LAPORAN AKHIR PENELITIAN STATEGI NASIONAL Institusi

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


and conventional coffee plantations (altitude 1100 – 1300 m) ……………….. 9


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


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


Pa

rasi

toid

Order Family

Total


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).




Pre

da

tor

Order Famili Total


Total

Species Individu

Hymenoptera

Formicidae 14 1.901 Hymenoptera

Formicidae 12 2.922


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


Trichoptera Hydropsychidae 1 243 Trichoptera Hydropsychidae 1 10

Coleoptera

Staphylinidae 3 14

Carabidae 2 2

Areneae


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


Pa

rasi

toid

Order Family

Total


Total



Ichneumonidae 5 20


Torymidae 1 1 Eulopidae 1 1

Bethylidae 1 1 Scelionidae 1 1

Torimidae 1 1

Total 1 4 10 1 5 11

10




Pre

da

tor

Order Famili Total


Total

Species Individu

Hymenoptera

Formicidae 8 821 Hymenoptera

Formicidae 4 215


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 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


Pa

rasi

toid

Order Family

Total


Total



Ichneumonidae 4 15


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.

https://www.researchgate.net/publication/269338615

http://dx.doi.org/10.5772/47244

https://dx.doi.org/10.7717/peerj.4179

https://dx.doi.org/10.1371%2Fjournal.pone.0128766

https://www.researchgate.net/publication286042190

https://dx.doi.org/10.3389%2Ffpubh.2016.00148

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

[email protected], 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.

mailto:[email protected]

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


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


Pre

da

tor

Order Family Total

Species Individu Order Family

Total

Species Individu

Hymenoptera Formicidae 14 1.901 Hymenoptera Formicidae 12 2.922


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


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


Pa

rasi

toid

Order Family

Total

Species Individu Order Family

Total

Species Individu

Hymenoptera Ichneumonidae 4 55 Hymenoptera Ichneumonidae 4 20


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

http://www.intechopen.com/

https://www.researchgate.net/publication/269338615

https://dx.doi.org/10.7717/peerj.4179

[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.

Documents

LAPORAN AKHIR PENELITIAN STATEGI NASIONAL Institusi