee
plantations (altitude 900 – 1100 m)
Organic Coffee Plantation Conventional Coffee Plantation
Pre
da
tor
Order Famili Total
Species Individu Order Famili
Total
Species Individu
Hymenoptera
Formicidae 11 2.686 Hymenoptera
Formicidae 8 597
Vespidae 2 7 Vespidae 1 21
Ampulicidae 1 6 Ampulicidae 1 5
Diptera
Dolichopodidae 1 1 Diptera Dolichopodidae 1 5
Syrphidae 1 8 Syrpidae 1 13
Empididae 1 2 Empididae 1 4
Hemiptera Nabidae 2 15
Mantoidea Mantidae 1 3
Coleoptera
Carabidae 4 6 Coleoptera Carabidae 1 15
Meloidae 1 2
Staphylinidae 2 96
Megaloptera Corydalidae 1 8
Trichoptera Hydropsychidae 1 131 Hydropsychidae 1 110
Plecoptera Plecoptera 1 2
Areneae
Lycosidae 1 67 Araneae
Lycosidaedae 1 18
Clubionidae 1 6 Clubionidae 1 5
Ctenidae 1 5 Corinnidae 1 3
Oxyopidae 1 1 Nephilidae 1
Aranaidea 1 1 Aranaidae 2 2
Salticidae 1 1 Salticidae 1 1
Total 8 19 35 5 15 23
Organic Coffee Plantation Conventional Coffee Plantation
Pa
rasi
toid
Order Family
Total
Species Individu Order Famili
Total
Species Individu Hymenoptera
Ichneumonidae 8 41 Hymenoptera
Ichneumonidae 4 7
Braconidae 5 25 Braconidae 2 117
Bethylidae 1 2
Diapriidae 1 3 Diapriidae 1 3
Sclionidae 1 7
Eupelmidae 1 1
Eucharitidae 1 3
Total 1 5 16 1 5 9
Hasil-hasil penelitian ini menunjukkan bahwa sistem pertanian konvensional juga
berpengaruh buruk terhadap keberadaan Arthropoda yang berpotensi sebagai musuh alami pada
hama tanaman kopi. Secara umum menunjukkan bahwa pada perkebunan kopi yang dikelola
secara organik, pupulasi Arthropoda yang berperan sebagai musuh alami jauh lebih tinggi
dibandingkan kebun kopi yang dikelola secara konvensional. Hal ini mengindikasikan bahwa
aplikasi berbagai pestisida sintetis di perkebunan kopi konvensional memberi dampak negatif
terhadap musuh alami. Cukup banyak penelitian yang menunjukkan bahwa penggunaan
pestisida sintetis berspektrum luas telah membawa dampak yang buruk terhadap serangga yang
9
berperan sebagai musuh alami (Zacharia, 2011; Abror and Shankar., 2014; Hill et al., 2017).
Pestisida berspektrum luas seperti organophospat telah mengganggu keberadaan berbagai spesies
yang bermanfaat, seperti musuh alami dan juga telah menyebabkan terjadinya letusan hama
sekunder (Hill et al., 2017).
Table 2. Arthropods that function as natural enemies in organic and conventional coffee
plantations (altitude 1100 – 1300 m)
Organic Coffee Plantation Conventional Coffee Plantation
Pre
da
tor
Order Famili Total
Species Individu Order Famili
Total
Species Individu
Hymenoptera
Formicidae 14 1.901 Hymenoptera
Formicidae 12 2.922
Vespidae 1 3 Vespidae 1 16
Diptera
Dolichopodidae 3 11 Diptera
Dolichopodidae 2 2
Syrphidae 1 2 Syrphidae 1 94
Asilidae 1 1
Empididae 1 3
Hemiptera
Nabidae 1 42
Reduvidae 2 9
Mantoidea Mantidae 1 1
Trichoptera Hydropsychidae 1 243 Trichoptera Hydropsychidae 1 10
Coleoptera
Staphylinidae 3 14
Carabidae 2 2
Areneae
Lycosidae 1 16 Araneae
Lycosidae 1 15
Clubionidae 1 5 Clubionidae 2 5
Nephilidae 1 6 Aranaidea 1 1
Aranaidea 1 1
Total 7 16 35 4 8 21
Organic Coffee Plantation Conventional Coffee Plantation
Pa
rasi
toid
Order Family
Total
Species Individu Order Famili
Total
Species Individu Hymenoptera
Ichneumonidae 4 55 Hymenoptera
Ichneumonidae 5 20
Braconidae 4 54 Braconidae 3 40
Torymidae 1 1 Eulopidae 1 1
Bethylidae 1 1 Scelionidae 1 1
Torimidae 1 1
Total 1 4 10 1 5 11
10
Table 3. Arthropods that function as natural enemies in organic and conventional coffee
plantations (altitude 1300 – 1500 m)
Organic Coffee Plantation Conventional Coffee Plantation
Pre
da
tor
Order Famili Total
Species Individu Order Famili
Total
Species Individu
Hymenoptera
Formicidae 8 821 Hymenoptera
Formicidae 4 215
Vespidae 2 16 Vespidae 1 9
Ampulicidae 1 2
Diptera
Dolichopodidae 4 52 Diptera
Dolichopodidae 2 29
Syrphidae 1 50 Syrphidae 2 7
Asilidae 1 2
Hemiptera
Nabidae 1 2
Reduvidae 2 3
Coleoptera
Staphylinidae 1 24 Coleoptera
Staphylinidae 2 14
Carabidae 2 8 Carabidae 3 6
Meloidae 1 1
Trichoptera Hydropsychidae 1 12 Trichoptera Hydropsychidae 1 89
Mecoptera Mecoptera 1 3 Mecoptera Mecoptera 1 1
Areneae
Lycosidae 1 16 Araneae
Lycosidae 1 9
Saltididae 1 5 Corinnidae 1 3
Aranaidae 1 6 Aranaidea 1 1
Cyrtaucheniidae 1 1 Clubionidae 1 1
Total 7 16 29 6 13 21
Organic Coffee Plantation Conventional Coffee Plantation
Pa
rasi
toid
Order Family
Total
Species Individu Order Famili
Total
Species Individu Hymenoptera
Ichneumonidae 6 24 Hymenoptera
Ichneumonidae 4 15
Braconidae 4 17 Braconidae 3 10
Eupelmidae 1 2 Eupelmidae 1 3
Scelionidae 1 2 Scelionidae 1 3
Diapriidae 1 3 Diapriidae 1 3
Ampulicidae 1 2
Eucharitidae 1 51
Total 1 7 15 1 5 10
11
BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN
7.1. Kesimpulan
a. Kelimpahan dan kekayaan spesies Arthropoda yang berperan sebagai musuh alami hama
(sebagai predator dan parasitoid) dipengaruhi oleh faktor biotis dan abiotis. Faktor biotis
adalah berupa ketersediaan inang atau mangsa, kanibalisme, predatisme, parasistisme, dan
sebagainya. Sedangkan faktor biotis adalah faktor iklim (iklim mikro) di sekitar perkebunan
kopi, terutama faktor suhu dan kelembaban udara. Hasil koleksi dari perkebunan kopi di
Kabupaten Aceh Tengah menunjukkan bahwa terdapat hampir 300 spesies Arthropoda yang
berasosiasi dengan pertanaman kopi Arabika di Kabupaten Aceh Tengah.
b. Keragaman komunitas dan kekayaan spesies Arthropoda predator dan parasitoid pada
perkebunan kopi yang dikelola secara organik jauh lebih tinggi dibandingkan perkebunan
kopi yang dikelola secara konvensional. Hal ini diduga pada perkebunan kopi organik
kehidupan Arthropoda dan organisme lain berada dalam kondisi yang baik, karena pada lahan
tersebut bebas dari cemaran senyawa kimia berbahaya sehingg kehidupan organisme dapat
berjalan secara ideal.
c. Keragaman dan kekayaan spesies Arthropoda pada perkebunan kopi yang terletak di atas
1.300 m dpl jauh lebih rendah dibanding kebun kopi yang berada pada ketinggian di bawah
1.300 m dpl. Hal ini karena pada level ketinggian di atas 1.300 m dpl keadaan suhu kurang
ideal untuk pertumbuhan dan perkembangan Arthropoda. Pada ketinggian antara 1300-1500
m dpl suhu rata-rata adalah 17,6 oC. Sedangkan suhu ideal untuk pertumbuhan dan
perkembangan serangga adalah 20-30 oC.
7.2. Saran
Penggunaan pestisida sintetis hendaknya sedapat mungkin dihindari, karena disamping
dapat menyebabkan berbagai dampak negatif terhadap konsumen, juga dapat menyebabkan
berkurangnya keanekaragaman hayati Arthropoda yang berperan sebagai musuh alami hama,
maupun organisme lainnya.
12
DAFTAR PUSTAKA
Abrol, D. P. & U. Shankar. 2014. Pesticide, food safety and pest management. ResearchGate.
https://www.researchgate.net/publication/269338615.
Beers, E. H., Mills, N.J., Shearer, P.W., Horton, D.R., Milickzy, E.R., Amarasekare, K.G. dan
Gontijo, L.M. 2016. Nontarget Effects of Orchard Pesticides on Natural Enemies:
Lessons from the Field and Laboratory. Biol. Control. 102: 44-52.
Bengtsson, J., Ahnstrom, J. dan Weibull, Ann-C. 2005. The Effects of Organic Agriculture on
Biodiversity and Abundance: a Meta-Analysis. Appl. Ecol. 42 (2): 261-269.
Bommarco, R., Miranda, F., Bylund, H. dan Bjorkman, C. 2011. Insecticides Suppress Natural
Enemies and Increase Pest Damage in Cabbage. Econ. Entomol. 104 (3): 782-791.
Cloyd, R. A. 2012. Indirect Effects of Pesticides on Natural Enemies. Pesticides – Advances in
Chemical and Botanical Pesticides. http://dx.doi.org/10.5772/47244.
Garratt, M.P.D., Wright, D.J. dan Leather, S.R. 2012. The Effects of Farming System and
Fertilizers on Pests and Natural Enemies: a Synthesis of Current Research. Organic
Agriculture of Centre of Canada. Dalhousie University.
Hamdi, S., Sapdi, Husni. 2015. Komposisi dan Struktur Komunitas Parasitoid Hymenoptera
antara Kebun Kopi yang Dikelola Secara Organik dan Konvensional di Kabupaten Aceh
Tengah. Floratek. 10 (2).
Hill, M.P., S. Macfadyen & M.A. Nash. 2017. Broad spectrum pesticides application alters
natural enemy communities and may facilitate secondary pest outbreaks. PeerJ.
https://dx.doi.org/10.7717/peerj.4179.
Hu, R., X. Huang, J. Huang, Y. Li, C. Zhang, Y. Yin, Z. Chen, Y. Jin, J. Cai & F. Cui. 2015.
Long- and short-term health effect on pesticide exposure: a cohort study from China.
PLoS One. https://dx.doi.org/10.1371%2Fjournal.pone.0128766
Mahmood, I., S.R. Imadi, K. Shazadi, A. Gul & K.R. Hakeem. 2015. Effects of Pesticides on
environment. ResearchGate. https://www.researchgate.net/publication286042190
Nicolopoulou-Stamati, P., S. Maipas, C. Kotampasi, P. Stamatis & L. Hens. 2016. Chemical
Pesticides and Human Health: the urgent need for a new concept in agriculture. Front
Public Health. https://dx.doi.org/10.3389%2Ffpubh.2016.00148
Puech, C., Baudry, J., Joannon, A., Poggi, S. dan Aviron, S. 2014. Organic vs Conventional
Dichotomy: Doest it Make Sense for Natural Enemies?. Agr. Ecos. Env. 194: 48-57.
Zacharia, J.T. 2011. Ecological effects of pesticides. Pesticide in modern world risks and
benefits (Stoydcheva, M. Edt.). InTech. www.intechopen.com.
Zhao, Z.H., Hui, C., He, D.H. and Li, B.L. 2015. Effects of Agricultural Intensification on
Ability of Natural Enemies to Control Aphids. Scientific Reports 5. No. 8024.
doi:10.1038/srep08024.
Personalia Tenaga Pelaksana Penelitian
No. Nama/ NIP Instansi
Asal
Bidang Ilmu Alokasi
Waktu
(Jam/minggu)
Uraian Tugas
1. Dr. Ir. Husni, M.Agric.Sc.
196502041992031002
FP
Unsyiah
Applied
Entomology
(Pengendalian
Biologi)
12 Mengkoordinir
keseluruhan
kegiatan untuk
kelancaran
pelaksanaan
kegiatan
penelitian.
Disamping itu
juga bertanggung
jawab dalam
keberhasilan
pelaksanaan
penelitian .
2. Dr. Ir. Jauharlina, M.Sc.
196309231988032010
FP
Unsyiah
Biologi
(Insect
Ecology)
8 Bertanggung
jawab dalam
analisis data,
penyiapan alat-
alat laboratorium,
persiapan
seminar dan
pengeditan draft
artikel imiah.
3. Syukur Hamdi, SP., MP. Disbun
Kab.
Aceh
Tengah
Applied
Entomology
(Pengendalian
Biologi)
8 Bertanggung
jawab dalam
peralatan
lapangan yang
dibutuhkan dan
koordinasi di
lapangan.
Composition and Structure Community of Arthropods in Organic
and Conventional Arabica Coffee Plantation
Husni, Jauharlina and Saifullah
Plant Protection Department, Agriculture Faculty
Syiah Kuala University, Banda Aceh, Post Code: 23111, Indonesia
husnimusannif@unsyiah.ac.id, mobile phone:081360398354
Abstract. A series of observation was conducted in Arabica coffee plantation, in Bener Meriah
Regency of Aceh Province, Indonesia. We investigated the difference of arthropods biodiversity
in Arabica coffee plantation between organic and conventional farming system. The result
showed that the composition and structure community of the arthropods in organic coffee
plantation were higher than those of the conventional ones. In coffee plantations that are
managed organically the number of orders and family of arthropod are far more than conventional
ones, namely (10 orders, 65 families) and (7 orders, 31 families) respectively. Some of the
arthropod species that were collected potentially have a role as predators or parasitoids of insect
pests on coffee plant. On organic coffee fields were found 7 orders, 20 families and 45 species of
arthropod that were potential as natural enemies of insect pests, while in conventional land only 4
orders, 13 families and 32 species were found. The others have a role as decomposers,
pollinators, etc. The result of this research indicated that the organic farming system of coffee
plantation has played an important role in maintaining biodiversity of the insects in coffee
plantation.
1. Introduction
The problem of pest attack is still a major obstacle in the cultivation of arabica coffee plants, thus reducing the
production of coffee beans in both quantity and quality. In organically grown crops, the presence of pests can
generally be balanced by the presence of various natural enemies of pests. On the other hand, plantations that are
managed conventionally (inorganic), even though pesticides have been used intensively, but the problem of pest
attack still continues to occur even the problems are increasingly complex. This is presumably because in the
conventionally grown crops there has been a drastic decline in the population of various natural enemy species
due to being killed by various harmful chemical compounds [1][2][3].
Information about biodiversity in coffee plantation areas is needed in supporting the development of this
commodity organically for the realization of sustainable agricultural systems and based on ecosystem
sustainability. One very important component that plays a role in controlling various pests in coffee plants is
predatory arthropods and parasitoid insects.
Due to the increasing international market demand for coffee products that are free from contamination of
chemical compounds, the expansion of the organic coffee plantation area must receive serious attention from all
parties. One method of pest control that is very efficient and free of pesticide use is through the use of natural
enemies of pests in the field. Therefore efforts to inventory and preserve domestic natural enemies in coffee
plantations are very urgent.
2. Research methods
This study began by collecting various Arthropods species from Arabica coffee plantations in Aceh Tengah
Regency and continued identification at the Biological Control Laboratory, Faculty of Agriculture, Syiah Kuala
University. Arthropod species that were not able to be identified at the laboratory were identified in the Insect
Biotaxonomy Laboratory, Faculty of Agriculture, Bogor Agricultural Institute.
2.1. Research location
This study uses a survey method, to determine the diversity of arthropods in Arabica coffee plantations.
Arthropods sampling method was carried out by purposive sampling method both in inorganic and organic coffee
plantations. The sampling location was selected for coffee plantations that were managed inorganic and organic
at an altitude of 1,100 - 1,300 m above sea level with an area of at least 10 Ha. Generally the coffee plantation
area in Aceh Tengah Regency is at this height, which is the most ideal condition for the growth of Gayo arabica
coffee.
2.2. Sampling of Arthropods
The arthropods sampling was carried out by placing traps that were carried out three times in a period of two
months. There are four types of traps used, namely pitfall trap, yellow-pan trap, light trap, and malaise trap. In
both organic and inorganic coffee plantations, a plot of 1 Ha was chosen. Inside the plot are 4 pitfall traps, 4
yellow pan traps, 2 malaise traps, and 2 light traps. Pitfall trap and yellow-trap trap are filled with a mixture of
water and detergent for up to half. Pitfall trap, yellow-pan trap and malaise trap are installed for 12 hours starting
from 6 am to 6 pm. Meanwhile, light traps were installed at night for 12 hours, from 6 pm to 6 am. In one plot,
two light traps are installed by hanging on a wooden branch or milestone at a height of ± 3m. At the bottom of
the light trap a basin is installed which has been filled with a mixture of water and detergent which serves as a
trap for Arthropods.
Every arthropod trapped, collected and then taken to the laboratory to be sorted and identified to the level of
morphospecies. The morphology of the Arthropods was observed under a stereo-microscope (Olympus SZ51).
To simplify the identification process, several guide books for insects and other arthropods identification are used
(e.g. [4][5][6]). All arthropods that have the potential as natural enemies of coffee plant pests are photographed
with a camera microscope (Leica M205C).
2.3. Variables observed
The variables observed are: the composition and structure of the arthropod community. The arthropod
composition (based on family) was also observed which has potential as a natural enemy for various coffee plant
pests.
3. Results and discussion
The composition and community structure of arthropods (based on the order) can be seen in Figure 1. In coffee
plantations that are managed organically the number of orders of Arthropods is far more than conventional coffee
plantations. The number of orders and families of arthropods in organic coffee plantation are 10 orders, 65
families and 125 species respectively, while those numbers in conventional one there are 7 orders, 31 families and
74 species respectively. This indicates that the organic farming system has played an important role in
maintaining biodiversity of the insects and other arthropod species in coffee plantation. On the other hand, coffee
plantations that are conventionally managed have decreased arthropods populations, or even caused the extinction
of several arthropods species. The use of synthetic pesticides in controlling pests or weeds intensively in coffee
plantations that are managed conventionally is thought to have caused a decline in the population of arthropods.
Research conducted by [7] also shows that the insect population in cow dung pats in nature area and organic
farmland is 50% higher than in conventional farmland. Various studies reviewed by [8] related to the influence
of organic and conventional farming systems on insect populations. The results of the review show that in
organic farmland species richness and abundance of insect populations are higher compared to conventional
agricultural land. In organic farms, the abundance of insect species is 34% higher than conventional agricultural
land.
In this study we also investigated the differences in the composition and structure of arthropod communities
that have potential as natural enemies found in organic with those found in conventional coffee fields. The results
of the study showed that organic coffee fields was found to have higher diversity of arthropods which had
potential as a natural enemy compared to conventional coffee fields. On organic coffee fields were found 7
orders, 20 families and 45 species of arthropod that were potential as natural enemies of insect pests, while in
conventional land only 4 orders, 13 families and 32 species were found (Table 1).
Fig. 1. The difference Arthropods biodiversity between organic and conventional coffee
plantations (1,100 – 1,300 m altitude).
30.4
21.6 12.8
3.2
9.6
0.8
17.6
2.4
0.8 0.8
Organic coffee plantation
Diptera
Hymenoptera
Lepidoptera
Aranae
Hemiptera
Trichoptera
Coleoptera
Orthoptera
Mantodea
Blattodea
36.5
35.1
1.4
5.4
18.9
1.4 1.4
Conventional coffee plantation
Diptera
Hymenoptera
Hemiptera
Aranae
Lepidoptera
Coleoptera
Trichoptera
Table 1. Arthropods that function as natural enemies in organic and conventional coffee plantations
Organic Coffee Plantation Conventional Coffee Plantation
Pre
da
tor
Order Family Total
Species Individu Order Family
Total
Species Individu
Hymenoptera Formicidae 14 1.901 Hymenoptera Formicidae 12 2.922
Vespidae 1 3 Vespidae 1 16
Diptera Dolichopodidae 3 11 Diptera Dolichopodidae 2 2
Asilidae 1 1 Syrphidae 1 94
Syrphidae 1 2 Araneae Lycosidae 1 15
Empididae 1 3 Clubionidae 2 5
Hemiptera Nabidae 1 42 Aranaidea 1 1
Reduvidae 2 9 Trichoptera Hydropsychidae 1 10
Mantoidea Mantidae 1 1
Coleoptera Staphylinidae 3 14
Carabidae 2 2
Areneae Lycosidae 1 16
Clubionidae 1 5
Nephilidae 1 6
Aranaidea 1 1
Trichoptera Hydropsychidae 1 243
Total 7 16 35 4 8 21
Organic Coffee Plantation Conventional Coffee Plantation
Pa
rasi
toid
Order Family
Total
Species Individu Order Family
Total
Species Individu
Hymenoptera Ichneumonidae 4 55 Hymenoptera Ichneumonidae 4 20
Braconidae 4 54 Braconidae 3 40
Torymidae 1 1 Eulopidae 1 1
Bethylidae 1 1 Scelionidae 1 1
Torimidae 1 1
Total 1 4 10 1 5 10
Generally in organically-managed coffee plantations, populations of arthropods that are potentially as natural
enemies are much higher than those conventional ones. It is indicates that the applications of insecticides and
various other chemical compounds in the conventional coffee plantation have a negative impact on the natural
enemies of coffee plant pests. Quite a lot of research results show that the use of broad-spectrum synthetic
pesticides is very bad for the natural enemies of insect pests [1][2][3]. Broad spectrum pesticides such as
organophospate disruptive to beneficial species, such as natural enemies and facilitate secondary pest outbreaks
[4].
Reference
[1] Zacharia, J T 2011 Ecological Effects of Pesticides. Pesticide in modern world risks and benefits
(Stoydcheva, M. Edt.). InTech. www.intechopen.com.
[2] Abrol D P and Shankar U 2014 Pesticide, food safety and pest management. ResearchGate.
https://www.researchgate.net/publication/269338615.
[3] Hill M P, Macfadyen S and Nash M A 2017 Broad spectrum pesticides application alters natural enemy
communities and may facilitate secondary pest outbreaks. PeerJ. https://dx.doi.org/10.7717/peerj.4179.
[4] Laurence J F and Britton B 1994 Australian Beetles. Melbourne University Press. Australia. pp 192
[5] CSIRO 1991 The Insects of Australia: A Text Book for Students and Research Workers. Division of
Entomology. Melbourne University Press. Carlton Victoria. pp 1137
[6] Jocque R and Schoeman A S D 2006 Spider Families of the World. Belgium: Royal Museum for Central
Africa. pp336
[7] Geiber F, van der Lubbe S C T M, Brunsting A M H and de Snoo G R 2010 Insect Abundance in Cow Dung
Pats of Different Farming Systems. Entomologische Berichten. 70 106-110.
[8] Montanez M N and Suares A A 2014 Impact of Organic Crop on the Diversity of Insects: A Review of
Recent Research. Revista Colombiana de Entomologia. 40 131-142.
top related