Isu dan polisi penggunaan racun perosak dalam tanaman padi

Telah jelas bahawa pendekatan alternatif untuk pengurusan perosak padi diperlukan. Bagi mengatasi serangan penyakit dan perosak utama padi, kemajuan yang pesat telah dibuat untuk membangunkan varieti dengan kerintangan yang sesuai (Jena dan Mackill 2008, Zeigler dan Savary 2009) dan dalam banyak kes, terutamanya kerintangan kepada penyakit, varieti ini berjaya (Bonman et al 1992, Jena dan Mackill 2008). Kerajaan mula memikirkan semula keperluan untuk dasar pemberian subsidi bagi penggunaan racun perosak. Mereka juga mula mengetatkan peraturan racun serangga dengan penguatkuasaan lebih ketat di beberapa negara pengeluar beras. Pengurusan perosak bersepadu (IPM) adalah pendekatan yang telah dibangunkan supaya petani digalakkan untuk menyekat penggunaan racun perosak sehingga perosak mencapai tahap kerosakan ekonomik (Teng, 1994).

Walau bagaimanapun, beberapa tekanan telah menyebabkan penggunaan racun perosak yang tinggi bagi tanaman padi, walaupun terdapat bukti-bukti jelas penggunaan racun perosak bagi kawalan serangga dan penyakit sering menjadi tidak produktif kerana kesan buruk ke atas organisma berfaedah dan keseimbangan semulajadi:

• Petani, pembuat dasar, dan pegawai-pegawai pengembangan telah terbiasa untuk menggunakan racun perosak sebagai "ubat" bagi menyembuhkan masalah perosak, dalam kebanyakan kes sebagai ubat pencegahan, dan sebagai "insurans" terhadap kecederaan (Zadoks 1985), "masalah" yang sebenarnya hanya menyebabkan kerugian yang kecil.
• Didorong oleh motif keuntungan, syarikat-syarikat kimia menjalankan kempen pemasaran intensif yang diterajui oleh sekumpulan jurujual yang hadir dalam kawasan tanaman padi.
• Ketika mana upah ladang telah meningkat kerana pertumbuhan ekonomi di Asia, racun rumpai digunakan bagi menggantikan amalan mencabut rumpai secara manual (Naylor 1996), termasuklah peralihan kaedah menanam dari pemindahan kepada kaedah tabur terus (Pandey dan Velasco 2005). Di Asia, kira-kira 20% daripada kawasan padi ditanam secara tabur terus: hampir semua kawasan selatan Vietnam dan Semenanjung Malaysia ditanam secara tabur terus, manakala kaedah pemindahan padi masih cenderung digunakan di Indonesia dan Bangladesh. Rumpai adalah punca kerugian hasil tertinggi yang kronik dalam padi (Savary et al 2000).
• Pendekatan IPM sering mengandungi maklumat yang terlalu intensif, dan beberapa negara telah mengamalkan kaedah inovatif kos rendah untuk mencapai jumlah besar petani yang mengamalkan IPM dengan mesej secara berterusan. Tanpa kaedah ini, mesej daripada syarikat-syarikat kimia yang berulang-ulang dan kerap mendominasi dan menyebabkan penamatan amalan belajar di kalangan petani (Escalada et al 2009).
• Varieti padi utama yang ditanam di kawasan yang besar masih terdedah kepada perosak atau rintangan varietal boleh diatasi oleh perosak walaupun kemajuan yang berterusan dalam pembiakan bagi ciri kerintangan berganda dalam varieti padi yang ditanam (Bonman et al 1992, Jena dan Mackill 2008). Penggunaan racun serangga yang tinggi cenderung untuk mempercepatkan pecahan kerintangan dalam varieti yang rintang (Gallagher et al 1994). Dalam tahun 1990-an, petani di Vietnam yang menggunakan racun perosak terutamanya organophosphate dan karbamat, yang kekal dominan (35% daripada semburan) dalam tahun 2000-an (Escalada et al 2009). Ia telah menunjukkan bahawa, dengan mengurangkan penggunaan racun serangga, terutamanya di peringkat awal tanaman, biodiversiti musuh semulajadi akan kembali bagi sawah padi dalam kuantiti yang cukup untuk menguruskan serangga perosak (Heong et al 2008). Tetapi sesetengah pihak masih mempersoalkan kesimpulan ini, termasuk pembuat dasar yang mempunyai pengaruh dalam dasar racun perosak negara.

Masa depan pengurusan perosak dalam padi, bagaimanapun, menjanjikan populasi perosak dikurangkan dan akhirnya mengurangkan penggunaan racun perosak. Pembiakbakaan tumbuhan akan menjadi lebih cekap disebabkan oleh kemajuan pembiakan molekul dibantu sehingga proses untuk pembiakan bagi kerintangan kepada perosak, dan peranan IPM menjadi lebih meluas dengan amalan yang lebih baik, kaedah penyebaran dipertingkatkan untuk menyebarkan maklumat kepada petani, dan melaksanakan dasar sokongan yang sepadan. Teknik kejuruteraan ekologi (Gurr et al tahun 2004, Gurr 2009) boleh membantu untuk memelihara atau memulihkan perkhidmatan ekosistem bagi kawalselia perosak untuk mengurangkan masalah perosak dalam tanaman padi. Oleh itu, pengurangan yang ketara dalam penggunaan racun serangga boleh bergantung kepada program pengawasan serentak yang kukuh bagi tujuan mengurangkan penggunaan racun serangga (Heong dan Escalada 2007, Cohen et al 2008).

Polisi racun perosak dan pengawalseliaan

Pelbagai dasar-dasar dan peraturan-peraturan racun perosak mempengaruhi penggunaan racun perosak dan alternatif amalan pengurusan perosak kepada tanaman padi. Walaupun kebanyakan negara maju seperti Amerika Syarikat mempunyai peraturan-peraturan alam sekitar dan dasar keselamatan makanan yang lebih mendalam daripada negara-negara membangun, kebanyakan negara-negara pengeluar beras mengetatkan peraturan racun perosak mereka secara beransur-ansur pada tahun-tahun kebelakangan ini. Dua puluh tahun yang lalu, ia bukan sesuatu yang luar biasa untuk tidak mempunyai peraturan racun perosak, tanpa mengira tahap ketoksikan. Hari ini, kebanyakan negara-negara (sekurang-kurangnya nominal) mematuhi piawaian antarabangsa bagi keselamatan makanan yang dibangunkan oleh CODEX Alimentarius Commission FAO / WHO. Badan ini adalah sebuah badan antarabangsa yang menetapkan garis panduan mengenai jumlah sisa racun perosak yang dianggap boleh diterima dalam penilaian keselamatan untuk kelulusan racun perosak tertentu.

Kebanyakan negara kini menggunakan klasifikasi WHO bagi tahap bahaya racun perosak dalam menentukan bagaimana untuk mengklasifikasikan dan menyekat bahan kimia tertentu. Produk individu dikelaskan dalam siri jadual, mengikut ketoksikan oral atau sentuhan produk teknikal, dan keadaan fizikal (pepejal atau cecair). Setiap produk jatuh di bawah salah satu daripada empat kumpulan: (Ia) amat berbahaya, (Ib) sangat berbahaya, (II) sederhana berbahaya, dan (III) sedikit berbahaya. Sesetengah negara-negara pengeluar beras utama telah mengharamkan racun perosak Kelas Ia dan Ib pada padi walaupun mereka membenarkan penggunaan yang terhad untuk tujuan lain. Racun perosak seperti monocrotophos, metil-parathion, azinphosmethyl, dan Carbofuran adalah bahan kimia Kelas I yang biasanya digunakan dalam tanaman padi (Heong dan Escalada 1997, Litsinger et al 2009) tetapi sekatan dilihat telah meningkat baru-baru ini. Walau bagaimanapun, banyak bahan kimia ini masih wujud di negara-negara di mana mereka telah diharamkan atau dihadkan penggunaannya, dan ada segelintir petani mencari jalan untuk membawa racun ini ke sawah padi. Walaupun selepas peraturan-peraturan dilaksanakan, ia akan mengambil masa bertahun-tahun untuk penguatkuasaan bagi mengambil tindakan terhadap berjuta-juta peniaga racun perosak dan petani yang mungkin lambat untuk mematuhi peraturan-peraturan ini.

Hampir setiap negara pengeluar beras mempunyai peraturan-peraturan yang mengikut garis panduan antarabangsa dan melibatkan pendaftaran racun perosak hanya selepas ujian lapangan di beberapa tapak dalam tempoh sekurang-kurangnya 2 tahun. Data disediakan pada kimia, keracunan, keberkesanan, dan sisa baki. Walau bagaimanapun, faktor-faktor utama yang terus menyebabkan kesihatan dan isu-isu alam sekitar adalah penggunaan berterusan bahan kimia tidak berdaftar dan penyalahgunaan (Tjornhom et al 1997) semua bahan kimia. Sebagai contoh, Heong et al (1995) mendapati bahawa, di Filipina, lebih daripada 80% daripada semburan racun serangga oleh petani dianggap sebagai penyalahgunaan. Pendidikan racun perosak yang tidak mencukupi adalah sebahagian daripada masalah, tetapi maklumat yang tidak betul yang disediakan oleh peniaga racun perosak tempatan adalah satu isu yang serius. Di samping itu, banyak negara-negara Asia tidak mengawal penggunaan nama-nama perdagangan pelbagai bahan aktif yang sama. Sebagai contoh, di China, bahan aktif yang sama dijual dalam beberapa kes di bawah lebih daripada 500 nama dagangan. Oleh kerana petani membeli racun perosak dengan nama-nama dagangan, mereka sering terkeliru.

Beberapa dasar racun perosak secara langsung dan tidak langsung mempengaruhi pengurusan perosak. Pertama, negara-negara memberi subsidi racun perosak secara langsung untuk menggalakkan penggunaannya. Dasar-dasar tersebut telah dilaksanakan di Filipina, Indonesia, Bangladesh, China, Malaysia dan banyak negara lain, terutamanya dalam tahun 1970-an, 80-an dan sehingga kini. Sebagai contoh, skim Masagana 99 bagi penggunaan racun perosak bersubsidi di Filipina pada tahun 1973-1986 dan Dasar Jaminan Bekalan Makanan 2008-kini di Malaysia. Subsidi racun termasuk bukan sahaja subsidi harga racun perosak tetapi juga perkhidmatan pengembangan oleh pegawai kerajaan dalam mempromosikan penggunaan bahan kimia di beberapa buah negara. Dalam beberapa kes, program kredit disokong kerajaan memerlukan penggunaan racun perosak dengan idea asas bahawa penggunaannya akan mengurangkan risiko tanaman. Juga, ia adalah perkara biasa bagi kerajaan untuk mengekalkan belanjawan kecemasan untuk membeli racun perosak bagi edaran percuma apabila wabak berlaku atau dilaporkan (Farah 1993). Disebabkan oleh jarak masa antara wabak dan dana bantuan tiba, racun perosak sering kali disediakan kepada petani hanya selepas wabak berakhir.

Baca juga Akta Racun Perosak 1974

[bersambung - Dasar kerajaan dalam memperkenalkan IPM]

Serangan bena perang: kerintangan terhadap racun dan gangguan ekosistem

Revolusi Hijau yang bermula lebih setengah abad lalu meningkatkan penggunaan racun kimia dalam pertanian. Secara khususnya, racun perosak digunakan pada padi, terutamanya racun serangga, meningkat dengan penggunaan varieti padi yang tidak mempunyai kerintangan terhadap banyak perosak (haiwan perosak dan patogen). Pakej teknologi disyorkan untuk padi pada 1960-an dan 70-an biasanya termasuk racun serangga, terutamanya organochlorine. Bahan kimia ini bukan sahaja membunuh serangga perosak, tetapi juga pemangsa semulajadi perosak. Pengawalseliaan semulajadi perosak dalam ekosistem padi telah terganggu, mewujudkan persekitaran yang menggalakkan bagi spesis perosak seperti bena perang. Menjelang 1980-an, kerintangan racun serangga menjadi satu masalah yang semakin meningkat, terutama bagi organophosphate dan karbamat yang telah menggantikan organochlorine. Peladang bertindak balas dengan meningkatkan dos atau dengan menggabungkan beberapa bahan kimia yang toksik. Hasilnya, lebih banyak pemangsa semulajadi terbunuh, pembentukan kerintangan racun serangga semakin pantas, dan kesihatan manusia dan alam sekitar terus terancam. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi daya tahan ekosistem padi telah dikaitkan dengan langkah-langkah yang diambil untuk meningkatkan keuntungan pengeluaran padi, seperti penanaman sepanjang tahun padi di atas tanah yang sama (mewujudkan keadaan yang baik untuk wabak perosak) dan aplikasi nitrogen yang tinggi kepada padi yang berhasil tinggi (meningkatkan kecenderungan untuk beberapa patogen dan serangga). Masalah serangan bena perang adalah isu yang tidak pernah reda dalam pengeluaran padi di Asia Tenggara. Setiap musim, ada sahaja laporan kerosakan akibat serangan serangga ini. Serangan wabak semakin menjadi-jadi akibat daripada penggunaan racun perosak.

Kerintangan terhadap racun perosak dan gangguan ekosistem

Pembentukan kerintangan racun perosak dari masa ke masa boleh mendorong petani untuk mengaplikasikan bahan kimia dalam jumlah yang lebih besar dan lebih toksik untuk menguruskan wabak perosak. Populasi bena perang di China dan Vietnam, misalnya, telah membangunkan kerintangan lebih daripada 200 kali ganda kepada beberapa racun serangga seperti neonicotinoid (Matsumura et al 2009).

Hubungan di antara penggunaan racun perosak dengan populasi bena perang

Kesan negatif racun serangga terhadap pemangsa semulajadi menyebabkan ketidakseimbangan ekologi yang membawa kepada wabak perosak. Racun serangga yang mempunyai kesan buruk ke atas artropod bukan sasaran seperti lebah, labah-labah, parasitoid, dan fauna akuatik membawa kepada fenomena buruk dalam ekosistem yang dipanggil “catastrophic synchronization” (Waage 1989). Fenomena ini bukan sahaja menyebabkan kematian pemangsa yang tinggi tetapi juga menyebabkan struktur web makanan menjadi tidak teratur, sekali gus menjadikan pemangsa tidak berkesan (Heong dan Schoenly 1998). Sebagai contoh, pada 1980-an, penggunaan racun perosak berlebihan menghancurkan populasi pemangsa bena perang di Indonesia, mengakibatkan wabak yang serius (Dawe 2002). Wabak serupa juga menjejaskan berjuta hektar tanaman padi di China setiap tahun (Cheng 2009).

Wabak bena perang dipengaruhi oleh jumlah, masa, dan jenis racun perosak yang digunakan dengan tujuan membunuh bena perang tetapi turut menghapuskan musuh semulajadi (Heong 1996). Masalah perosak menengah berlaku selepas racun perosak telah digunakan untuk mengawal perosak yang berbeza pada awal musim. Racun perosak berspektrum luas yang sering digunakan adalah sangat toksik kepada lebah, parasitoid dan pemangsa, dan fauna akuatik. Contoh bahan kimia ini adalah chlorpyrifos, cypermethrin, dan abemectin. Kesannya telah menyebabkan wabak bena perang yang telah didokumenkan secara meluas dan dibincangkan (Heong dan Schoenly 1998 dan Cara dan Heong 1994).

Impak kepada kesihatan manusia dan alam sekitar

Masalah kesihatan yang akut dan kronik yang dikaitkan dengan penggunaan racun perosak pada padi telah didokumentasikan (Rola dan Pingali 1993, Pingali et al 1994, Pingali dan Roger 1995, Antle dan Pingali 1994, Dasgupta et al 2006, Devi 2007). IRRI menilai kesihatan dan kos alam sekitar menggunakan racun perosak dalam pengeluaran padi di Filipina dan mendapati ia melebihi manfaat ekonomi (Rola dan Pingali 1993, Pingali dan Roger 1995). Pengguna mengalami masalah kesihatan yang akut dan kronik yang mengurangkan produktiviti pengeluaran padi.

Kebimbangan utama tentang penggunaan racun perosak pada padi adalah penyalahgunaan racun perosak yang berlebihan, dalam erti kata lain, menggunakan racun perosak yang salah pada masa yang salah dalam jumlah yang salah dengan perlindungan yang tidak mencukupi. Kajian klinikal yang dijalankan ke atas petani padi dan sayur-sayuran di Indonesia, Filipina, dan Vietnam mendapati bahawa kebanyakan petani terdedah kepada racun perosak mengalami sekurang-kurangnya satu kesan kesihatan yang negatif (Rola dan Pingali 1993, Antle dan Pingali 1994, Kishi et al 1995, Xuyen et al 1998). Di Bangladesh, 37% daripada petani menggunakan pengurusan perosak konvensional melaporkan masalah kesihatan seperti kerengsaan mata, sakit kepala, pening, muntah, sesak nafas, kesan kulit, dan sawan (Dasgupta et al 2006).

Bahagian badan yang terdedah kepada racun. Sumber : blog Mak Tam

Sawah padi mengandungi pelbagai organisma vertebrata dan invertebrata (Pingali dan Roger 1995). Vertebrata utama termasuk ikan, katak dan tikus, manakala invertebrata termasuk krustasia, mikro-krustasia, serangga akuatik dan larva serangga, siput, cacing, alga, dan bakteria. Golongan miskin di luar bandar bergantung kepada ikan, udang, dan organisma lain dari sawah padi, manakala kitar semula nutrien berlaku di tanah padi melalui interaksi antara mikro dan makro-organisma (Pingali dan Roger 1995). Oleh itu, organisma ini mesti berada dalam keseimbangan untuk mengekalkan pemakanan manusia dan kesuburan tanah. Penggunaan racun perosak mempunyai banyak kesan dalam rantaian makanan yang dikaitkan dengan pengeluaran padi, termasuk kesan ke atas beberapa spesis, komposisi relatif spesis, dan pengumpulan sisa baki dalam populasi yang masih hidup.

Pingali dan Roger (1995) memperincikan kesan-kesan racun perosak terhadap manusia dan alam sekitar. Berikut adalah ringkasan kesan racun perosak, berdasarkan keputusan mereka:

• bilangan vertebrat akuatik merosot dengan penggunaan racun perosak;
• sisa-sisa racun perosak dalam populasi vertebrata yang hidup cenderung menjadi rendah;
• populasi invertebrat mengalami kesan yang agak kecil disebabkan oleh pengurangan dalam populasi pemangsa seperti ikan dan katak;
• penurunan populasi cacing, yang mengurangkan makanan ikan dan pengudaraan tanah;
• ledakan alga berlaku tetapi kemudian merosot;
• kesan jangka panjang yang memudaratkan ke atas populasi mikrob adalah sedikit, dan
• keseimbangan pemangsa terganggu, yang membawa kepada kebangkitan perosak dan pembangunan masalah perosak menengah.

Kesan racun serangga pada populasi Artropod padi telah dikaji oleh Cohen et al (1994), Schoenly et al (1995), dan Heong dan Schoenly (1998). Kesan racun serangga telah ditunjukkan untuk diterjemahkan ke dalam kos ekologi dalam bentuk;

• pengurangan rantaian makanan panjang daripada kira-kira 3 hingga 2, menjadikan ladang yang disembur racun perosak lebih terdedah kepada kehadiran semula perosak;
• hubungan musuh perosak semulajadi dan struktur web makanan secara keseluruhan menjadi tidak teratur; dan
• artropod r-strategist, seperti bena perang, menjadi-jadi. Apabila tekanan racun serangga menurun, biodiversiti musuh semulajadi meningkat dua kali ganda dan populasi perosak menurun (Heong et al 2007).

Kawalan perosak peringkat awal (bahagian 2)

Semasa berada di SRI-Lovely Kampung Lintang, Sik kami mengadakan perbincangan dua hala bersama-sama petani yang sedang mempelajari kaedah agroekologi. Banyak input didapati daripada petani-petani dari Kedah ini. Perbincangan ini banyak memberi fokus kepada kawalan perosak pada peringkat awal tanaman. Dalam entri sebelum ini, beberapa kaedah alternatif telah diberi bagi kawalan perosak tanpa kimia pada peringkat 40 hari pertama.

Bagi kawalan ulat layar dan kutu beruang yang biasa menyerang pada pangkal tanaman padi, petani hanya perlu menaikkan aras air sawah bagi mengelakkan serangan serangga ini.

Bagi kawalan ulat lipat daun dan ulat pengorek batang, tabur sekam bakar yang dicampur dengan sedikit garam kasar. Selain daripada menghindar perosak, sekam bakar juga dapat menyuburkan tanah.

Daun pokok Gliricidia (kacang kayu atau gamal) juga boleh digunakan bagi menghindar ulat pengorek batang. Selain itu, ubi gadung, seperti mana yang pernah ditulis sebelum ini berkesan mengurangkan serangan ulat pengorek batang. Daun kacang kayu atau ubi gadong dihiring atau dihancurkan dan ditaburkan ke sawah.

Kaedah orang tua-tua dahulu juga boleh diamalkan bagi mengawal perosak. Antaranya membakar rumpun serai wangi di atas batas sawah bagi menghalau perosak dan menabur abu dapur kepada tanaman padi.

Itulah serba sedikit ilmu yang dapat dikongsi bersama petani di Kedah. SRI-Lovely juga sangat positif dengan amalan agroekologi yang akan dibawa ke sana. Kami sedang mendapatkan benih-benih tanaman berbunga yang sesuai ditanam di atas batas sawah bagi menggalakkan perkembangan spesis serangga parasitoid dan predator.

Semburan awal membawa padah

Wabak serangan bena perang adalah situasi yang tidak normal dalam ekosistem sawah padi. Wabak serangan merebak terjadi akibat salah urus di dalam amalan pertanian. Kawalan dengan menggunakan racun kimia secara berleluasa hanya akan memburukkan keadaan dan mewujudkan paradoks seperti mana yang pernah diterangkan sebelum ini.

Semburan racun serangga pada awal musim (40 hari selepas tabur) berkait rapat dengan kepercayaan petani bahawa perosak mula menyebabkan kerugian pada peringkat awal. Kawalan serangga seperti ulat lipat daun sering dibuat pada peringkat usia padi yang terlalu muda. Ini mengakibatkan penggunaan racun yang berlebihan dan membawa kepada penyalahgunaan racun. Tanpa disedari, semburan awal membuat sawah padi 10 kali lebih terdedah kepada wabak bena perang seperti mana yang diterangkan di sini. Ini kerana racun serangga akan membunuh serangga predator terutamanya serangga akuatik yang mencari mangsa di pangkal pokok padi. Akibatnya, populasi bena perang akan meningkat secara eksponential dan mengakibatkan kerosakan yang teruk seperti yang ditunjukkan di sini.

Kejuruteraan ekologi - tumbuhan berbunga bagi predator

Wabak serangan bena yang berterusan di dalam pengeluaran padi Asia telah membawa kepada peningkatan minat untuk mencari penyelesaian ekologi. Satu pendekatan ialah dengan menggunakan kejuruteraan ekologi untuk meningkatkan kesan musuh semulajadi oleh tumbuhan yang mempunyai nektar yang ditanam di ban sawah. Dalam penulisan sebelum ini ada ditunjukkan bahawa sawah padi dengan tumbuh-tumbuhan berbunga yang ditanam di ban mempunyai populasi predator dan parasitoid yang lebih tinggi.

Apakah tumbuhan yang mudah ditanam di sawah bagi tujuan ini?

Menguruskan perosak dengan alam semulajadi

Perosak harus dinilai semula secara kritikal dan dibuktikan bersalah sebelum penggunaan racun serangga difikirkan perlu. Ini adalah kesimpulan yang dibuat oleh Dr. K.L Heong dalam kajian meluas berkenaan dengan peranan biodiversiti dalam pengurusan serangga perosak padi. Penerbitan ini membuka jalan kepada pengurusan perosak yang mampan oleh biodiversiti dan perkhidmatan ekosistem.

Beratus-ratus spesies Artropod dalam ekosistem padi mempunyai pelbagai fungsi ekologi seperti herbivori (memakan tanaman padi), pemangsa, parasitization, pendebungaan, penguraian, dan kitaran nutrien. Herbivor sering dilabel sebagai "perosak" kerana mereka makan tumbuh-tumbuhan. Daripada lebih daripada 100 spesis, kurang daripada 10 spesis boleh menghasilkan kerugian (jika ia berlaku dalam jumlah yang cukup besar). Pemangsa dan parasitoid yang menyerang perosak akan memastikan populasi mereka terkawal. Hubungan jaringan makanan yang rumit diantara tumbuh-tumbuhan, serangga, dan biodiversiti yang kaya dengan spesis musuh semulajadi sentiasa berusaha ke arah keseimbangan untuk mencegah perkembangan dalam populasi spesis perosak.

Kejuruteraan ekologi adalah satu pendekatan untuk memulihkan atau meningkatkan biodiversiti spesies bunga dan fauna, landskap padi, supaya sumber dalam bentuk perlindungan dan makanan untuk musuh semulajadi dipertingkatkan. Ia adalah "rekabentuk masyarakat manusia dengan persekitaran semulajadi untuk manfaat kedua-duanya."

Menyelamatkan habitat

Dalam landskap padi, ban sawah dan habitat bukan padi menduduki sebahagian besar tanah. Ada yang dihuni dengan pokok buah-buahan dan pokok renek, atau ditanam dengan sayur-sayuran. Tetapi, petani sering menjadikannya sebagai kawasan sebagai tanah terbiar dan menyemburnya dengan racun perosak, kerana beranggapan kawasan ini menjadi perumah perosak. Kebanyakan perosak utama padi adalah monophagous (makanan mereka terhad kepada padi sahaja). Mereka hanya bergerak dari sawah ke sawah yang lain. Habitat bukan padi boleh menyediakan perlindungan, makanan, dan rumah untuk musuh semulajadi perosak padi.

Ban sawah dengan rumput saka Brachiaria adalah rumah kepada dua spesies cengkerik yang merupakan pemangsa yang "ganas" terhadap telur perosak yang diletakkan di atas daun. Mereka bergerak ke sawah padi mencari makanan pada waktu malam dan kembali ke rumah berumput mereka pada waktu siang. Banyak spesies labah-labah juga bergantung kepada habitat berumput ini.

Bunga vs perosak

Selain daripada memulihara habitat semulajadi, kejuruteraan ekologi boleh menambah biodiversiti melalui penanaman bunga yang kaya dengan nektar di atas ban sawah. Bunga-bunga ini menarik spesis lebah madu dan spesies lain yang menjalankan pendebungaan tanaman buah-buahan dalam landskap padi. Nektar juga merupakan makanan kepada banyak hymenopteran parasitoid, terutama yang mengawal spesies serangga perosak padi, seperti bena perang, pengorek batang dan ulat lipat daun.

Di Vietnam, kejuruteraan ekologi sawah, yang telah diperkaya dengan bunga yang kaya dengan nektar, mempunyai parasitisme lebih tinggi dan pemangsaan telur bena perang yang tertanam di dalam pokok padi meningkat dengan ketara. Tanpa menggunakan racun serangga, petani menuai hasil lebih tinggi tetapi dengan peningkatan besar dalam keuntungan daripada pengurangan penggunaan racun serangga. Perkara yang serupa telah diperhatikan dalam sawah padi hibrid di Jin Hua, China.

Tidak kepada racun

Gunakan racun serangga hanya apabila benar-benar perlu dan sebagai pilihan terakhir. Ini adalah satu rukun yang penting kejuruteraan ekologi. Racun serangga, adalah biosid. Organisma yang lebih berkemungkinan untuk dibunuh dalam sawah yang disembur racun serangga adalah yang mempunyai saiz kecil, badan lembut, dan mobiliti yang tinggi. Ironinya, spesis perosak cenderung untuk menjadi lebih besar dan kurang bergerak, maka mereka kurang terdedah kepada semburan.

Di samping itu, penyembur yang tidak berfungsi dengan baik menyebabkan semburan titisan jatuh di atas tanah atau ke dalam air yang menjejaskan banyak spesis predator. Memandangkan padi adalah habitat tidak kekal, semua spesies yang hidup di dalamnya adalah pendatang, termasuk perosak dan musuh semulajadi. Pada peringkat awal tanaman, perosak dan spesis musuh semulajadi bergerak di dalam sawah dan di mendudukinya. Ban sawah dengan bunga yang berkhidmat sebagai rumah musuh semulajadi menjadi sumber pemangsa seperti labah-labah dan cengkerik. Pemangsa akan makan penduduk awal, detritivore (organisma yang memakan sisa organik), seperti agas dan lalat dalam sistem akuatik padi sebelum perosak tiba. Juga dalam sistem akuatik padi, wujud pemangsa seperti microvelids - serangga yang menyerang perosak seperti jerung yang kelaparan.

Cabaran di dalam kejuruteraan ekologi

Spesis pemangsa dan parasitoid merupakan pengawal selia penting terhadap populasi perosak. Walau bagaimanapun, racun serangga digunakan semasa rutin semburan awal musim adalah sangat toksik, yang memusnahkan pemangsa dan parasitoid. Oleh itu, perosak dibiarkan tidak terkawal dan populasinya boleh membangun dengan pesat sehingga ke tahap yang merosakkan.

Sawah padi adalah secara semulajadi dikurniakan dengan kepelbagaian spesis pemangsa dan parasitoid; dan biodiversiti boleh dipertingkatkan dengan menanam bunga berdekatan dengan sawah. Tetapi, cabaran terbesar adalah untuk mendorong berjuta-juta petani untuk mengamalkan konsep-konsep ini, menghentikan rutin semburan awal musim, dan memperkayakan ban sawah dengan tanaman berbunga yang kaya dengan nektar.

Parasitization bukan merupakan satu konsep yang mudah bagi petani memahaminya dan parasitoid terlalu kecil untuk diperhatikan. Salah satu pendekatannya adalah dengan menggunakan lebah sebagai spesies petunjuk petani perhatikan. Lebah dan parasitoid tergolong kepada order hymenoptera, yang mempunyai ciri-ciri yang agak sama. Petani boleh memerhatikan dan memelihara "lebah dan saudara-mara mereka" dan menahan diri dari semburan racun serangga berbahaya kepada mereka.

Akhir sekali, etika dalam pemasaran racun serangga perlu diperbaiki dan mematuhi Kod Etika FAO bagi pengedaran dan penggunaan yang betul racun perosak di dalam iklan dan promosi. Di negara-negara pengeluar utama beras, racun perosak masih dan sedang dijual sebagai barangan pengguna, yang membawa kepada penggunaan yang berlebihan dan penyalahgunaan.

Kejuruteraan ekologikal - cabaran besar berada di hadapan

Perkhidmatan ekosistem

Rajah 1: Servis ekosistem di sawah padi

Perkhidmatan ekosistem, ecosystem services (ES) didefinisikan sebagai "manfaat yang didapati daripada ekosistem" (MA 2005) dan mereka termasuk perkhidmatan yang berkaitan dengan peruntukan, pengawalseliaan, menyokong, dan fungsi budaya (Rajah 1). Pertama kali dicadangkan oleh Daily (1997), konsep ES telah mendapat sokongan yang besar dan "kejuruteraan ekologi" telah muncul sebagai paradigma baharu untuk pengurusan perosak pertanian (Gurr et al 2004). Perkhidmatan peruntukan termasuk pengeluaran makanan, air tawar, bahan api, kayu, dan serat. Perkhidmatan sokongan pada dasarnya menyediakan penyelenggaraan asas sumber termasuk kitaran nutrien, pembentukan tanah, dan pengeluaran primer. Perkhidmatan budaya menyediakan manusia dengan nilai-nilai estetik dan rohani, pendidikan, dan rekreasi, dan mengawalselia perkhidmatan termasuk pembersihan air dan iklim dan pengawalan banjir. Mengawalselia perkhidmatan yang berkaitan langsung kepada pertanian lestari adalah pendebungaan, rintangan pencerobohan perosak, kawalan biologi semulajadi, dan pengawalan perosak dan penyakit. Biodiversiti adalah asas ES menyumbang kepada pengeluaran makanan melalui tanaman dan biodiversiti genetik (Rajah 2).

Rajah 2: Biodiversiti, fungsi ekosistem dan perkhidmatan ekosistem

Disamping itu, biodiversiti melalui fungsi-fungsi ekologi menyumbang untuk mengawalselia perkhidmatan, seperti pendebungaan, rintangan pencerobohan, kawalan biologi semulajadi dan pengawalan penyakit dan perosak. Sebagai contoh, kehilangan kekayaan spesis lebah dan syrphid dikaitkan secara langsung dengan kehilangan perkhidmatan pendebungaan (Beismeijer et al 2006). Dalam pengurusan perosak, dua fungsi ekologi penting adalah pemangsa dan parasitization dan mereka dikaitkan dengan biodiversiti pemangsa dan parasitoid. Konsep ES telah digunapakai sebagai rangka kerja untuk pengurusan sumber asli di dalam penyelidikan integratif kerana ia boleh mengintegrasikan ekologi, sosial dan dimensi ekonomi dan juga boleh dimasukkan ke dalam bidang pengeluaran makanan serta objektif pemuliharaan.

Kejuruteraan ekologi - Pembangunan, Aplikasi dan Cabaran

Di dalam jurnal Ecological Engineering Jilid 45 (2012) bertajuk “Ecological Engineering – Its Development, Applications and Challenges” editorial oleh Clive Jones menggariskan tiga cabaran besar untuk masa depan kejuruteraan ekologi, ecological engineering (EE) - cabaran etika, hubungan dan intelektual. Ketiga-tiga cabaran perlu dipenuhi dan disepadukan ke dalam amalan untuk mencapai matlamat bercita-cita tinggi untuk mencapai kelestarian. Kejuruteraan ekologi bertujuan untuk "mengintegrasikan masyarakat manusia dengan alam semulajadi untuk faedah kedua-duanya". Maka wujud keperluan bagi menyuarakan etika dan terjemahannya ke dalam amalan untuk mengelakkan kekeliruan, salah tafsir dan penyalahgunaan. Panduan etika bagi kejuruteraan ekologi perlu dibangunkan.

Cabaran utama adalah untuk menangani soalan "perlukah hubungan antara kejuruteraan ekologi dan masyarakat?" Untuk berhadapan dengan cabaran alam sekitar, kejuruteraan ekologi perlu dibangunkan dengan kaedah yang pantas dan dapat diterima pakai secara meluas secepat mungkin. Sokongan dan hubungan dengan segmen lain peting bagi menjayakan kejuruteraan ekologi.

1. Sains dan teknologi - Kita tidak boleh mencipta dan melaksanakan rekabentuk EE tanpa sains sosial dan sains sosial boleh mengabaikan sains semulajadi. Sebagai contoh di Viet Nam, pelbagai pihak berkepentingan di dalam aktiviti yang melibatkan pertanian, perkhidmatan pengembangan, pakar komunikasi dan pegawai-pegawai kerajaan tempatan menjalankan penyelidikan dan membangunkan pelbagai kempen media dan siri TV.

2. Projek EE melibatkan rundingan pelbagai pihak berkepentingan dan pengurusan. Penggunaan proses penyertaan pelbagai pihak berkepentingan (Escalada dan Heong 2012) yang digunakan dalam perancangan dan pengurusan projek adalah satu pendekatan yang baik.

3. Pengetahuan domain tertentu dan teknologi adalah penting. EE bagi pengurusan perosak tidak boleh dibangunkan tanpa ahli entomologi yang memahami ekologi perosak dan sosiologi yang memahami cara petani membuat keputusan, komunikasi dan penggunaan.

4. Pemuliharaan dan pemulihan adalah komponen penting. Perniagaan, terutamanya industri racun perosak, akan menghadapi cabaran dalam membangunkan amalan mampan yang akan mengurangkan penggunaan racun serangga. Namun, penyertaan aktif mereka adalah perlu untuk membawa perubahan. Perubahan perlu dimulakan dengan mematuhi kod etika FAO. Di Thailand apabila Thai Agro-Business Association (TABA) telah dijemput untuk membantu dalam kempen "menghentikan penggunaan cypernmethrin dan abamectin", mereka menyumbang secara aktif untuk mengembalikan biodiversiti dan mencegah wabak perosak. Interaksi sedemikian, adalah menggalakkan dan diperlukan untuk EE diterimapakai secara meluas bagi mengelakkan kesengsaraan berterusan kepada petani. Satu lagi bidang penting ialah dasar. Dasar yang kukuh diperlukan untuk menggalakkan kelestarian dan untuk memulihara perkhidmatan ekosistem. Viet Nam pada hari ini berjaya membangun dan melaksanakan peraturan ketat pemasaran racun perosak untuk mengurangkan penyalahgunaannya.

EE pada ketika ini merupakan cabaran intelektual yang besar. Ia memerlukan pemikiran trans-disiplin dan gabungan intelek yang mengintegrasikan teori ekologi, biologi pemuliharaan, agronomi, sains perlindungan tumbuhan, ekonomi, sains komunikasi dan pelbagai ilmu sains lain. Adalah lebih mudah untuk kembali ke zon selesa. Sebagai alternatif, kita boleh menerima ketidakselesaan dan membina sebuah sekolah pemikiran baharu yang lebih luas dengan gabungan pelbagai idea. Persoalan utama ialah apa yang akan menjadi asas sekolah baharu ini?

Rajah 3: Ekologi kejuruteraan (EE) adalah untuk memulihkan dan memelihara biodiversiti, fungsi ekologi dan perkhidmatan ekosistem.

Kesihatan ekosistem adalah titik akhir yang diingini kejuruteraan ekologi (Costanza 2012). Ekosistem padi sihat dan bebas daripada "sindrom kesusahan" jika ia adalah stabil dan mampan. Wabak bena perang merupakan sindrom kesusahan yang boleh dielakkan. Ekosistem adalah "sihat", jika ia adalah aktif (dengan aktiviti biologi yang berterusan) dan mengekalkan organisasi (struktur jaringan makanan) dan autonomi dari masa ke masa dan daya tahan kepada tekanan (seperti pencerobohan perosak). Ketiga-tiga kategori umum prestasi dinilai dengan parameter berikut:

1. Vigor - produktiviti utama. Hasil dan produktiviti yang tinggi dan stabil. Tiada wabak perosak.

2. Organization - bilangan dan kepelbagaian interaksi antara komponen. Kekayaan diversiti spesis dan rantaian makanan yang panjang. Semburan racun serangga cenderung untuk mengganggu hubungan mangsa-pemangsa dan harus dielakkan sejauh mungkin.

3. Resilience - keupayaan untuk mengekalkan struktur dan corak tingkah laku dalam kehadiran tekanan, misalnya keupayaan pokok padi untuk menahan pencerobohan bena perang dan keupayaan untuk pulih dari kerosakan daun dan batang oleh serangan perosak.

Kejuruteraan ekologi ditakrifkan sebagai rekabentuk ekosistem mampan yang mengintegrasikan masyarakat manusia dengan alam semulajadi untuk manfaat kedua-duanya (Mitsch 2012). Ia telah dibangunkan sejak 30 tahun lepas dan sangat pesat dalam tempoh 10 tahun lepas. Untuk pengurusan perosak, buku pertama diterbitkan pada tahun 2004 (Gurr et al, 2004) dan diikuti dengan baru-baru ini oleh Gurr et al 2012 dengan dua bab berkenaan padi. Dalam pengurusan perosak padi idea EE mula diperkenalkan pada tahun 2008 dalam Rice Planthopper Conference di IRRI (Gurr 2009).

Paradoks racun makhluk perosak

Paradoks racun makhluk perosak adalah paradoks yang menyatakan bahawa dengan menyembur racun serangga perosak, sebenarnya hanya meningkatkan populasi perosak. Ini berlaku apabila racun perosak mengganggu hubungan dinamik semulajadi pemangsa-mangsa dalam ekosistem. Paradoks hanya boleh berlaku apabila perosak sasaran mempunyai pemangsa semulajadi yang turut sama terjejas oleh racun makhluk perosak.

Model: Persamaan Lotka-Volterra

Untuk menggambarkan Paradoks Racun Makhluk Perosak secara matematik, persamaan Lotka-Volterra, satu set persamaan bukan linear, persamaan pembezaan yang sering digunakan untuk menerangkan interaksi pemangsa-mangsa, boleh diubahsuai untuk mengukur tambahan racun perosak ke dalam interaksi pemangsa-mangsa.

Dua persamaan berikut adalah persamaan asal Lotka-Volterra yang menerangkan kadar perubahan populasi bagi setiap satu terhadap fungsi organisma lain.

Tanpa penggunaan racun

Pembolehubah adalah seperti berikut:
H = populasi mangsa pada sesuatu masa
P = populasi pemangsa (predator) pada sesuatu masa
c = konstan tangkapan
r = kadar pertumbuhan populasi mangsa
a = tenaga yang diambil/digunakan oleh pemangsa dari mangsa untuk menghasilkan pemangsa baharu
m = kadar mortaliti pemangsa



Dengan menetapkan setiap persamaan kepada sifar, dan menganggap populasi yang stabil, graf dua baris (isoclines) boleh dibuat untuk mencari titik keseimbangan, atau titik di mana kedua-dua populasi berinteraksi pada keadaan stabil.

Isoclines bagi persamaan di atas adalah seperti berikut:



Dengan penggunaan racun

Untuk mengambil kira perbezaan dalam populasi dinamik pemangsa dan mangsa yang berlaku dengan aplikasi racun perosak, pembolehubah q ditambah bagi mewakili kadar per kapita di mana kedua-dua spesies dibunuh oleh racun perosak. Persamaan asal Lotka-Volterra berubah seperti berikut:



Persamaan berikut dibuat seperti mana di atas untuk mewakili dua baris dengan persimpangan yang mewakili titik keseimbangan baharu. Isoclines baharu untuk populasi adalah:



Isoclines yang baharu mempunyai keseimbangan baharu dengan nilai H yang lebih tinggi dan nilai P yang lebih rendah. Ini bermakna bahawa bilangan mangsa akan meningkat manakala bilangan pemangsa berkurang. Ini juga bermakna bahawa mangsa, yang biasanya disasarkan oleh racun makhluk perosak itu, sebenarnya yang mendapat manfaat dan bukannya terjejas oleh racun makhluk perosak.


Graf di atas menunjukkan isoclines pemangsa-mangsa sebelum dan selepas aplikasi racun makhluk perosak. Perhatikan bahawa populasi perosak telah meningkat.

Paradoks ini telah didokumenkan secara berulang kali sepanjang sejarah pengurusan perosak. Labah-labah sebagai contohnya, yang menjadikan bena perang sebagai makanan di sawah padi - semburan racun perosak akan membunuh kedua-duanya, menyebabkan kesan pemangsaan akan berkurang dan populasi mangsa (bena perang) akan meningkat. Penggunaan racun yang mempunyai spektrum luas meningkatkan paradoks ini kerana racun tersebut membunuh kedua-dua pemangsa dan mangsa.

Salah satu cara mengurangkan kesan paradoks racun makhluk perosak ialah dengan mengamalkan IPM, pendekatan ekologi untuk kawalan serangga yang mencakupi interaksi antara perosak dan persekitaran mereka. IPM ini juga berfaedah bagi alam sekitar dan kesihatan, kerana ia mengelakkan penggunaan racun kimia.

Penemuan baharu pertalian pemangsa-mangsa

Hubungan dinamik pemangsa-mangsa kelihatan cukup jelas: pemangsa mengurangkan populasi mangsa, yang membolehkan mangsa yang lebih kecil, tetapi kuat, untuk terus hidup dan membiak.

Walau bagaimanapun, kertas penyelidikan baharu oleh pakar biologi Universiti Notre Dame Gary Belovsky yang diterbitkan dalam jurnal Ecology Letters menunjukkan bahawa hubungan pemangsa-mangsa adalah jauh lebih kompleks daripada apa yang difikirkan.

Kertas ini timbul daripada kajian perintis Belovsky, yang juga merupakan pengarah Pusat Penyelidikan Alam Sekitar Notre Dame (UNDERC), yang telah menjalankan kajian berkenaan populasi belalang sejak tahun 1978 di Montana's National Bison Range, yang kini merupakan lokasi untuk salah satu program kebangsaan sarjana muda UNDERC.

Belovsky menjalankan eksperimen untuk menilai bagaimana tindak balas dan tingkah laku belalang untuk pemangsa burung yang menjejaskan survival belalang dan reproduksi kepada kepadatan populasi belalang yang berbeza. Satu siri sangkar yang mengandungi belalang telah diletakkan dalam khemah yang dibina dengan jaring, mewujudkan kawasan "tiada ancaman" kerana reka bentuk yang menghalang burung daripada menghampiri sangkar belalang. Set kedua sangkar dibuat sebagai kawasan "ancaman" kerana membenarkan burung mencari makanan di sekitar sangkar dan "menakutkan" belalang di dalam sangkar.

Penyelidikan menunjukkan bahawa tingkah laku belalang berubah dengan ancaman pemangsa, yang mengurangkan populasi belalang, dan ini adalah jelas kepada semua spesis belalang. Perubahan tingkah laku dengan ancaman pemangsa meningkat survival belalang pada kepadatan populasi yang rendah, kerana makanan yang disediakan hanya mencukupi untuk menampung kepadatan populasi yang rendah.

Belovsky berkata, "ketersediaan sumber mungkin perlu dipertimbangkan apabila menilai bagaimana mangsa melakukan perubahan tingkah laku dengan ancaman pemangsa mempengaruhi kependudukan dan makanan dalam jaringan dinamik."

Paradigma baharu pendekatan ekologi ekosistem

Pemangsa (predator) mempunyai pengaruh yang lebih besar daripada tumbuhan di dalam bagaimana ekosistem berfungsi, mengikut kajian Universiti Yale yang diterbitkan di dalam jurnal Science.

Penemuan ini, menurut penulis, Oswald Schmitz, Oastler Profesor Penduduk dan Ekologi Komuniti di Sekolah Perhutanan & Pengajian Alam Sekitar Yale, merupakan "revolusioner" anjakan pemikiran tentang subjek ini. Ekologi ekosistem telah lama difahami bahawa tumbuh-tumbuhan dan interaksi mereka dengan tanah menentukan jenis dan jumlah herbivor dan karnivor di dalam sesuatu ekosistem. Kajian Schmitz, "Effects of Predator Hunting Mode on Grassland Ecosystem Function" menunjukkan perkara yang sebaliknya.

"Kebanyakan ahli ekologi ekosistem berfikir bahawa bekalan nutrien dalam tumbuhan menentukan organisma yang boleh hidup dalam tahap trofik (makan) lebih tinggi," kata Schmitz. "Kajian ini menunjukkan bahawa tahap trofik tertinggi yang menentukan bagaimana tumbuhan berinteraksi dengan tanah."

Dalam eksperimen sepanjang tiga tahun yang dijalankan dalam 14 sangkar tertutup di Hutan Yale-Myers di timur laut Connecticut, Schmitz membuat pemerhatian kepada labah-labah melompat, yang dikenali sebagai Phidippus rimator, menjadi predator di dalam ekosistem dan mencari belalang perosak tanaman (Melanopuls femurrubrum).

Dan seperti kebanyakan mangsa jenayah, belalang yang menghadapi ancaman pasti pergi ke kawasan yang kurang memberi ancaman kepadanya, dengan mengambil perlindungan di tumbuhan yang dominan dalam ekosistem, pokok goldenrod. Dengan mobiliti yang terhad, belalang makan di tempat tinggal mereka sendiri, menggalakkan kepelbagaian habitat berkembang kerana tiada ancaman belalang. Pesaing terdekat goldenrod - Aster dan pelbagai pokok semanggi (clover) dan rumput - berkembang, tetapi kepelbagaian ini datang pada harga yang tinggi. Apabila goldenrod mati, nitrogen yang terikat di dalamnya - baja utama dalam pembaharuan tanah - habis.

Dalam bahagian yang berasingan dalam eksperimen ini, labah-labah web (Pisaurina Mira), yang Schmitz gelar sebagai "labah-labah duduk dan menunggu serangan hendap," menduduki kawasan tertentu, membolehkan belalang mengelak daripada mereka, berkeliaran di dalam ekosistem dan makan pelbagai tumbuh-tumbuhan. Dalam persekitaran ini, goldenrod hidup subur, akhirnya menyuburkan tanah apabila tisu kaya nitrogen mereput.

"Apa yang benar-benar mengagumkan di sini ialah labah-labah yang berbeza mempunyai mod memburu berbeza, dan perbezaan mod ini menyebabkan belalang berkelakuan berbeza, yang kemudiannya membawa rantai struktur komuniti tumbuhan," kata Schmitz. "Jadi ini adalah revolusi kerana wujud perubahan paradigma dalam ekologi ekosistem. Tumbuhan, menurut ahli ekologi ekosistem mempunyai kesan tidak langsung pada karnivor. Kajian saya menunjukkan bahawa karnivor mempunyai kesan tidak langsung terhadap tumbuh-tumbuhan."

Schmitz berkata bahawa prinsip asas kajian boleh diaplikasikan kepada ekosistem yang lebih besar, seperti Taman Negara Yellowstone, dan mempunyai implikasi bagi polisi pemuliharaan. "Jika rusa besar menghadapi harimau cougar, yang membuat serangan hendap, mereka akan berubah di mana mereka berada di landskap terbuka. Apabila serigala menghadapi rusa besar, mereka tidak boleh menukar lokasi mereka; mereka hanya akan bertindak balas terhadap ancaman yang dekat, kerana serigala terus berkeliaran di sekitar dan berkeliaran mencari mangsa."

Beliau menambah, "Kita tahu rusa besar yang boleh mempunyai kesan yang besar terhadap kepelbagaian tumbuhan, dan sebagai akibatnya, sifat kitaran nutrien. Dan dengan cara mereka menggunakan landskap, bergantung kepada pemangsa yang mereka hadapi, yang akan mengubah proses ekosistem tempatan."

Mengatasi masalah perosak: wabak perosak dan penyalahgunaan racun

Menyembur racun di sawah seperti meletakkan periuk api kepada serangga predator dan parasitoid. Serangga bermanfaat ini akan menjadi mangsa pertama racun perosak. Akibatnya, serangga perosak berkembang secara eksponential dan menyebabkan serangan wabak atau outbreak. Serangan outbreak perosak seperti bena perang merupakan suatu petanda gangguan kepada keseimbangan ekologikal dan kerosakan biodiversiti dan servis ekosistem. Gangguan dan kerosakan ini distimulasikan oleh penggunaan racun perosak yang tidak terkawal.

Gambar A: Petani membuat kawalan bena perang menggunakan racun serangga. Gambar B: Selepas 2 minggu, "hopperburn" terjadi. (Kredit gambar - RiceHopper.net)

Racun serangga adalah biosid dan membunuh kedua-dua perosak dan haiwan lain dalam sawah yang disembur dengan sewenang-wenangnya. Biasanya perosak dapat mencari perlindungan di antara bilah daun padi dan bertelur di dalam batang, menyebabkannya kurang terjejas oleh semburan racun serangga - yang memihak kepada pertumbuhan secara eksponential yang akhirnya menyebabkan wabak secara besar-besaran. Musuh-musuh semulajadi sebaliknya sangat mudah terjejas, biasanya bersaiz kecil dan hidup di dalam air dan dengan itu lebih terdedah kepada semburan. Kebanyakan petani melakukan semburan racun serangga secara berjadual untuk mengawal masalah-masalah kecil, seperti serangga yang memakan daun. Racun serangga yang digunakan mempunyai ketoksikan yang tinggi kepada labah-labah, parasitoid hymenopteran, lebah dan pemangsa lain yang merupakan pembekal penting perkhidmatan ekosistem. Oleh itu, amalan ini mendatangkan lebih banyak mudarat daripada kebaikan dan ditambah pula dengan kanopi tebal yang dicipta oleh kadar benih dan kadar baja yang tinggi, perkembangan perosak terus meningkat. Walau bagaimanapun, rutin semburan berterusan terus diamalkan walaupun kerajaan mengeluarkan larangan, memberi latihan kepada petani, membangun dan mempromosikan pelbagai varieti yang baharu dan kaedah ekologi.

Tidak seperti negara-negara maju, pemasaran racun perosak di Asia tidak dilindungi oleh kawalseliaan yang ketat menyebabkan racun perosak dijual sebagai barangan harian pengguna yang tidak mematuhi Kod Etika FAO. Petani menjadi mangsa kerana kebergantungan kepada racun serangga dan seterusnya mengalami kegagalan tanaman dan terjerumus ke dalam kancah hutang dan kemiskinan.

Wabak perosak seperti bena perang yang berterusan disebabkan oleh penyalahgunaan racun serangga itu menjadi suatu masalah yang kompleks dengan alam sekitar serta isu-isu sosial yang telah diistilahkan sebagai "masalah jahat" (wicked problem) (Rittel dan Webber 1973). Penyelesaian saintifik berkemungkinan tidak akan berjaya dalam menyelesaikan apa-apa "masalah jahat" kerana sifat masalah yang banyak dan melibatkan kerumitan dari segi sosial dan kompleksiti polisi yang perlu diselesaikan terlebih dahulu. Masalah wabak bena perang merupakan sebagai produk saintifik tetapi menghadapi kegagalan; seperti pembangunan varieti rintang untuk tempoh 50 tahun yang lalu telah tidak berjaya; latihan petani untuk mengamalkan kawalan perosak secara ekologikal juga telah gagal untuk dapat dikekalkan; mengharamkan penggunaan racun serangga tertentu telah gagal; dan kempen pengurangan racun serangga secara beransur-ansur terhakis. Penyelesaian saintifik boleh dibangunkan untuk "menjinak" masalah tertentu yang boleh diselesaikan secara bersendirian dan boleh dipecahkan kepada bahagian-bahagian yang boleh diselesaikan secara bebas oleh kumpulan orang yang berbeza. Untuk penyelesaian kepada bahagian-bahagian yang berlainan bagi masalah yang lebih besar, maka boleh disepadukan ke dalam penyelesaian keseluruhan.

Pepatah lama Jepun (seperti yang digambarkan juga oleh Abraham Maslow), “If all you have is a hammer, then everything looks like a nail” (Jika anda hanya mempunyai tukul, semua benda akan kelihatan seperti paku) - cuba menyelesaikan "masalah jahat" (serangan wabak perosak) dengan kaedah yang sama (menggunakan racun serangga) hanya mengundang kegagalan.

"Masalah jahat" ini sangat kompleks dan tidak boleh bergantung kepada penyelesaian tunggal. Ia sangat dinamik (berubah), sistemik (saling), dan generatif (dengan isu-isu berterusan dan dimensi baharu). Oleh itu, masalah ini tiada pengakhiran mahupun penyelesaian optimal secara one-off tetapi penyelesaian "terbaik" yang boleh dilakukan secara berterusan sebagai dimensi baharu dan saling berhubungan. Oleh kerana perbezaan yang wujud dalam tadbir urus, budaya, motivasi dan sikap di kalangan pihak berkepentingan yang mengelilingi masalah, resolusi akan memerlukan satu pendekatan baharu untuk menjalankan penyelidikan dan membuat keputusan berdasarkan kajian ini. Penyelesaian terbaik akan muncul dengan menggabungkan elemen-elemen yang lebih lestari dan berkesinambungan.

Meningkatkan kawasan yang mesra predator dapat mengurangkan kos petani

Mempunyai habitat semulajadi dalam kawasan pertanian yang menyokong ladybug (kumbang kura-kura) boleh membantu meningkatkan kelebihan mereka dalam tanaman dimana mereka mengawal perosak dan membantu petani mengurangkan kos, menurut kajian Michigan State University (MSU).

Ladybug dan lain-lain serangga pemangsa yang memakan perosak tanaman, menyelamatkan petani kira-kira AS$4.6 bilion setahun untuk racun serangga. Tumbuhan bukan tanaman menyediakan serangga pemangsa ini makanan dan rumah, membantu mereka untuk hidup dan membesar di kawasan di mana mereka diperlukan. Dalam usaha untuk meningkatkan manfaat daripada serangga pemangsa, penyelidik telah menanam tumbuhan berbunga di sepanjang pinggir kawasan tanaman.

Habitat semulajadi menyediakan sumber makanan penting dan tempat tinggal dan lebih penting sekali untuk kawalan serangga, kata Megan Woltz, MSU pelajar kedoktoran dan pengarang bersama kajian yang muncul dalam isu semasa jurnal Agriculture, Ecosystems and Environment.

"Mewujudkan habitat yang menarik predator hanya merupakan sebahagian daripada penyelesaian," kata Woltz, yang bersama menulis kajian dengan pakar entemologi MSU, Doug Landis dan Rufus Isaacs. "Ladybug dan banyak serangga lain mengembara dalam perjalanan jauh sepanjang musim, kadang-kadang terbang atau berjalan kerana mereka mencari makanan dan perlindungan. Oleh itu, kita juga perlu mempertimbangkan apakah sumber yang disediakan untuk pemangsa ini pada skala yang lebih besar."

Ladybug diumumkan sebagai pembunuh semulajadi, berkesan terhadap kawalan kutu daun kacang soya, sejenis perosak yang paling menjejaskan tanaman kacang soya di utara Amerika Syarikat. Bagi menentukan cara terbaik untuk menarik ladybug kepada ladang kacang soya, penyelidik menanam jaluran tumbuhan yang dinamakan buckwheat sebelah ladang kacang soya dan mengkaji jumlah habitat semulajadi dalam lingkungan 1.5 km ladang tersebut. Di Viet Nam dan Thailand, pokok berbunga seperti bunga bijan, bunga matahari dan Tridax procumbens ditanam di batas sawah bagi menarik ladybug yang juga merupakan pembunuh utama bena perang.

Habitat semulajadi terbukti merupakan perkara yang penting. Jumlah padang rumput dan hutan dalam masa lingkungan 1.5 km ladang kacang soya menentukan berapa banyak ladybug yang ada di lapangan, kata beliau.

Kawasan yang besar yang biasanya merangkumi ladang berganda, memerlukan komuniti masyarakat untuk bekerjasama. Dalam kajian lain, landskap dengan sekurang-kurangnya 20 peratus daripada habitat bukan tanaman membuktikan kawalan makhluk perosak yang baik. Menyediakan habitat yang sesuai di ladang akan menambah banyak habitat pada skala landskap yang besar - skala yang penting untuk ladybug.

Tiga teras dalam kejuruteraan ekologi untuk tanaman padi

Ekosistem padi, terutama di kawasan tropika, biasanya kaya dengan kepelbagaian pemangsa dan parasitoid. Memandangkan habitat di sawah padi merupakan habitat yang tidak kekal, kebanyakan spesies perosak yang boleh menyebabkan kerosakan dan kerugian hasil yang ketara adalah pendatang. Kebanyakan spesis perosak ini juga merupakan perosak yang khusus, monophagous atau oligophagous (mempunyai perumah yang terhad). Pengkhususan dalam pemakanan ini boleh dikekang dengan ketersediaan perumah tempatan. Tetapi spesies perosak yang lebih berjaya mengatasi masalah ini dengan berhijrah, baki dalam habitat padi untuk hanya dua atau tiga generasi, memiliki kepelbagaian genetik yang tinggi untuk mengatasi perubahan dalam tumbuhan perumah melalui adaptasi dan evolusi dan kapasiti pembiakan. Bena perang adalah perosak yang dimaksudkan itu (baca Teori Pemilihan r/K Bena Perang). Di bawah keadaan biasa yang tidak terganggu, kapasiti pembiakan perosak dikawal oleh keseimbangan biodiversiti kerana wujudnya komuniti musuh semulajadi. Oleh itu, strategi pengurusan perosak yang pintar dan mampan akan memberi tumpuan kepada memaksimumkan perkhidmatan musuh semulajadi ini. Semburan racun secara profilaktik adalah tidak bijak dan tidak mampan dan harus dielakkan kerana mereka mendatangkan lebih banyak mudarat.

Teras 1 - Penggunaan racun yang terkawal dan mengelakkan semburan awal musim.
Aplikasi racun serangga pada awal musim dalam tempoh 40 hari pertama selepas menyemai diketahui mempunyai sedikit atau tiada kesan ke atas hasil. Racun serangga digunakan sebagai profilaktik atau untuk mengawal ulat pelipat daun dan pyrethroid. Biasanya racun serangga yang digunakan mempunyai ketoksikan tinggi kepada hymenopteran. Semburan itu mendatangkan lebih banyak mudarat daripada kebaikan, dengan memusnahkan musuh semulajadi dan fauna akuatik. Telah terbukti bahawa semburan awal mengurangkan rantaian makanan dan mengganggu hubungan pemangsa-mangsa.

Teras 2 - Membina populasi predator ke atas perosak.
Saintis dari negara China menggelar banyak spesies artropod yang tinggal di air sawah padi sebagai "serangga neutral". Settle et al (1996) mula-mula mencadangkan idea bahawa serangga ini adalah sebenarnya tidak neutral, kerana mereka boleh menjadi mangsa alternatif bagi pemangsa dan kebanyakan mereka adalah pemangsa itu sendiri. Oleh itu, pada peringkat awal tanaman, serangga neutral adalah amat penting dan perlu dipelihara. Walau bagaimanapun, penyemburan racun serangga pada tempoh awal tanaman menjejaskan serangga akuatik neutral. Di samping itu kebanyakan petani menggunakan penyembur yang tidak mempunyai kawalan semburan titisan yang mencukupi dan dengan itu kebanyakan bahan aktif tertumpu ke dalam air di dalam sawah padi. Di plot eksperimen apabila penggunaan racun serangga menurun sebanyak 95%, kepelbagaian spesis akuatik meningkat 5 kali ganda.

Teras 3 - Menggalakkan parasitoid dan predator dengan menyediakan makanan (nektar) dan perlindungan.
Teras ketiga menekankan penyediaan sumber, tempat tinggal dan makanan bagi musuh semulajadi - terutama sekali yang "pakar". Ini boleh dicapai dengan menanam tumbuhan berbunga di atas ban (baca: Benarkan alam semulajadi untuk mengawal perosak). Di China apabila tumbuh-tumbuhan yang kaya dengan nektar yang ditanam di atas ban, banyak spesis parasitoid yang meningkat. Salah satu spesis tanaman berbunga yang dikenalpasti meningkatkan kecekapan pencarian parasitod ialah bunga bijan (sesame flower). Kebanyakan parasitoid adalah hymenopteran dan dengan itu racun serangga toksik kepada lebah dan order Hymenoptera secara umumnya perlu dielakkan.

Tiga teras dijelaskan merupakan penggabungan ekologi, telah menunjukkan kejayaan dalam sistem tanaman lain dan yang paling penting bukti-bukti empirikal yang terdapat daripada penyelidikan. Mengurangkan penggunaan racun serangga sangat perlu, mempromosikan perkhidmatan ekosistem kawalan biologi semulajadi melalui bahan organik dan meningkatkan dan memperkayakan ban sawah dan lain-lain kawasan sekitar dengan tumbuhan berbunga yang kaya dengan nektar dengan ketara boleh mencegah wabak bena perang dan perosak tanaman padi. Amalan yang memberi tumpuan kepada pemuliharaan biodiversiti, meningkatkan perkhidmatan ekosistem dan mengelakkan pencemaran akan membina daya tahan dalam sistem pengeluaran.

Pemuliharaan ekosistem untuk keselamatan pengguna dan alam sekitar dalam tanaman padi

Pengenalan

Ekosistem merupakan interaksi atau hubung kait antara benda hidup dengan benda bukan hidup dalam alam semulajadi. Ekosistem yang kompleks dan dinamik terdiri daripada tumbuh-tumbuhan, haiwan, mikroorganisma dan alam sekitar bukan hidup, yang mana manusia merupakan sebahagian daripadanya (UNEP 2009a). Banyak manfaat kepada kita sebagai manusia berasal dari alam semulajadi, seperti kayu dan makanan, atau iklim dan kitaran air, semua perkhidmatan ekosistem. Terdapat beberapa jenis ekosistem yang menyediakan perkhidmatan ini: gunung dan kutub, hutan dan hutan, air pedalaman, tanah gersang, tanah pertanian, bandar, pantai, pulau, dan marin (MA 2005d).

Agroekosistem merupakan unit asas kajian untuk ahli agroekologi, dan ditakrifkan sebagai satu unit ruang (spatial) dan fungsi koheren aktiviti pertanian, yang termasuk komponen hidup dan bukan hidup yang terlibat dalam unit serta interaksi mereka. Agroekosistem boleh dilihat sebagai subset ekosistem konvensional. Seperti namanya, pada teras agroekosistem terletak aktiviti manusia dalam pertanian. Walau bagaimanapun, Agroekosistem tidak terhad kepada semata-mata aktiviti pertanian (cth. ladang), tetapi sebaliknya termasuk di kawasan yang terjejas oleh aktiviti ini, biasanya oleh perubahan spesis dan aliran tenaga, serta untuk keseimbangan nutrien. Agroekosistem secara tradisinya, terutamanya yang diuruskan secara intensif, dicirikan sebagai mempunyai komposisi spesies yang mudah dan tenaga yang mudah dan aliran nutrien daripada ekosistem "semulajadi". Walaupun begitu, agroekosistem sering dikaitkan dengan input nutrien yang tinggi, yang kebanyakannya keluar dari ladang yang membawa kepada eutrofikasi ekosistem yang mempunyai hubungan yang tidak terlibat secara langsung dalam bidang pertanian.

Agroekologi adalah aplikasi prinsip-prinsip ekologi di dalam pengeluaran makanan, bahan api, serat, dan farmaseutikal dan pengurusan agroekosistem. Istilah ini merangkumi pelbagai pendekatan, dan boleh dianggap sebagai "sains, pergerakan, [atau] amalan". Agroekologi mengkaji pelbagai agroekosistem, dan medan agroekologi tidak dikaitkan dengan mana-mana satu kaedah tertentu perladangan, sama ada ia menjadi organik bersepadu, atau konvensional; diusahakan secara intensif atau secara meluas. Selain itu, ia tidak ditakrifkan oleh amalan pengurusan tertentu, seperti penggunaan musuh semulajadi di kawasan yang menggunakan racun serangga, atau polyculture di kawasan yang ditanam secara monokultur. Selain itu, pakar agroekologi tidak menentang penggunaan teknologi atau input dalam bidang pertanian tetapi sebaliknya menilai bagaimana, bila, dan jika teknologi boleh digunakan bersama-sama dengan aset semula jadi, sosial dan manusia. Agroekologi mencadangkan cara amalan agroekosistem secara konteks dan lokasi spesifik, kerana tiada formula universal atau resipi bagi kejayaan dan kesejahteraan agroekosistem. Agroekologi sangat berkaitan dengan empat sifat sistem agroekosistem: produktiviti, kestabilan, kemampanan dan kesaksamaan. Pakar agroekologi melihat kesemua empat komponen ini saling berkaitan dan penting kepada kejayaan agroekosistem dan menyedari bahawa sifat-sifat ini yang ditemui pada skala ruang yang berbeza-beza: gen organisma -penduduk - komuniti - ekosistem - landskap - biom, kebun - ladang - komuniti - rantau - negeri - negara benua - global. Agroekologi mengkaji keempat-empat komponen melalui kanta yang merentasi pelbagai disiplin, menggunakan sains semula jadi untuk memahami unsur-unsur agroekosistem seperti sifat tanah dan interaksi serangga-tumbuhan, serta menggunakan sains sosial untuk memahami kesan amalan pertanian kepada masyarakat luar bandar, kekangan ekonomi untuk membangunkan kaedah pengeluaran baharu, atau faktor budaya yang menentukan amalan pertanian.

Agroekosistem sebagai masa depan pertanian?

Beberapa organisasi utama mengesyorkan konsep agroekosistem sebagai jalan ke hadapan bagi pertanian arus perdana. Kaedah pertanian semasa telah menyebabkan sumber air digunakan secara berlebihan, tahap hakisan dan mengurangkan kesuburan tanah yang tinggi. Menurut laporan oleh Institut Pengurusan Air Antarabangsa dan UNEP, air menjadi tidak cukup dengan aktiviti pertanian dan penternakan yang menggunakan amalan semasa; oleh itu, bagaimana kita menggunakan air, tanah dan sumber ekosistem untuk meningkatkan hasil tanaman perlu dipertimbangkan semula. Laporan itu mencadangkan bahawa kita perlu menetapkan nilai kepada ekosistem, mengiktiraf tukar-ganti (trade-off) alam sekitar dan kehidupan, dan mengimbangi hak-hak pelbagai pengguna dan kepentingannya. Kita juga perlu menangani ketidaksamaan yang akan berlaku apabila langkah-langkah pemuliharaan ekosistem diterima pakai, seperti pengagihan semula air dari komuniti miskin ke kaya, pembersihan tanah untuk memberi laluan kepada tanah ladang yang lebih produktif, atau pemeliharaan sistem tanah paya yang menghadkan hak menangkap ikan.

Taman hutan (forest garden) mungkin merupakan agroekosistem tertua di dunia dan yang paling berdaya tahan. Taman hutan berasal dari zaman prasejarah di sepanjang sungai dan di kaki bukit. Secara beransur-ansur manusia memperbaiki persekitaran terdekat mereka, pokok berguna dan spesies yang dikehendaki seperti anggur dikenal pasti, dilindungi dan diperbaiki manakala spesies yang tidak diingini dihapuskan. Akhirnya spesies asing yang unggul telah dipilih dan dimasukkan ke dalam taman hutan ini. Konsep taman hutan sama seperti agro-perhutanan yang telah ditulis di sini - Agro perhutanan sebagai pendekatan pertanian mampan. Salah satu daripada langkah utama seperti disiplin agroekologi adalah untuk menggalakkan gaya pengurusan yang mengaburkan perbezaan antara agroekosistem dan ekosistem "semula jadi", kedua-duanya dengan mengurangkan kesan pertanian (meningkatkan kompleksiti biologi dan trofik sistem pertanian serta mengurangkan input nutrien / nutrien keluar) dan dengan meningkatkan kesedaran bahawa kesan "hiliran" melanjutkan agroekosistem melangkaui sempadan ladang. Dalam kes pertama, polyculture atau jalur penampan untuk habitat hidupan liar dapat memulihkan kerumitan beberapa sistem penanaman, manakala pertanian organik boleh mengurangkan input nutrien. Usaha kedua yang paling biasa dijalankan pada kawasan tadahan air. Satu contoh ialah National Association of Conservation Districts' Lake Mendota Watershed Project, yang bertujuan untuk mengurangkan larian dari kawasan pertanian ke dalam tasik dengan tujuan untuk mengurangkan ledakan alga.

Menyediakan agroekosistem yang betul

Amalan agroekosistem yang betul dapat menyalin semula ekosistem semulajadi di dalam kawasan pertanian terutama sekali dalam sawah padi. Perubahan radikal dalam pengurusan perosak bersepadu berasaskan sistem semulajadi amat diperlukan bagi menjana kestabilan dan kelestarian. Seperti yang pernah ditulis sebelum ini, cara terbaik dan berkesan untuk mengawal perosak di sawah padi ialah dengan membenarkan ekosistem semulajadi menguruskannya. Memulihkan biodiversiti di sawah padi dapat membina semula ketahanan ekologikal. Secara spesifiknya, kejuruteraan ekologi perlu diadaptasi dengan memperkenalkan elemen seperti landskap dengan tumbuhan berbunga bagi menarik, membina dan mengembangkan populasi musuh semulajadi yang sihat.
1. Benarkan alam semulajadi untuk menguruskan perosak
2. Pendekatan agro ekologi bagi kawalan perosak

Menggalakkan perkembangan agen kawalan biologi

Agroekosistem yang sihat dapat meningkatkan peranan musuh semulajadi seperti parasitoid dan predator seperti berikut:
1. Musuh semulajadi bena perang (Nilaparvata lugens)
2. Predator dan parasitoid utama ulat pengorek batang

Mengurangkan kebergantungan kepada input kimia

Agroekosistem yang sihat dapat meningkatkan daya tahan tanaman melawan penyakit dan perosak. Ia dapat menyediakan habitat dan keadaan yang sesuai bagi mikrob, serangga predator dan pemangsa bagi mengawal perosak. Penggunaan racun perosak dapat diminimakan dengan amalan agroekologi seperti mana dalam beberapa siri artikel dalam blog ini seperti:
1. Menghentikan penyalahgunaan racun perosak bagi menyokong industri padi & beras
2. Kerintangan bena perang terhadap racun dan pemulihan ekosistem sawah untuk kawalan biologi
3. Kerintangan terhadap racun (pesticide resistance)
4. Biodiversiti dan perosak tanaman padi
5. Kesan penggunaan baja kimia dengan unsur nitrogen terhadap populasi bena perang
6. Pemilihan racun yang mengakibatkan serangan bena perang

Memberi adaptasi tanaman terhadap perubahan iklim

Agroekosistem yang baik memberi ruang kepada tanaman untuk beradaptasi kepada perubahan iklim seperti hujan yang melampau, kemarau yang berpanjangan dan lain-lain keadaan cuaca yang ekstrim seperti mana berikut:
1. Agroekologi dan Advokasi: Inovasi di Asia
2. Agroekologi meningkatkan kecekapan pengeluaran pekebun kecil dan adaptasi perubahan iklim
3. Iklim Pertanian Pintar Boleh Mengurangkan Populasi Bena Perang

Penutup

Tanggapan salah bahawa penggunaan racun serangga perlu untuk mencapai hasil padi yang tinggi perlu dihapuskan. Terdapat banyak bukti penyelidikan oleh saintis di seluruh dunia yang berdekad lamanya telah menunjukkan bahawa tanaman padi yang sihat dan produktif boleh dihasilkan dengan aplikasi racun serangga yang sedikit atau tidak langsung menggunakan racun kimia. Aplikasi racun perosak tidak menyediakan sejenis "insurans" bagi tanaman padi. Amalan terbaik dalam pengurusan perosak di dalam tanaman padi perlu difahami dengan baik oleh petani dan dilaksanakan secara meluas, dan penyalahgunaan racun serangga boleh dikurangkan dengan drastik. Kita dapat melihat "pasar raya racun perosak" di seluruh negara-negara pengeluar utama padi di Asia di mana racun serangga dijual sebagai barangan pengguna - seperti syampu dan ubat gigi. Keselamatan pengguna pada hari ini amat bergantung kepada bagaimana kita menguruskan tanaman makanan ruji kita ini.

Benarkan alam semulajadi untuk menguruskan perosak

Cara terbaik dan berkesan untuk mengawal perosak di sawah padi ialah dengan membenarkan ekosistem semulajadi menguruskannya.

Gambar 1: Tanaman berbunga ditanam di atas ban sawah di Viet Nam bagi menggalakkan perkembangan agen kawalan biologi
(kredit gambar: Ricehopper.net)

Di dalam usaha untuk mengawal serangan bena perang, satu mesej yang sangat mudah untuk difahami: biarkan sifat ekosistem semulajadi menguruskannya. Menggalakkan pembiakan dan perkembangan predator dan parasitoid seperti labah-labah, penyengat dan pepijat akan memberi peluang kepada sistem perlindungan semulajadi yang seimbang. Amalan ini memberi kelebihan terutama sekali jaminan keselamatan tanaman yang lebih baik daripada penggunaan racun perosak. Kini masanya telah tiba untuk pembuat dasar, pegawai pengembangan dan petani untuk mengubah minda dan melaksanakan kawalan perosak secara semulajadi melalui pendekatan agroekologi.

Serangan bena perang

Mesej ini muncul selepas beberapa siri serangan bena perang yang teruk di Asia. Pada tahun 2010, sebanyak 25,000 hektar sawah di Indonesia diserang bena perang dan virus bawaan bena belakang putih. Diantara tahun 2009 hingga 2011, Thailand mengalami kehilangan hasil yang teruk akibat bena perang. Lebih 3 juta hektar diserang yang mengakibatkan kehilangan hasil 1.1 juta metrik tan yang dianggarkan bernilai AS$275 juta. Tahun 2007, Viet Nam kehilangan 400,000 metrik tan padi yang menyebabkan negara tersebut mengharamkan eksport sekaligus memburukkan lagi krisis bekalan beras 2007-2008. Seluas 300,000 hektar kawasan tanaman padi di China diserang bena perang pada tahun 2009 dan lebih 6,500 hektar mengalami kemusnahan secara total. Serangan demi serangan ini mengakibatkan kehilangan dan kesusahan kepada petani di seluruh Asia.

Kehilangan ekosistem

Serangan merebak bena perang dikaitkan dengan kehilangan ekosistem atau fungsi kawalan secara biologi di sawah padi. Menurut pakar entemologi IRRI, Dr. K.L Heong, sawah padi tanpa disembur racun perosak mempunyai "askar" sendiri untuk melawan perosak. Sawah padi ialah satu tempat yang menyediakan ekosistem kepada diversiti yang kaya seperti labah-labah, penyengat, serangga akuatik dan serangga predator. Mereka ini merupakan musuh kepada perosak tanaman padi - yang sepatutnya merupakan rakan baik kita. Kawasan sawah yang mempunyai pengairan merupakan rumah bagi lebih 700 jenis organisma yang menjadi rakan kepada tanaman padi. Setiap satunya mengekalkan keseimbangan ekologi, bagi menjadikan landskap padi dalam keadaan yang mampan. "Biodiversiti ialah keseimbangan positif dan negatif," kata Dr. Heong. "Ia berkaitan dengan peranan, interaksi dan keseimbangan. Tanpa musuh semulajadi, bena perang akan mengambil alih ekosistem sawah dan mengakibatkan serangan merebak."

Penggunaan pestisid yang tidak efektif

Musuh semulajadi menjadikan populasi perosak berada di bawah paras bahaya. Tetapi apabila semburan racun mula dibuat, sistem ini akan menjadi tidak seimbang. Petani biasanya membuat kawalan perosak terlalu awal (kurang daripada 30 hari lepas tanam). Semburan pada peringkat awal ini dibuat bagi mengawal perosak pemakan daun seperti ulat lipat daun. Namun demikian, bahan kimia yang digunakan dalam semburan ini turut membunuh serangga yang bermanfaat seperti parasitoid dan labah-labah. Semburan awal yang dianggap untuk mengelak serangan perosak ini sebenarnya mendedahkan sawah padi kepada serangan bena perang dan meningkatkan risiko serangan sehingga 10 kali ganda.

Walaupun petani cuba untuk mengawal bena perang pada peringkat awal, semburan biasanya dibuat pada bahagian atas kanopi, tidak mengenai bahagian bawah tanaman. Nimfa biasanya berada di bawah atau disebalik litupan kanopi akan terselamat lebih-lebih lagi dengan penggunaan alatan menyembur yang tidak sesuai yang mengeluarkan titisan yang besar.

Pestisid: barangan pengguna atau barangan kawalan?

Kawalan secara semulajadi menggunakan kaedah yang mampan tidak akan berhasil jika petani masih meletakkan kepercayaan kepada racun perosak. Pengiklanan dan promosi yang meluas menyebabkan petani percaya mereka memerlukan racun untuk menyelesaikan masalah perosak. Penyalahgunaan terjadi apabila racun perosak dijual sebagai barangan pengguna - FMCG (fast moving consumer good) seperti ubat gigi, sabun dan kerepek kentang. Memburukkan keadaan, petani pula hanya mengharapkan penjual racun untuk nasihat. Disebabkan penjualan secara meluas seperti barangan pengguna, syarikat pengeluar racun menggunakan kaedah promosi secara emotional appeal (rayuan emosi) serta menyediakan beberapa tarikan seperti cabutan bertuah, hadiah, sampel percuma dan lain-lain.

Gambar 2: Pasaraya racun perosak. Racun perosak dijual sebagai barangan pengguna dan di Asia, satu bahan aktif dijual dalam pelbagai jenama atau nama dagangan.

Apa yang penting ialah penggunaan pestisid berasaskan pengetahuan bagi mengekalkan keseimbangan ekosistem sawah yang dapat mengelakkan serangan merebak. Penggunaan pestisid yang tidak betul (penggunaan berlebihan daripada dos dan penyalahgunaan) menyebabkan berlakunya serangan bena perang di Asia terutama di Indonesia, Thailand, Filipina dan China. Menguatkuasa peraturan yang lebih ketat terhadap pasaran dan penggunaan racun perosak dapat membantu petani menguruskan perosak dengan lebih efektif.

Langkah penting bagi mengharamkan pestisid

Pada awal tahun 2011, saintis Thai melaporkan populasi bena perang yang tinggi di Ayutthaya, Chai Nat, Suphan Buri, Ang Thong, Sing Buri dan Pathum Thani yang memusnahkan beribu-ribu hektar tanaman padi. Pada bulan Mac 2011, 11 wilayah diserang teruk oleh bena perang dengan kerosakan seluas 104,000 hektar. Sejumlah besar sawah di wilayah Pitsanuluk mengalami kerosakan yang teruk. Menjelang Jun 2011, Menteri Pertanian dan Koperasi Thailand, Theera Wongsamut mengumumkan inisiatif sejumlah AS$12.8 juta untuk menghentikan penggunaan cypermethrin dan abamectin - dua pestisid yang didapati menggalakkan serangan bena perang dan meluaskan kempen kawalan perosak bersepadu di sawah padi. Usaha ini disokong oleh IRRI dan Thai Agro Business Association. Pengarah urusan IRRI, Robert Zeigler mengalu-alukan usaha Thailand di dalam menjalankan inisiatif ini kerana Thailand merupakan ketua global di dalam pengeluaran beras.

Tindakan

Pelan tindakan yang berkesan bagi mengawal bena perang ialah memulihkan biodiversiti di sawah padi dan membina semula ketahanan ekologikal. Secara spesifiknya, kejuruteraan ekologi perlu diadaptasi dengan memperkenalkan elemen seperti landskap dengan tumbuhan berbunga bagi menarik, membina dan mengembangkan populasi musuh semulajadi yang sihat. Penggunaan racun yang mempunyai tindakan meluas seperti cypermethrin, deltamethrin, abamectin, dan chlorpyrifos patut diharamkan kerana menjejaskan musuh-musuh semulajadi ini. Pensijilan dan latihan kepada penjual racun sangat penting bagi mengelakkan racun yang diharamkan, racun tiruan ataupun yang tidak diluluskan berada dalam tangan petani. Ini juga akan menggalakkan petani mengamalkan kawalan perosak secara bersepadu dan mengelakkan salahguna racun perosak.

Iklim Pertanian Pintar Boleh Mengurangkan Populasi Bena Perang

Mengawal iklim mikro secara pintar dapat mengurangkan serangan bena perang (BPH) tanpa memerlukan pergantungan kepada racun makhluk perosak.

Dari Carta Iklim yang dicatat oleh Kelly O'Day pada 25 Januari 2011 (Graf  di atas), kitaran 2010-2011 seolah-olah mengikut trend yang sama dengan empat kitaran sebelumnya yang ditunjukkan dalam carta: 1970-1971; 1973-1974; 1983-1984; dan 1998-1999. La Nina semasa hampir sama dengan La Nina dalam tahun 1998-99 dan 1973-74. Tahun dari 1998-1999 yang disebutkan oleh Budiyanto (Pengarah Perlindungan Tanaman, Kementerian Pertanian Indonesia) ketika mesyuarat “Food Crop Protection Policy in 2011” di Pontianak pada 9 Oktober 2011 juga mempunyai insiden serangan BPH yang tinggi seperti mana tahun 2010-2011.

Faktor iklim mikro (micro climate)

Parameter iklim seperti suhu, hujan dan kelembapan relatif yang diperhatikan secara rutin telah digunakan untuk analisis bagi mengaitkan faktor-faktor iklim dengan BPH dalam sawah padi. Walau bagaimanapun BPH menetap dan seterusnya hidup dalam persekitaran mikro di bawah kanopi tanaman. Hujan boleh menjejaskan kelembapan relatif ambien tetapi jarak tanaman yang rapat menggalakkan perkembangan nimfa.

Tanaman yang ditanam menggunakan kaedah SRI (Sistem Keamatan Padi) cenderung untuk mempunyai jarak yang lebih luas di antara tanaman dan boleh menjejaskan perkembangan BPH. Habitat mereka juga mungkin terjejas akibat suhu. Suhu yang lebih tinggi yang digalakkan oleh penjarangan tanaman boleh memendekkan tempoh masa generasi BPH. Manipulasi "pintar" mikro iklim ini boleh membantu untuk mengurangkan populasi bena perang.

Kertas kajian sedia ada menunjukkan bahawa hujan, suhu dan kelembapan relatif positif yang tinggi berkaitan rapat dengan wabak BPH. Hanya statistik hubungan diantara iklim dan wabak BPH boleh didapati, manakala penyebab dan kesannya masih belum dikenal pasti. Walau bagaimanapun, pada musim-musim yang berlainan (musim hujan dan kering), analisis menunjukkan bahawa tempoh hujan yang berterusan sepanjang musim hujan 2009/2010 dan musim 2010 kering di Jawa mempunyai impak yang lebih besar mengenai wabak BPH di pelbagai wilayah/daerah, tetapi juga dalam kawasan bersebelahan yang terletak di dalam daerah yang sama.

Di kawasan rendah dan rata dengan air yang banyak, hujan lebat yang berterusan ketika La Nina 2010/2011 membawa kepada kelembapan relatif yang tinggi dalam sawah yang ditanam padat, menjadikan tanaman padi kondusif kepada BPH. Di kawasan tanpa sistem pengairan (rainfed), walau bagaimanapun, keadaan adalah berbeza kerana kekurangan air akan mengurangkan kelembapan relatif. Dalam musim La Nina 2010/2011, petani di kawasan rainfed mempunyai manfaat yang lebih baik dari penanaman padi di musim kemarau. Mengawal dan mengelola air dengan bijak memainkan peranan penting dalam pengurusan BPH.

Iklim bukanlah faktor tunggal

Unsur-unsur iklim bukanlah faktor tunggal yang mempengaruhi iklim mikro sawah padi. Pengurusan air oleh petani adalah satu contoh aktiviti manusia yang memainkan peranan dalam meningkatkan atau mengurangkan kelembapan relatif di bawah keadaan ketersediaan air di tempat-tempat tertentu. Menggunakan kaedah SRI merupakan satu contoh.

Di samping itu, amalan pengurusan tanaman juga memainkan peranan yang penting. Antara amalan yang "tidak begitu bijak" adalah:

1. menggunakan varieti yang mudah terdedah kepada serangan perosak;
2. menggunakan varieti hibrid dengan asas gen yang sempit dan mempunyai kecenderungan yang tinggi kepada perosak dan penyakit;
3. tanaman tunggal yang menyediakan sumber yang tetap bagi makanan untuk perosak;
4. penyalahgunaan dan penggunaan berlebihan baja dan racun serangga yang boleh membawa kepada wabak yang lebih serius dengan meningkatkan populasi BPH dan mengurangkan servis ekosistem kawalan biologi.

Secara ringkasnya, kelestarian ekosistem padi di dalam bahaya. Kelemahan ini akan membawa kepada peningkatan wabak BPH. Sejak wabak ini berlaku 25 tahun selepas serangan teruk pada 1985-1986, adalah penting untuk mengetahui persamaan dan perbezaan di antara kedua-dua serangan BPH ini. Begitu juga bagi tahun 1998/1999 ketika wabak BPH diperhatikan. Khusus kepada faktor keempat di atas, penyalahgunaan racun perosak dan baja dan aplikasi berlebihan keduanya seringkali boleh menjadi punca tercetusnya wabak BPH.