PENGENDALIAN HAYATI Biological Control Hari Purnomo, PhD DIC

Kontrak Kuliah Pengantar Pengendalian Hayati (pesticide treadmill, sejarah, definisi dan scope, Musuh alami) 2x PH pada serangga hama (Parasitoid, Predator, Patogen serangga) 3 x PH pada Nematoda Parasit Tanaman 1 x PH pada Gulma 1 x Strategi Pengendalian Hayati 1x UTS PH pada Penyakit Tanaman 6 x UAS

Journal Biological Control Biocontrol Biocontrol science and technology J. Invertebrate Pathology J. Economic Entomology www.doaj.org www.sciencedirect.com www.springer.com www.entsoc.org

Grading & Rules Final Grade: A to E Components : Quiz, Presentation, Writing paper, Mid semester test, Lab. Practical, End semester test Not allowed entering class after 15 minutes from the schedule Integrity, cheating, plagiarism 80 % attendance at lecturing 100 % attendance at lab. or fieldpractical

Why Use Natural Enemies? Pests? Control Alternatives Why “go biological” ? The pesticide “treadmill” Target pest resurgence Secondary pest outbreaks Pesticide resistance Fewer pesticides available Human health and environmental concerns

Target Pest Resurgence

Secondary Pest Outbreaks

Pesticide Resistance

Registered Pesticides (1914-1999)‏

Ecological Basis of Biological Control Add density dependent mortality factor increase biotic pressure reduced carrying capacity

Types of Biological Control

Pengendalian Hayati Smith (1919) : Penggunaan musuh alami untuk mengendalikan populasi hama (baik introduksi atau manipulasi) De Bach (1964) membedakan antara pengendalian alami (natural control) dan pengendalian hayati (biological control).

De Bach (1964) & van den Bosch (1982) Pengendalian Hayati aksi dari musuh alami (parasit, predator, dan patogen untuk menekan populasi hama pada tingkatan yang lebih rendah dibandingkan bila tidak ada musuh alami (ada campur tangan manusia) Pengendalian Alami adalah pengaturan kepadatan populasi organisme karena tekanan faktor biotik dan abiotik tanpa campur tangan manusia

The use of living organism to suppress the population of a spesific pest organism, making it less abundant or less damaging than it would otherwise be (Eilenberg et al., 2001).

Biological Control/Biocontrol Who ? What ? How ?

Agens pengendali hayati (biological control agens) Predator (Serangga, laba-laba & Tungau) Parasitoid (Serangga) Patogen (Jamur, Bakteri, Virus, nematoda, Mikrosporodia) Herbivor pemakan gulma (Serangga) Patogen menyerang gulma (jamur) Antagonis

"What" -- the objective one is trying to achieve using the natural enemies. Reduction Prevention Delay

The objective of prevention biological control is to keep the population of a potential pest from reaching a high, or economic, level. Rather than waiting until a threshold has been exceeded by the potential pest (exceeding the threshold makes it a "pest" by definition), as with reduction, prevention requires early intervention, before a pest buildup occurs.

The objective of delaying a pest buildup is not intuitive The objective of delaying a pest buildup is not intuitive. This objective is similar to prevention, in that both require early intervention, before a population exceeds a threshold. However, delay means that the population will eventually build up to a high level, but it does so at a time when the species is no longer considered a pest.

"How" -- the tactical approach taken to achieve the objective. Conservation Augmentation Importation/introduction/Classical

Strategi Pengendalian Hayati

Tipe BC type and 3 Komponen Conservation, Suppressive Soils Cropping System Natural Enemy Classical Augmentation Inoculative, Competitive Exclusion Pest Complex

Classical biological control The intentional introduction of an exotic, usually co-evolved, biological control agent for permanent establishment and long-term pest control’

Introduksi musuh alami 8 Step Studi pendahuluan Pengembangan proposal project Studi biologi dan seleksi musuh alami Karantina dan skrening sebelum pelepasan Produksi dan pelepasan musuh alami Evaluasi musuh alami setelah pelepasan Dokumentasi seluruh kegiatan selama program Adalah pelepasan introduksi secara sengaja sebuah spesies agens pengendali hayati dengan tujuan agar mapan secara permanen dan sebagai pengendalian hama jangka panjang

Inoculation biological control ‘The intentional release of a living organism as a biological control agent with the expectation that it will multiply and control the pest for an extended period, but not permanently’

Inundation biological control ‘The use of living organisms to control pests when control is achieved exclusively by the released organisms themselves’

Augmentasi Inundansi adalah penggunaan orga- nisme hidup untuk me- ngendalikan hama ketika pengendalian tersebut hanya bisa /eksklusif oleh organisme/musuh alami yang dilepas-kan Inokulasi adalah pelepasan organisme hidup sebagai agens pengendali hayati dengan harapan mu- suh alami tersebut bisa memperbanyak diri /berkembang dan mampu mengendalikan hama pada waktu tertentu, tetapi tidak dalam waktu yang lama /permanen.

Kategori Inokulatif Inundatif Tujuan populasi Progeni dari musuh alami yang dilepas diharapkan survive dan multiply Musuh alami dilepas tanpa ada ekspetasi progeny untuk survive (as released) Populasi hama target Generasi hama yang akan datang (musim selanjutnya) Generasi hama saat dilepas Strategi Preventif Kuratif

Identifikasi pasar untuk solusi pengendalian hama Enam langkah pengembangan augmentasi musuh alami Identifikasi pasar untuk solusi pengendalian hama Identifikasi efikasi strain musuh alami untuk produkasi, efikasi ini baik untuk hama target dan biaya produksi Pengembangan metode produksi massal Pengembangan metode penyimpanan Pengembangan metode transportasi Pengembangan metode pelepasan dan jumlah yang dibutuhkan dalam pelepasan pada berbagai situasi yang berbeda.

Conservation biological control ‘Modification of the environment or existing practices to protect and enhance specific natural enemies or other organisms to reduce the effect of pests’

Konservasi Modifikasi lingkungan atau praktek budidaya yang bertujuan untuk melindungi dan mening-katkan jumlah dan peran musuh alami untuk me- ngurangi populasi hama. Mengurangi Penggunaan Pestisida Menyediakan makanan (nectar dan pollen) Menyediakan habitat yang permanen, tempat berlindung (shelter) dan mikroklimat yang sesuai Menyediakan mangsa atau inang alternatif

Keuntungan PH Mengendalikan populasi hama dengan biaya murah (setelah establish) Tidak bersifat negatif terhadap lingkungan (non- target efek) Tidak menyebabkan terjadinya resistensi hama

Kerugian Efektivitas Agens hayati sangat ditentukan oleh ambang ekonomi yang ditetapkan Riset sebelum dipastikan program pengendalian hayati membutuhkan effort yang sangat besar (scientific, cost, time) Adanya non-target efek Ditemukan adanya resistensi pada biopestisida (Bt)

Sejarah Pengelolaan Hama

Awalnya pengendalian hama dilakukan dengan melihat hubungan dengan keyakinan (religi) (do’a, ritual dance dll.) dan menggunakan bahan-bahan alami 2500 BC orang sumerian menggunakan belerang untuk mengendalikan hama serangga dan tungau 1200 BC pestisida nabati dikembangkan sebagai seed treatment di China Pengendalian hayati pertama yang tercatat adalah tahun 300 AD di China. Oecophyla smaragdina

Aldrovandi pada tahun 1962 pertama mengamati adanya adanya parasit serangga pada larva kupu-kupu Martin Lister tahun 1685 pertama dengan tepat mendiskripsikan parasitoid Hymenoptera Ichneumonida pada Lepidoptera Philosophical Transactions of the Royal Society of London described parasitism by Ichneumonid wasps on caterpillars Penyakit pada serangga pertama dideteksi dalam sebuah percobaan Agostino Bassi 1835 dengan menggunakan Beauveria bassiana pada ulatsutera

1752 Carl Linneus menduga bahwa “every pest has a natural enemy Di Eropa R. Reaumur (1734) melepaskan Lacewing di greenhouse untuk mengendalikan kutu Aphids 1752 Carl Linneus menduga bahwa “every pest has a natural enemy Pada 1840’s predators dilepas untuk mengendalikan ulat ngengat Gypsy dan serangga hama di taman.

Wheat midge Sitodiplosis mosellana diketahui menyerang Amerika utara, diduga berasal dari Eropa 1855 Asa Fitch N.Y. state entomologist mengajukan proposal untuk impor parasit dari England ----- tidak berhasil

Sukses pertama kali imporatasi musuh alami untuk mengendalikan gulma (Prickly pear cactus) pada tahun 1865, menggunakan Cochineal, kutu (Homoptera yang ditransfer dari India

C. V. Riley - the “Father of modern biological control” 1873 Importasi internasional pertama musuh. Sebagai Missouri state entomologist C.V. Riley mengirim predatory mite Tytoglyphus phylloxera untuk mengendalikan kutu phylloxera di Perancis : establishment but no control 1879 C.V. Riley dipromosikan menjadi Chief entomologist untuk USDA – Mengimport parasitoid untuk cabbage butterfly. Established, but not very effective agent

Cottony Cushion Scale: California Success Cottony Cushion Scale (Icerya purchasi) ditemukan pertama kali di Menlo Park 1868 pada tanaman acacia Industri jeruk di California tumbuh di sekitar Los angeles - 3-4 yrs kemudian ditemukan hama tersebut di Los Angeles. Pada tahun 1880 hama telah menyebab ke seluruh California dan merugikan industri jeruk. Pengendalian kimia menggunakan fumigasi Sianid hanya menghasilkan relatif kecil dampak ke hama tersebut.

C.V. Riley Menduga dan mengkonfirmasikan bahwa CCS berasal dari Australia Riley Mengumpulkan dana dan mengirim Albert Koebele to ke australia pada tahun 1888 Keobele Menemukan lalat parasitoid (Cryptochetum iceryae) danpredator koksinela (Rodolia cardinalis) [formerly Vedalia]