1.2. Epidemiologi Penyakit Tumbuhan (2): Perkembangan Penyakit Tumbuhan sebagai Proses Perubahan Populasi

Pada tulisan sebelumnya saya telah menjelaskan bahwa epidemiologi penyakit tumbuhan mempelajari perkembangan populasi penyakit tumbuhan dalam ruang dan waktu. Pengertian ini menyiratkan bahwa yang menjadi pokok bahasan dalam epidemiologi penyakit tumbuhan adalah perubahan penyakit, bukan keadaan penyakit pada suatu waktu dan tempat tertentu. Secara lebih rinci lagi, yang menjadi pokok bahasan adalah proses perubahan yang terjadi dari waktu ke waktu dan dari satu titik ke titik lain pada suatu lahan pertanaman atau suatu kawasan. Tulisan ini menguraikan proses perubahan dalam dua bagian. Bagian pertama menguraikan proses perubahan dalam kaitan dengan daur penyakit dan bagian kedua menguraikan perubahan berkaitan dengan populasi penyakit. Kedua bagian tersebut saling berkaitan satu sama lain karena terjadinya daur penyakit akan mengubah populasi penyakit.

1.2.1. MATERI KULIAH 

1.2.1.1. Membaca Materi Kuliah
Ketika mempelajari ilmu penyakit tumbuhan, Anda sudah berkenalan dengan apa yang disebut daur penyakit (disease cycle) yang terdiri atas proses infeksi, sporulasi, dan diseminasi yang terjadi secara berulang (recurrent). Untuk penyakit-penyakit tumbuhan yang disebabkan oleh jamur, infeksi terdiri atas sub-proses perkecambahan, penetrasi, dan kolonisasi; sporulasi terdiri atas sub-proses produksi sporofora, produksi spora, dan pematangan spora; dan diseminasi terdiri atas sub-proses pelepasan spora, pengangkutan spora, dan deposisi spora. Proses infeksi dimulai oleh spora yang berperan sebagai inokulum primer (primary inoculum) yang menyebabkan terjadinya infeksi primer (primary infection). Bila tersedia tumbuhan inang yang rentan dan keadaan lingkungan yang sesuai maka daur penyakit akan menghasilkan inokulum sekunder (secondary inoculum) yang menyebabkan terjadinya infeksi sekunder (secondary infection). Untuk penyakit-penyakit tumbuhan yang disebabkan oleh golongan patogen lainnya, sub-proses yang terjadi bisa berbeda. Namun, yang menjadi prinsip di sini adalah bahwa suatu proses selalu menjadi bagian dari proses yang lebih besar dan terdiri atas proses yang lebih kecil (sub-proses) dan bahwa setiap proses yang lebih kecil menentukan proses yang lebih besar.

Daur penyakit yang disederhanakan

Setiap proses dan sub-proses dalam daur penyakit memerlukan waktu tertentu untuk berlangsung. Jumlah waktu yang diperlukan mulai dari sub-proses perkecambahan sampai pada sub-proses deposisi inokulum merupakan waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu daur penyakit. Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu daur penyakit tersebut sangat bergantung pada karakteristik patogen, khususnya daur hidup (life cycle) patogen, misalnya daur hidup jamur bercak daun kacang tanah. Patogen jenis tertentu memerlukan waktu yang sangat singkat untuk menyelesaikan satu daur penyakit, sebaliknya patogen jenis lainnya memerlukan waktu yang jauh lebih panjang. Selain itu, waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu daur penyakit juga bergantung pada media pengangkutan yang digunakan oleh inokulum untuk mencapai permukaan organ tumbuhan inang. Inokulum yang pengangkutannya berlangsung melalui udara atau air memerlukan waktu yang singkat, sebaliknya inokulum yang pengangkutannya melalui biji atau tanah memerlukan waktu sangat lama. Selain itu, patogen yang memerlukan inang penggilir (alternate host) untuk menyelesaikan daur hidupnya, seperti misalnya jamur karat tertentu, akan memerlukan waktu yang juga lama, bahkan bisa sangat lama, seperti misalnya daur hidup penyakit karat daun gandum yang disebabkan oleh jamur Puccinia triticina (nama ilmiah ssebelumnya Puccinia recondita f.sp. tritici) yang memerlukan tumbuhan Thalictrum speciosissimum sebagai inang penggilir (alternate host).

Konsekuensi dari waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu daur infeksi adalah apakah inokulum sekunder masih dapat atau tidak kembali menginfeksi populasi tumbuhan inang yang sebelumnya diinfeksi oleh inokulum primer. Bila waktu yang diperlukan singkat maka inokulum sekunder akan berkesempatan kembali menginfeksi populasi tumbuhan inang yang sama, sedangkan bila waktu yang diperlukan lama maka kesempatan tersebut tidak diperoleh karena tumbuhan inang telah dipanen atau mati. Namun kesempatan inokulum sekunder untuk menginfeksi kembali populasi tumbuhan inang yang sama juga bergantung pada perilaku reproduksi patogen, dan lama hidup tanaman, dan umur tanaman pada saat infeksi primer terjadi. Jenis jamur tertentu memerlukan tumbuhan lain sebagai inang penggilir sehingga inokulum sekunder yang dihasilkan dari inang penggilir tidak berkesempatan untuk menginfeksi kembali tumbuhan inang yang sebelumnya diinfeksi oleh inokulum primer. Pada pihak lain, dari segi lama hidupnya tanaman dapat merupakan tanaman semusim atau tanaman tahunan. Pada tanaman semusim, jika infeksi terjadi menjelang panen maka inokulum sekunder tidak dapat mengingeksi populasi tanaman yang sama karena tanaman sudah dipanen. Sebaliknya pada tanaman tahunan, inokulum sekunder selalu dapat menginfeksi kembali populasi tanaman yang sama karena panen tanaman tahunan tidak dilakukan sengan menebang tanaman.

Proses monosiklik dan proses polisiklik

Berdasarkan atas tersedianya kesempatan bagi inokulum sekunder untuk menginfeksi kembali populasi tumbuhan inang dari mana inokulum tersebut dihasilkan, proses perkembangan penyakit dibedakan menjadi proses monosiklik (monocyclic process) dan proses polisiklik (polycyclic process). Proses perkembangan penyakit terjadi melalui daur penyakit. Oleh karena itu, proses monosiklik juga dapat disebut proses daur penyakit tunggal dan proses polisiklik dapat disebut proses daur penyakit majemuk. Proses monosiklik terjadi bila inokulum sekunder tidak berkesempatan untuk menginfeksi kembali populasi tumbuhan inang dari mana inokulum yang bersangkutan dihasilkan. Sebaliknya proses polisiklilk terjadi bila inokulum sekunder berkesempatan untuk kembali menginfeksi populasi tumbuhan inang dari mana inokulum yang bersangkutan dihasilkan. Penyakit-penyakit yang berkembang melalui proses monosiklik disebut penyakit-penyakit monosiklik atau penyakit-penyakit daur tunggal, sedangkan penyakit-penyakit yang berkembang melalui proses polisiklik disebut penyakit-penyakit polisiklik atau penyakit-penyakit daur majemuk. 

Penyakit-penyakit tumbuhan yang perkembangannya berlangsung melalui proses monosiklik disebut penyakit-penyakit monosiklik (monocyclic diseases), misalnya penyakit-penyakit yang disebabkan oleh patogen bawaan tanah pada umumnya (busuk kering fusarium aneka kacang, fusarium dry rot of beans yang disebabkan oleh jamur Fusarium solani f.sp. phaseoli (Burkh.) W.C. Snyder & H.N. Hansen (1941)), penyakit-penyakit pascapanen (penyakit busuk coklat buah batu, brown rot of stone fruits yang disebabkan oleh jamur Monilinia fructicola (G.Winter) Honey (1928), M. laxa (Aderh. & Ruhland) Honey (1945), dan M. fructigena Honey (1945)), dan penyakit-penyakit karat demisiklik (karat cedar-apel, cedar apple rust yang disebabkan oleh jamur karat Gymnosporangium juniperi-virginianae Schwein. (1822)). Sebaliknya Penyakit-penyakit tumbuhan yang perkembangannya berlangsung melalui proses polisiklik disebut penyakit-penyakit polisiklik (polycyclic diseases), misalnya penyakit-penyakit dengan inokulum terbawa udara atau terbawa air antara lain penyakit hawar lambat kentang dan tomat (late blight of potato and tomato) yang disebabkan oleh Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. Penyakit tumbuhan tertentu lainnya berkembang melalui proses monosiklik dan proses polisiklik sekaligus, misalnya penyakit kudis apel (apple scab) yang disebabkan oleh jamur Venturia inaequalis (Cooke) G.Winter (1875)

Van der Plank, bapak epidemiologi penyakit tumbuhan modern, menggunakan istilah penyakit-penyakit bunga tunggal (simple interest diseases) untuk penyakit-penyakit monosiklik dan penyakit-penyakit bunga berbunga (multiple interest diseases) untuk penyakit-penyakit polisiklik, mengibaratkan inokulum sekunder sebagai bunga tabungan di bank yang dapat berupa bunga harian, mingguan, bulanan, atau bahkan tahunan. Bila bunga bank dihitung bulanan dan tabungan ditutup pada akhir bulan maka bunga hanya diperoleh satu kali (bunga tunggal). Bila bunga bank dihitung harian maka bunga ditambahkan setiap hari sebagai modal sehingga jumlah modal terus bertambah dari bunga yang kembali disetorkan sebagai modal (bunga berbunga).

Kedua kategori penyakit ini menimbulkan konsekuensi yang berbeda dalam kaitan dengan perkembangan populasi penyakit dalam waktu dan ruang, yang menjadi pokok bahasan epidemiologi penyakit tumbuhan. Oleh karena itu, untuk bisa memahami materi epidemiologi penyakit tumbuhan selanjutnya, perlu terlebih dahulu benar-benar dipahami kedua konsep tersebut. Untuk memperoleh uraian lebih lengkap dan contoh penyakit-penyakit yang tergolong monosiklik dan polisiklik, silahkan baca tulisan mengenai perkembangan penyakit (dalam waktu) pada situs American Phytopathological Society (APS). Tulisan tersebut akan saya ulas kembali secara lebih rinci pada tulisan-tulisan berikutnya.

Tumbuhan inang dapat terinfeksi oleh bukan hanya satu inokulum primer. Akibatnya, pada satu individu tumbuhan inang dapat terjadi lebih dari satu daur penyakit yang masing-masing dimulai oleh inokulum primer. Selain itu, pada penyakit-penyakit polisiklik, tumbuhan inang juga dapat kembali terinfeksi oleh inokulum sekunder. Hasilnya adalah pada satu individu tumbuhan inang dapat terjadi banyak gejala penyakit yang sama dan/atau tanda patogen yang sama dalam waktu yang hampir bersamaan. Selain itu, pada satu hamparan pertanaman terdapat banyak individu tumbuhan inang yang masing-masing juga dapat terinfeksi oleh inokulum primer dalam waktu yang hampir bersamaan menghasilkan lebih banyak gejala penyakit yang sama dan/atau tanda patogen yang sama. Jumlah gejala penyakit yang sama dan/atau tanda patogen yang sama, baik yang timbul pada satu individu tumbuhan inang maupun pada seluruh tumbuhan inang yang sama dalam satu hamparan, itulah yang kemudian disebut populasi penyakit. Meskipun gejala suatu penyakit bukan merupakan mahluk hidup, penyebab penyakit merupakan mahluk hidup. Dengan demikian, penyakit yang ditimbulkan oleh mahluk hidup patogenik dapat dianalogikan sebagai populasi.

Sebagaimana populasi suatu spesies mahluk hidup, populasi penyakit tumbuhan juga mempunyai ukuran populasi. Ukuran populasi terdiri atas padat populasi (population density) sebagai ukuran primer dan laju perubahan padat populasi (population growth rate) sebagai ukuran turunan (sekunder). Untuk penyakit tumbuhan, padat populasi penyakit ditentukan relatif terhadap kondisi tumbuhan. Padat populasi penyakit yang ditentukan relatif terhadap tumbuhan inang tersebut dikenal sebagai intensitas penyakit (disease intensity). Intensitas penyakit diukur dengan menggunakan gejala penyakit dan/atau tanda patogen sebagai satuan pengukuran. Pengukuran intensitas penyakit dengan menggunakan gejala penyakit dan/atau tanda patogen sebagai satuan akan saya uraikan pada kegiatan belajar berikutnya (Materi Kuliah 3). Tetapi sebelum mengakhiri tulisan ini, saya ingin mengingatkan agar Anda jangan pernah menyebut intensitas serangan penyakit. Ada dua alasan mengapa istilah ini sangat tidak tepat. Pertama, penyakit bukan mahluk hidup sehingga tidak mungkin bisa menyerang. Kedua, intensitas serangan berkaitan dengan cara patogen menyerang, yang tidak bisa kita lihat, sedangkan gejala penyakit dan/atau tanda patogen yang digunakan sebagai satuan pengukuran intensitas penyakit merupakan akibat, bukan merupakan proses maupun cara patogen menyerang.   

 

1.2.1.2. Mengakses dan Membaca Pustaka Wajib
Silahkan klik halaman Pustaka Daring untuk mengunduh buku teks wajib yang perlu dibaca untuk mendalami materi kuliah ini. Selain itu, silahkan juga mengklik pustaka daring berikut ini:

• APS, (2015). Disease progress. Diakses dari: http://www.apsnet.org/edcenter/advanced/topics/EpidemiologyTemporal/Pages/Disease%20Progress.aspx
• McKellar, M. (n.d.). General Disease Cycle of Plant Pathogenic Fungi. Diakses dari: http://umaine.edu/gardening/files/2011/11/disease-life-cycle-handouts1.pdf
• Nelson, E.B. (1994). The disease triangle and the disease cycle. Turf Grass Trends. Diakses dari: http://archive.lib.msu.edu/tic/tgtre/article/1994aug8b.pdf
• Raid, R. (2011a). Signs of Plant Diseases. Plant Pathology Guidelines for Master Gardeners. Diakses dari: http://erec.ifas.ufl.edu/plant_pathology_guidelines/module_04.shtml
• Raid, R. (2011b). Symptoms of Plant Diseases. Plant Pathology Guidelines for Master Gardeners. Diakses dari: http://erec.ifas.ufl.edu/plant_pathology_guidelines/module_03.shtml

Mahasiswa wajib menyampaikan judul buku, judul bab buku, dan isi bab buku yang telah dibaca terkait dengan materi kuliah ini melalui Laporan Melaksanakan Kuliah dan Mengerjakan Tugas.

1.2.1.3. Kuis

Setelah membaca materi kuliah 1.1 dan materi kuliah 1.2 serta mengklik tautan dan membaca pustaka serta pustaka yang diberikan pada materi kuliah, setiap mahasiswa wajib mengerjakan kuis secara mandiri untuk mengevaluasi diri dalam memahami kedua materi kuliah:

1. Mengerjakan dan Memasukkan Lembar Jawaban Kuis selambat-lambatnya pada Senin, 6 Februari 2023 pukul 24.00 WITA
2. Memeriksa Daftar Lembar Jawaban untuk Memastikan Lembar Jawaban Kuis sudah masuk dan memeriksa nilai yang diperoleh.

Pada saat memeriksa daftar lembar jawaban, silahkan periksa sendiri berapa nilai yang Anda peroleh. Bila memperoleh nilai <60 berarti Anda belum memahami materi kuliah sehingga perlu membaca kembali kedua materi kuliah. Mahasiswa yang tidak mengerjakan quiz tidak akan memperoleh nilai untuk setiap quiz yang tidak dikerjakan.

1.2.2. TUGAS KULIAH

1.2.2.1. Menyampaikan dan Menanggapi Komentar dan/atau Pertanyaan

Setelah membaca materi kuliah ini, silahkan menyampaikan komentar dan/atau pertanyaan mengenai hal-hal berkaitan langsung dengan materi kuliah tetapi belum diuraikan secara jelas, bukan komentar dan/atau pertanyaan mengenai hal yang tidak berkaitan langsung atau yang sudah diuraikan dalam materi dan juga bukan komentar dan/atau pertanyaan yang sama dengan yang sudah disampaikan oleh mahasiswa lain. Ketik komentar dan/atau pertanyaan di dalam kotak komentar yang terletak di sebelah bawah materi kuliah ini selambat-lambatnya sampai pada Senin, 6 Februari 2023 pukul 24.00 WITA. Kunjungi kembali materi ini beberapa hari kemudian dan tanggapi komentar dan/atau pertanyaan yang disampaikan oleh minimal satu mahasiswa lain, prioritaskan komentar dan/atau pertanyaan yang belum ditanggapi oleh mahasiswa lain. Komentar dan/atau pertanyaan yang tidak berkaitan dengan materi ini atau yang sama dengan yang telah disampaikan oleh mahasiswa lain akan diabaikan dalam penilaian. Salin (copy) komentar dan/atau pertanyaan yang disampaikan untuk dilaporkan dalam Laporan Melaksanakan Perkuliahan Daring. Setiap mahasiswa juga wajib menyampaikan laporan penyampaian pertanyaan dan/atau komentar dan memberikan tanggapan terhadap pertanyaan dan/atau pertanyaan yang disampaikan oleh mahasiswa lain pada saat mengikuti ujian tengah semester.

 

1.2.2.2. Membagikan Blog Mata Kuliah dan Materi Kuliah

Sebagai mahasiswa milenial, setiap mahasiswa tentu mempunyai akun media sosial untuk tujuan menampilkan diri. Gunakan media sosial masing-masing juga untuk tujuan belajar dengan cara membagikan blog mata kuliah dengan mengklik pilihan tombol media sosial untuk membagikan blog secara keseluruhan dan membagikan setiap materi kuliah dengan mengklik tombol pilihan media sosial yang disediakan pada setiap materi kuliah selambat-lambatnya sampai pada Senin, 6 Februari 2023 pukul 24.00 WITA. Catat tautan (link) pembagian blog dan pembagian materi kuliah melalui media sosial masing-masing untuk dilaporkan dalam Laporan Melaksanakan Perkuliahan Daring. Setiap mahasiswa wajib menyampaikan laporan pembagian blog dan materi kuliah pada saat mengikuti ujian tengah semester.

1. 2.2.3. Mengerjakan Tugas Projek
Pada areal pertanaman kacang tanah yang sudah diizinkan oleh pemiliknya untuk melakukan pengamatan, sampaikan kepada pemilik bahwa Anda akan melakukan pengamatan penyakit bercak daun pada tanaman kacang tanah dan untuk itu maka Anda perlu menentukan dan menandai tanaman yang akan Anda amati. Setelah memperoleh izin, lakukan sebagai berikut:

1. Tentukan apakah areal pertanaman merupakan lahan datar atau lahan miring
2. Siapkan tiang penanda dari ranting atau bilah bambu yang dibelah sebanyak 15 buah yang pada bagian ujungnya, dengan menggunakan tali rafia diikatkan potongan plastik yang ditulisi nomor 1 sampai nomor 15 dengan menggunakan spidol permanen.
3. Sambil membawa tiang penanda yang sudah disiapkan, silahkan menuju salah satu batas lahan pertanaman, misalnya batas utara kalau lahan datar atau batas pada bagian tertinggi jika lahan miring, lalu tentukan tiga titik pada batas tersebut, terdiri atas satu titik di tengah dan masing-masing satu titik di sebelah kanan dan kiri titik pertama pada jarak yang kira-kira di tengah di antara titik pertama dengan batas kanan dan batas kiri.
4. Pada titik pertama lihat ke arah batas yang berlawahan lalu dalam garis lurus tancapkan sebanyak 5 tiang penanda di dekat satu individu tanaman kacang tanah, mulai dengan tiang penanda bernomor 1 sampai bernomor 3 dengan jarak yang kurang lebih sama ke arah batas yang berlawanan.
5. Ulangi langkah 4 pada titik kedua untuk menancapkan tiang ke-6 sampai ke-10 dan pada titik ketiga untuk menancapkan tiang ke-11 sampai ke-15.
6. Buat denah batas areal pertanaman dengan arah baris dan letak tanaman yang akan diamati pada setiap baris pada selembar kertas, cantumkan nama mahasiswa dan judul denah, lalu foto denah setelah selesai dibuat.
7. Buat foto areal pertanaman secara keseluruhan setelah selesai dilakukan penempatan seluruh tiang penanda dan foto letak satu tiang penanda dengan tanaman kacang tanag di dekatnya.
   

Foto areal pertanaman secara keseluruhan, denah baris dan posisi tanaman yang ditandai dengan tiang pancang, dan foto satu individu tanaman yang telah ditandai dilaporkan sebagai bagian dari Laporan Melaksanakan Kuliah dan Mengerjakan Tugas dan sebagai file untuk diunggah pada halaman mata kuliah di situs SIADIKNONA.

2.3. ADMINISTRASI PELAKSANAAN KULIAH

Untuk membuktikan telah melaksanakan perkuliahan daring materi kuliah ini, Anda wajib mengakses, menandatangani presensi, dan mengumpulkan tugas di situs SIADIKNONA. Sebagai cadangan, silahkan juga menandatangani daftar hadir dan memasukkan laporan melaksanakan kuliah dan mengerjakan tugas dengan mengklik tautan berikut ini:

1. Menandatangani Daftar Hadir Melaksanakan Kuliah selambat-lambatnya pada Rabu, 7 Februari 2024 pukul 24.00 WITA dan setelah menandatangani, memeriksa daftar hadir yang telah ditandatangani;
2. Menyampaikan Laporan Melaksanakan Kuliah dan Mengerjakan Tugas selambat-lambatnya pada Senin, 12 Februari 2024 pukul 24.00 WITA dan setelah menyampaikan, memeriksa untuk memastikan bahwa laporan sudah masuk.

Mahasiswa yang tidak mengisi dan memasukkan Daftar Hadir Melaksanakan Kuliah dan Laporan Melaksanakan Kuliah dan Mengerjakan Tugas akan ditetapkan sebagai tidak mengikuti perkuliahan.

**********

Hak cipta blog pada: I Wayan Mudita
Revisi sebelumnya: 19 Februari 2019, revisi termutakhir: 6 Februari 2024.

Hak cipta selurun tulisan pada blog ini dilindungi berdasarkan Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License. Silahkan mengutip tulisan dengan merujuk sesuai dengan ketentuan perujukan akademik.