sistem pertanian pada bentang...

SISTEM PERTANIAN SISTEM PERTANIAN PADA BENTANG LAHANPADA BENTANG LAHAN

PTI4208 Pertanian Berlanjut

Bab 10. CONTOH PERTANIAN BERLANJUT

Oleh : Sri Karindah dan Medha Baskara

Tujuan Instruksional

¨ Membahas contoh pertanian berlanjut yang memanfaatkan biodiversitas tanaman pertanian

¨ Membahas interaksi biodiversitas tanaman pertanian dengan biodiversitas flora-fauna asal hutan

Outline

1. Biodiversitas tanaman pertanian2. Biodiversitas flora-fauna hutan3. Biodiversitas flora-fauna di lahan pertanian4. Interaksi biodiversitas pertanian dan biodiversitas

hutan tropis5. Contoh sistem pertanian berlanjut yang

memanfaatkan interaksi biodiversitas pertanian dan hutan.

Karakteristik Hutan Tropis

¨ Rata-rata temperatur di bulan (terdingin) >18ºC¨ Curah hujan >2000 mm, musim kering < 4 bulan¨ Tanaman Deciduous < 15%¨ Ketinggian kanopi pohon tertutup > 25m¨ Elevasi < 1000 m

Tipe Hutan berdasarkan Jumlah Curah Hujan¨ 800-2000mm : Closed canopy forest forms ¨ 2000-4000mm : Semi-evergreen & Evergreen¨ 4000-8000mm : Wet rainforest¨ >8000 : Pluvial Forest

Sebaran Hutan Tropis

¨NEOTROPICAL (4 juta km2)Trans Pegunungan Andes, Pesisir Venezuela, Amazon, danAtlantik

¨MELASIA (2.5 juta km2)Asia tenggara hingga Australia utara, Western Ghats & Srilanka. Terdapat perbedaan Biogeografi antara Zona Asia & Zona Papua-Australia

¨AFRIKA (1.8 juta km2)Cekungan Kongo, dan Area Barat ke Tengah Afrika, Madagaskar

Biodiversitas di Hutan Tropis

¨ Terdapat 1.4 juta organisme, 400.000 diantaranya kumbang, meliputi 40% semua Arthropods

¨ Keragaman Katak di Kalimantan ± 140 spesies¨ Keragaman burung di Indonesia berjumlah ± 1.599 dengan

± 353 jenis burung endemik (Indonesia nomor 4 di Dunia, )¨ Jumlah taxa (Famili) lebih tinggi dibanding hutan temperate¨ Jumlah spesies dalam famili juga lebih besar¨ Beberapa famili Lebah dan Parasitoid lebih rendah di tropis¨ Perbandingan wilayah :

Keragaman Fauna à Neotropics>Afrika>AsiaKeragaman Flora à Neotropics>Asia>Afrika

Mengapa Biodiversitas Hutan penting?

¨ Ecosystem services¨ Re-newable resources¨ Potential cultivation (new crops) or¨ Improved cultivation (genetic diversity)¨ Bio-prospecting¨Cultural importance :

How much species worth?

Mengapa Biodiversitas Hutan penting?

“ Biodiversitas merupakan harta karun penting khususnya tidak hanya bagi sumber adaptasi, tapi juga sumber mitigasi terhadap perubahan lingkungan global "

Eduardo Rojas (Asisten Direktur Jenderal FAO)

Pengelolaan Biodiversitas Hutan

Sustainable Management

Reso

urce

Time

§ Timber production§ Water § Community Values§ Carbon§ Biodiversity

Pengelolaan Biodiversitas Hutan

Uniform Management Specialised Management

§ Taman Nasional§ Taman Hutan raya dll

§ Pengelolaan biodiversitashutan bambu di TN, dll

Biologi Reproduksi Pohon Hutan

¨ Reproduksi sangat penting dalam pemeliharaan populasi

¨ Reproduksi seksual mendorong variasi genetik à kombinasi berbeda, saling silang dan mutasi

¨ Strategi dalam menghadapi variasi kondisi lingkungan

¨ Kunci evolusi oleh seleksi alam

ADULT PLANT

SEEDLING

SAPLING SEED

establishmentgermination

dispersal

pollination

growth

survival

growth

survival

sexual

asexual

apomixis

self pollination

Harrison, 2010

Interaksi Biodiversitas Hutan-Pertanian

¨ Penyediaan sumber air/hidrologi dan siklus hara

¨ Polinasi/penyerbukan tanaman pertanian oleh fauna hutan

¨ Penyebaran biji (secara biotik & abiotik)¨ Pengendalian hama dan penyakit¨ Penunjang kehidupan musuh alami dalam

Bagaimana Fauna hutan mencaribuah/bunga untuk dimakan/dihisap?

¨Deteksi lokasi dengan indra¨Menggunakan inspeksi/pemeriksaan

wilayah serta pemilahan berdasar pengalaman (mis. saat memilih buah untuk dimakan)

¨ Tanpa menggunakan memori (bersifat simple) saat menelan dan mencerna buah atau nectar bunga

Sumber: Corlett, 2010

(Yumoto. 2000).

Sumber: Corlett, 2010

Pollination (Penyerbukan)

¨ Penyerbukan, merupakan jasa lingkunganyang sangat penting untuk produksi tanaman

¨ Berhubungan langsung dengan habitat alamiàdianggap ‘selayaknya’ ada di alam (free service) dan tersedia setiap saatà free public good

¨ Dapat terus dilakukan fauna hutan (burung, serangga, mamalia, dll) selama dalamjangkauan homerange habitat.

Penyerbukan Bunga Tumbuhan

POLLEN VECTOR ANGIOSPERMS POLLINATEDWind 8.3 % . Water 0.6 % .Bees 16.6 % .Hymenoptera 18.0 % .Butterflies/Moths 8.0 % .Flies 5.9 % .Beetles 88.3 % .Thrips 0.2 % . Birds 0.4 % .Bats 0.07 % .

Buchmann & Nabhan, 1996 dalam Harrison, 2010

Fauna Hutan mendeteksi buah/bunga

¨ Bervariasi antar famili hewan, diantaranya :

Penyerbukan berdasar Polinator

BudidayaBudidaya BuahBuah Durian Durian

PenyerbukanPenyerbukan BuahBuah Durian Durian

¨ Dua faktor yang paling mempengaruhi yaitu pollinator (Yumoto. 2000 dan Bumrungsri et al. 2009) dan waktu penyerbukannya (Honso et al. 2004).

¨ Waktu efektif penyerbukan bunga durian berlangsung dalam periode antara 6 jam sebelum hingga 12 jam setelah mekar dikenal dengan Efective Pollination Period (EPP).

¨ EPP dipengaruhi oleh tiga parameter reproduksi pohon, yaitu tingkat penerimaan putik, pergerakan buluh serbuk sari, dan umur bakal buah (ovule).

¨ Pollinator : Kelelawar buah/Eonycteris spelacea (Bumrungsri et al. 2009), Burung pemakan serangga /nectariniidae dan lebah madu raksasa (Yumoto. 2000).

PenyerbukanPenyerbukan BuahBuah Durian Durian

¨ Tiap varietas durian memiliki karakter bunga dan serbuk sari berbeda, yang menyebabkan variasi pada jenis pollinator dan tingkat keberhasilan penyerbukan.

¨ Kelelawar merupakan agen penyerbuk paling efektif, kedatangannya bersifat sporadis yg tertarik pada tumbuhan durian yg berbunga secara serentak (Bumrungsri et al. 2008).

¨ Jenis-jenis durian yang penyerbukannya dibantu burung (ornithophily) memiliki karakter warna yang menarik, aroma tidak terlalu kuat, dasar bunga dalam, dan waktu mekar di siang hari.

¨ Penyerbukan bunga durian oleh serangga adalah bunga yang berwarna kekrem-kreman/cenderung putih, aroma yang kuat, dan bidang bunga yang lebar atau dasar bunga yang dangkal. (Yumoto. 2000).

Sumber: Yumoto. 2000

Budidaya Sayuran Brassica rapa (caisin)

¨ Caisin merupakan tanaman sayuran penting di Indonesia danAsia. Daun bertangkai, bentuk oval, warna hijau mengkilap.

¨ Penelitian dilakukan di pinggir hutan & jauh dari hutan¨ Serangga penyerbuk pertanaman caisin didominasi oleh

Hymenoptera (10 spesies). Serangga penyerbuk dari ordoDiptera (2 spesies), Coleoptera (1 spesies), dan Lepidoptera (6 spesies) ditemukan dengan kelimpahan rendah.

¨ Lebah Apis cerana, Ceratina sp., dan A. dorsata (Apidae: Hymenoptera) memiliki kelimpahan tinggi, masing-masing43.11, 36.98, dan 8.36%, spesies lainnya dengan kelimpahankurang dari 3%.

Sumber: Tri Atmowidi, 2008

¨ Keanekaragaman pollinator serangga ditemukan tinggi dipagi hari (pukul 08.30-10.30), yang berkaitan dengantingginya sumberdaya (bunga, serbuksari, & nektar).

¨ Faktor lingkungan, seperti suhu, kelembaban udara, danintensitas cahaya berpengaruh terhadap keaneka-ragamanserangga penyerbuk.

¨ Pada pertanaman caisin dipinggir HUTAN, dimana seranggaberperan dlm penyerbukan, terjadi peningkatan jumlah biji per polong, jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman, dan perkecambahan biji.

¨ Kelimpahan individu serangga penyerbuk berpengaruh positifterhadap jumlah biji yang dihasilkan

(sumber: Tri Atmowidi, 2008)


BudidayaBudidaya KelapaKelapa SawitSawit(Oil Palm)(Oil Palm)

Foto: Kurniatun Hairiah

Elaeidobius kamerunicus

Kelapa sawit native dari Afrika Barat è tanam di Asia untuk memenuhi kebutuhan……TETAPI…produksi rendah!Manual pollination .. tidak efisien dan terlalu mahalè Dikembang biakkan pollinator native dari kamerun

Budidaya Kelapa Sawit

¨ Perkebunan kelapa sawit selama ini dikenal bertentangandengan biodiversitas lingkungan terutama bila dibandingkandengan bentuk hutan sebelumnya.

¨ Namun dengan menambah biodiversitas di lapisanunderstory perkebunan kelapa sawit, memberikan kontribusiuntuk memelihara beberapa keanekaragaman hayati(Aratrakorn et al 2006.)

¨ Manipulasi eksperimental dari pengembangan lapisanunderstory menunjukkan mempunyai manfaat yang signifikanbagi burung mirip perkebunan lainnya (karet, kopi & kakao)

Emergent adalah lapisan hutan di atas 40 meter yang terdiri dari pohon raksasa. Contohnya adalah pohon Redwood. Pohon inidapat mencapai tinggi hingga 120 meter. Namun hanya sedikit pohon Emergent.Kanopi adalah lapisan hutan yang terletak diketinggian 40 meter ke bawah. Contohtumbuhan di sini adalah Durian. Di sini banyakterdapat hewan seperti Monyet dansebagainya. Lapisan ini adalah lapisan yang paling banyak mendapat cahaya.Understorey adalah bagian yang meliputitumbuhan rambat, pakis, dan sebagainya. Contohnya adalah Sirih, Paku, dansebagainya. Di sini banyak terdapat kadaldan ular. Dasar hutan adalah lapisan meliputi rumputdan semak. Dasar hutan hanya mendapat 1-2% cahaya mata hari. Di sini banyakterdapat hewan pemburu, rumput, dll

Budidaya Kelapa Sawit

¨ Understory bisa menyediakan sumber makanan, tempatberlindung dan berkembang biak bagi burung dan spesies lain sehingga keanekaragaman hayati terjadi

¨ Kelimpahan Burung dan musuh alami dapat digunakan untukmengurangi kelimpahan serangga herbivora, sehingga burungpemakan serangga dapat memberikan kontribusi terhadappengendalian hama alami, memperkuat pembenaran untukmelestarikan keanekaragaman hayati dalam lanskap pertanian(Koh 2008b).

¨ Selanjutnya, perkebunan kelapa sawit dengan peningkatanunderstory bahkan dapat berfungsi sebagai koridor antaraekosistem alam

(Na´jera & Simonetti, 2010)

¨ Biodiversitas pada kebun kelapa sawit ditingkatkan dengan pengelolaan vegetasi di antara / di bawah kelapa sawit (understorey), jumlah burung pemakan serangga lebih banyak daripada di lahan kelapasawit yang di sekelilingnya dibersihkan dari tb2-an (Without understorey)

BudidayaBudidaya Kopi Kopi MultistrataMultistrata

HutanHutan

Burung cabai (Dicaeum

chysorrheum)

Cabai jawa (Dicaeum

trochileum)

Pentis pelangi (Prionochilus percussus)Burung cabai

(Prionochilus maculatus)

Sikatan ninon

(Eumyias indigo)

Takur tutut(Megalaima

rafflesii)

Cica kopi melayu

(Pomatorhinus montanus)

Rangkong (Buceros bicornis)

Cica daun sayap biru

(Chloropsis conchinchin

ensis)

Punai gading (Treron verans)

Delimukan(Chalcophap

s indica)Kadalan

birah (Phaenicophaeus curvirostri

s)

Sempur hujan darat

(Eurylaimus ochromalus)

Burung api(Ceyx

erithacus)

Kehicap ranting

(Hypothymis azurea)

Burung madu(Aethopyga temminckii)

Burung tikus(Rhinomyias

olivacea)

Srigunting

(Dicrurus sp.)

Caladi ulam(Dendrocopus macei)

Peladuk (Malalcocincla sp.)

Burung madu belukar

(Anthreptes singalensis)

Peladuk (Trichastoma

bicolor)

Rangkong (Aceros

undulatus)

Kutilang jenggot

(Alophoixus bres)

(Alophoixus

ochraceus)

Burung madu

(Anthreptes simplex)

(Calyptomena viridis)

(Ixos malaccensis)

(Hypsipetes

flavala)(Phaenic

ophaeus diardi)

Pelatuk(Picus canus)

Peladuk (Stachyris nigriceps)

Peladuk (Stachyris striolata)

Murai(Trichixos

yrrhopygus)

Kirik-kirik

(Merops sp.)

Burung madu rimba(Hypogramma

hypogrammicum)

Kepodang kuduk hitam

(Oriolus chinensis)

Kepodang ungu kecil(Coracina fimbriata)

Sikatan hijau laut

(Eumyias thalassina)

Burung hantu(Bubo

sumatrensis

Pelatuk merah(Picus

miniaceus)

Caladi tikus

(Sasia abnormis)

Jingjing bukit

(Hemipus picatus)

Perenjak sayap garis)

(Prinia familiaris)

Sepah hutan (Pericrotus flammeus)

Kedasih hitam

(Surniculus lugubris)

Burung madu

(Anthreptes simplex)

Kopi campuranKopi campuran

Puyuh batu (Coturnix chinensis)

Perenjak gunung(Prinia

atrogularis)

Perenjak rawa

(Prinia flaviventris

)Kutilang

(Pycnonotus aurigaster)

Layang-layang rumah

(Delichon dasypus)

Perenjak belalang

lurik(Locustella lanceolata)

Kekep babi(Artamus

leucorynchus)

Alang-alang: Imperata grasslandAlang-alang: Imperata grassland

Budidaya Kopi

¨ Praktek budidaya kopi multistrata memiliki fungsi lindung bagi daerah aliran sungai & secara finansial berkelanjutan (Sumberjaya, Lampung, Budidarsono & Wijaya, 2003).

¨ Vandermeer (2002) menyatakan bahwa biodiversitaskopi multistrata dapat menyerupai hutan alami untukbeberapa famili terutama burung.

¨ Perkebunan kopi multistrata juga dapat menunjangpengurangan erosi kawasan (Perfecto et al., 1996; Mogueland Toledo, 1999), dan penyerapan (sequestrasi) karbon(Fournier, 1995; Miirquez-Barrientos, 1997; DeJong et al., 1995, 1997)

(Budidarsono & Wijaya, 2003)

Budidaya Kopi

¨ Biodiversitas burung tinggi karena pertanian kopi multistrata mampu berfungsi sebagai habitat seperti hutan alami. Makanan burung adalah hama tanaman kopi sehingga burung berfungsi sebagai pengendali hama tanaman alami.

¨ Vandermeer (2002) juga menyatakan bahwa perkebun an kopi di Meksiko mampu berfungsi sebagai tempat singgah bagi burung migrasi dengan densitas melebihi hutan alami.

Ngadirejo, Poncokusumo,

Kelimpahan biodiversitas invertebrata mendukung secara langsung pengurangan populasi hama

Kelimpahan biodiversitas tumbuh-tumbuhan mendukung secara langsung kelimpahan biodiversitas invertebrata

¨ Kelimpahan hama lebih rendah pada lahan pertanian yang biodiversitasnya lebih tinggi

Rerata populasi predator (Metioche vittaticollis, Anaxipha longipennis dan Paederus spp.) lebih tinggi di pertanaman padi yang tidak disiang bersih gulmanya (Monochoria vaginalis, Limnocharis, Fimbristylis, Cyperus iria)dibandingkan pada pertanaman padi konvensional

rainy season 2004-2005

0

1

2

3

4

5

2WAT 4WAT 6WAT 8WAT 10WAT 12WAT 14WAT 16WAT

(Weeks After Planting)

Num

ber

of M

etio

che

per

10

hills

selectiveweedingweed strip

farmer

dry season 2005

00,5

11,5

22,5

33,5

4


(Weeks After Transplanting)

Num

ber

Met

ioch

e pe

r 10

hi

lls


farmer

dry season 2005

0

5

10

15

20

25

30



Num

ber

of P

aede

rus

spp.

selective weeding

weed strip

farmer

dry season 2005

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5



Num

ber

of A

naxi

pha

per

10

hills


farmer

Fungsi Tumbuhan Liar Bagi Kehidupan Heksapoda Predator dan Parasitoid

¨ Inang alternatif bagi mangsa atau inang¨ Sumber pakan tambahan: nektar dan polen¨ Tempat berlindung (shelter)¨ Tempat bertelur (oviposisi)

“GULMA” sebagai SHELTER

Rice seedling

Rice

P.conjugatum

P.repens

M.vaginalis

L.flava

L.chinensis

F.miliaris

E.tenella

E.indica

E. colonumD. ciliaris

Cynodon sp.

C.rotundusC.iria

C.dactylon

20

10

0

Plants

No.

Egg

s

Jumlah telur Metioche vittaticollis(predator) yang diletakkan masing-masing pada bibit padi, padi umur 1 bulan setelah transplanting dan 14 species gulma pada uji pilih peletakan telur secara bebasBeberapa predator membutuhkan tempat spesifik untukberkembang biak

Telur yang disisipkan pada batang tumbuhan

Source: http://benton-franklin.wsu.edu/agriculture/Farmscaping.html

FARMSCAPING

FARMSCAPING

¨ "Farmscaping" adalah suatu pendekatan holistik pengendalian hama dan penyakit tanaman pada suatu lahan pertanian yang fokus pada peningkatan biodiversitas untuk mempertahankan populasi serangga berguna, burung, kelelawar, dan kehidupan liar lainnya sebagai bagian dari progam pengelolaan ekologi hama dan penyakit tanaman

FARMSCAPING

¨ Farmscaping perlu memperlakukan “beneficial wildlife” sebagai "minature livestock" yang perlu dipelihara seperti memelihara ternak sapi, kambing, ayam dan lain-lain.

¨ Farmscaper perlu belajar dan mengamati jenis tumbuhan yang sesuai untuk tanaman pinggir, cover crop, “flower beds” yang berhubungan “beneficial wildlife”.

¨

Keuntungan Farmscaping

¨ Farmscaping menurunkan kebutuhan pestisida, menurunkan biaya dan mengurangi paparan bahan kimia pada petani dan konsumen.

¨ Farmscaping sederhana dan murah untuk diimplementasikan.

¨ Farmscaping menambah keindahan lansekap.¨ Farmscaping juga dapat menambah pendapatan

sampingan untuk petani, seperti ternak lebah, bunga potong dan fish farming.

Kekurangan Farmscaping

¨ Farmscaping memerlukan pengamatan dan manajemen lebih dibandingkan cara konvensional untuk mendapatkan keuntungan maksimum.

¨ Karena farmscaping lebih tergantung pada siklus alami, sehingga keefektifannya tidak akan sama dari musim ke musim

Kurniatun Hairiah

Pentingnya diversitas tanaman bagi kehidupan biota

Crop diversity & its rotation,

Organic Resource Quality

Soil Tillage, fertilization

Sustainable Agro-ecosystems

CLIMATE MANAGEMENT

Soil Fauna Soil Structure

Water cycleC and N cycle

N Use Efficiency Water Use Efficiency

C sequestration

Drivers

Factors

Processes

Services

(Brussard et al., 2006)

Su

pp

lyE

fici

ency

Use

No Fungsi Biologi Grup fungsional

1 Siklus hara, mineralisasi/ immobilisasi

Mikro & makro organisma tanah

• Fiksasi N• Serapan P

Pemfiksasi N ~ bebas, simbiosis dengan akar legume

2 Dekomposisi Mikroorganisma

3 Bioturbasi Akar tanaman, Ecosystem engineer

• Agregasi tanah Akar, mikoriza, meso & makrofauna tanah

• Redistribusi BO Akar, mikoriza, makrofauna tanah

4 Pengendali hama Predator, parasit, pathogen

Fungsi Biota Utama

Nematoda

MIKROPREDATOR

Bacterivores Fungifores Plant parasitiesomnivores predatorsIIII

N-fixersMycorrhiza

MIKROSYMBION

Inang spesifikIII ketersediaan haraIII

BacteriaProtistsFungi

“Dekomposer” sbg. BIOMASA MIKROBIA

IVIV

Cacing tnh*“Ecosystem Engineers”* Dekomposers* Macropredators

MAKROFAUNA

EpigeicAnecicEndogeicI

Rayap

(Big

nel e

t al.,

200

0)

Pencampuran Tanah Secara Biologi(bioturbasi)

Rayap

Semut

Cacing tanahAKAR

Penggali Tanah

CONTOH KASUSDari Sumberjaya, Lampung BaratFungsi Biodiversitas Tanah (Dewi et al, 2005)

Earthworms sampling SOIL MONOLITH

No Species Func Orig HA HT AF KM TP HR AL 1. Megascolecidae

sp./Morphospesies 1 End N

2. Metaphire javanica grup/Morphospesies 2

Epi N

3. Metaphire 1/Perionyx excavatus

Epi N

4. Metaphire 2/Amynthas gracilis

Epi N

5. Ocnerodriidae: Malabariinae sp. /Morphospesies 3

End E

6. Nematogenia panamaensis/Morphospesies 4

End E

7. Ocnerodrilus occidentalis/ M4

End E

8. Dichogaster saliens/Morphospesies 5

End E

9. Gordiudrilus elegan/ Dichogaster bolaui

End E

10. Pontoscolex corethrurus /aff. Pontoscolex corethrurus 1

End E

Jumlah 3 5 6 6 3 4 1

Earthworm DIVERSITY (Taxonomi, Functional Group)

4 species disappeared

Common Species

Tolerable

Macropore = 0.78 Roots – 15.6 B/Pnon-Pontoscolex +

5.02 Litter thickness (R2 = 0.98**)

èManaging Crop Diversity is the key factor for maintaining Soil macropore

Stepwise regression analysis

Variable T-value

P-value

Y R2

Roots DW 9.37 0.001** PV = 4.79 + 0.74 Root Dw 0.85** Litter

thickness 6.10 0.004** PV = - 0.40 + 10.1 Litter thickness 0.58*

Ratio B:Pnon

Pontoscolex -3.27 0.031* PV = 9.65 + 34.5 B/P non

Pontoscolex 0.47*

Impact of forest conversion to agricultural land on Nematoda diversity (BGBD-UNILA, Lampung)

(Gede Swibawa, 2007)

Effect cropping pattern in coffee based agroforestry system on abudance of parasite nematode (Radopholus)

Cropping patternPopulation

(idividu per 300 cc soil)

Monoculture 97.47 bCoffee + banana 328.39 aCoffee+ Gliricidia 95.02 bCoffee + Gliricidia +

Avocado 88.47 bCoffee + Gliricidia +

Avocado + Mahogany 136.92 b

Probability 0.0005

(Swibawa et al, 2008)

Litter thickness and population density of nematode in various land use systems

(Gede Swibawa, 2009)

Kesimpulan

¨ BioDiversitas tanaman pertanian perlu dipertahankan, untuk:¤ Diversitas Jenis masukan BO¤ Iklim mikro

¨ Mempertahankan BIOTA yang menguntungkan dan menekan Biota yang merugikan

sistem pertanian pada bentang...

Documents