Mendesain Agroekosistem Berkelanjutan Berbasis Agroekologi
A. Pendahuluan Menemukan sistem pertanian yang berkelanjutan, dengan input yang rendah, keragaman organisme, dan penggunaan energi yang efisien kini telah menjadi salah satu subjek fokus peneliti, petani, maupun pembuat kebijakan di berbagai belahan dunia. Sistem pertanian berkelanjutan diharapkan dapat menjadi solusi bagi pemenuhan kebutuhan pangan secara berkelanjutan dan meminimalisir dampak kerusakan lingkungan yang selama ini menjadi sisi negatif penerapan teknik pertanian modern. Pertanian berkelanjutan berkelanjutan secara umum merujuk merujuk pada model pertanian yang berupaya untuk menyediakan hasil pertanian secara terus-menerus dalam jangka panjang
melalui penggunaan teknologi
manajemen
ekologi. ekologi.
Pertanian
berkelanjutan melihat pertanian sebagai suatu ekosistem dan oleh karena itu muncullah istilah agroekosistem. Fokus utama agroekosistem bukanlah tingginya produksi komoditi tertentu, tetapi pada optimalisasi sistem secara keseluruhan. Hal ini menempatkan stabilitas dan keberlajutan sebagai isu yang lebih vital dibandingkan produksi ekonomi. Kunci strategy pertanian berkelanjutan adalah dengan mengembalikan keragaman organisme pada lahan lahan pertanian (Altieri, 1987). Keragaman Keragaman dapat ditingkatkan dalam dua dimensi, yaitu waktu dan ruang. Keragaman dalam dimensi waktu dapat ditingkatkan dengan melakukan pergiliran tanaman, sedangkan
dalam
dimensi
ruang
keragaman
dapat
ditingkatkan
dengan
penggunaan tanaman penutup tanah, intercropping, agroforestri, dll. Keragaman vegetasi berdampak berdampa k pada pengendal pengendalian ian hama hama melalui mekanisme mekanis me musuh alami, ala mi, optimalisasi daur nutrisi, konservasi tanah dan energy, dan pengurangan ketergantungan ketergantungan terhadap t erhadap input luar. Pengembangan model agroekosistem akan sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan dan sosial suatu wilayah. Model a groekosistem yang cocok pada suatu
daerah belum tentu sesuai untuk daerah lain. Desain agroekosistem yang tepat akan
meningkatkan
efisiensi
produksi
sistem
tersebut,
oleh
karenanya
pengetahuan mengenai perancangan agroekosistem penting untuk diketahui. Makalah ini akan membahas mengenai tahapan perancangan agroekosistem.
B. Mendesain Agroekosistem 1. Memilih Sistem Pertanian Langkah
pertama dalam mendesain sistem pertanian adalah dengan
membuat konsep sistem pertanian tersebut. Konsep ini meliputi hal-hal berikut: -
Tujuan
: Mengapa sistem ini dibangun
-
Batasan
: Dimana sistem tersebut berawal dan berakhir
-
Konteks
: Pada kondisi lingkungan luar seperti apa sistem
tersebut bekerja -
Komponen
: Unsur-unsur pokok yang menyusun sistem tersebut
-
Interaksi
Hubungan di antara komponen-komponen tersebut
-
Input
: Materi/energi yang digunakan oleh sistem yang
berasal dari luar -
Sumber Daya
:
Elemen
dalam
sistem
yang
digunakan
sebagaimana fungsinya -
Hasil Produksi
: Output yang diinginkan
-
By-produk
: Hasil sampingan yang bermanfaat.
Dalam merancang konsep Agroekosistem ini, sangat penting untuk mempertimbangkan hal-hal berikut: 1. Agroekosistem adalah kumpulan komponen biotik dan abiotik yang terhubung dan membentuk unit kerja ekologis.
2.
Agroekosistem dapat dirancang mampu mengatur sistem sendiri pada batasan tertentu.
3. Agroekosistem bervariasi menurut komponen alami penyusunnya dalam dimensi ruang dan waktu dan tingkat manajemen yang diterapkan. 4. Tidak ada unit agroekosistem yang benar-benar berdiri sendiri dan secara biologis sangat jarang memiliki batasan yang jelas. Langkah
selanjutnya adalah mencocokkan konsep sistem sedekat mungkin
dengan keterbatasan dan sumber daya yang tersedia.
Lingkungan
berbeda, baik
dari segi sumberdaya maupun keterbatasannya, dan sejauh apa lingkungan tersebut dapat dimodifikasi. Sumber daya juga dapat dimodifikasi, namun setiap modifikasi akan menimbulkan biaya. Faktor yang mempengaruhi pemilihan sistem pertanian disajikan pada Tabel 1 berikut. Tabel 1. Faktor yang mempengaruhi pemilihan sistem pertanian Faktor Ekologi
Infrastruktur
Klimatik
Kepemilikan Lahan Suplai Air Ketersediaan Sumber Energi
Tanah Biologi
2. Elemen
Kendala Ekonomi Eksternal Pasar
Komunikasi Ketersediaan Kredit
Faktor Operasional
Penerimaan Personal
Ukuran Pertanian Tenaga kerja
Preferensi Personal
Keberlanjutan
Prinsip dasar agroekosistem berkelanjutan adalah konservasi sumber daya yang
dapat
diperbaharui,
adaptasi
tanaman
terhadap
lingkungan,
dan
mempertahankan level produksi yang tinggi namun berkelanjutan. Untuk memperoleh sistem pertanian yang secara ekologis berkelanjutan dalam jangka waktu yang panjang, sebuah sistem pertanian haruslah: -
Mengurangi penggunaan energi dan sumber daya Menerapkan metode produksi yang dapat mengembalikan mekanisme homeostatis yang kondusif bagi stabilitas komunitas, mengoptimalkan laju pergantian dan daur ulang materi dan nutrisi, memaksimalkan
kapasitas penggunaan landscape, dan memastikan efisiensi aliran energi. - Mendorong produksi bahan makanan lokal yang telah beradaptasi dengan faktor lingkungan dan sosial ekonomi. - Mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan ekonomi pertanian skala kecil dan menengah. Terdapat empat aspek pertanian yang harus dipahami untuk mencapai keberlanjutan dalam sistem pertanian. Aspek tersebut a ntara lain: 1. Biologis : Tumbuhan dan hewan dan efek biologis dari faktor fisik dan kimia (iklim, tanah) dan manajemen pertanian yang mempengaruhi tumbuhan dan hewan tersebut. : Aktivitas fisik di bidang pertanian yang 2. Aktivitas Pertanian mengkomninasikan tenaga kerja, keterampilan, mesin dan energi. 3. Ekonomi Pertanian : Biaya produksi, dan harga hasil produksi, jumlah produksi dan daya serap pasar, resiko, dan hal lain yang mempengaruhi pendapatan pertanian. 4. Sosial Ekonomi : Pasar, hak penggunaan lahan, tenaga kerja, mesin, bahan bakar, input, kredit, pajak, penelitian, dan bantuan teknis. 3.
Model Desain Agroekosistem
Batasan fisiologis tanaman, daya dukung lapangan, dan biaya untuk meningkatkan produksi menentukan produktivitas potensial agroekosistem. Agroekosistem mendorong terjadinya keseimbangan alami dalam ekosistem. Untuk mendesain sistem pertanian yang sei mbang dan mampu beradaptasi dengan baik terhadap lingkungan, kita dapat belajar dari struktur ekosistem alami atau semi alami yang terdapat pada area tersebut. Informasi penting yang dapat diperoleh antara lain: Produksi Primer
: Tergantung pada faktor klmatik dan edapik, setiap area
dikarakterisasi oleh tipe vegetasi dengan kapasitas produksi yang spesifik. Misalnya suatu padang rumput dengan biomassa rumput 6.600 g/m 2 tidak dapat mendukung hutan denga biomassa ditambahkan
dalam
sistem.
26.000
Sehingga
jika
gr/m2) kecuali jika input luar suatu
padang
rumput
akan
dialihfungsikan menjadi pertanian, maka lebih baik menanam tanaman cerealia dibandingkan tanaman buah-buahan.
Kapasitas Penggunaan Tanah: Sangat penting untuk memperhatikan kualitas tanah seperti ketersediaan air, nutrisi, oksigen, tekstur tanah, salinitas kemungkinan untuk melakukan mekanisasi, dan resistensi terhadap erosi (Vink, 1975). Pola vegetasi; Pola vegetasi pada ekosistem alami dapat dgunakan sebagai model arsitektur dan botanical untuk mendesain agroekosistem pada lokasi tersebut. Studi mengenai produktivitas, komposisi spesies, dan efisiensi penggunaan sumber daya, ketahanan terhadap hama, dan distribusi luas daun pada komunitas alami tanaman sangat penting untuk mambangun agroekosistem yang meniru suksesi ekosistem alami (Ewel, 1986). menurut Ewel pada dataran rendah daerah beriklim tropis basah, membangun agroekosistem yang meneyerupai ekosistem hutan adalah model pertanian berkelanjutan yang paling sesuai untuk daerah ini. Model
agroekosistem
ini
akan
mengurangi
kebutuhan
pupuk,
efisiensi
penggunaan nutrisi, dan perlindungan terhadap hama. Pengetahuan
Lokal
Petani; Pada sebagian besar areal pedesaan petani telah
bercocok tanam selama berpuluh tahun, dan sebagian dari mereka telah berhasil mengembangkan sistem pertanian yang dapat beradaptasi dengan kondisi lingkungan lokal. Model sistem yang berhasil biasanya menunjukkan adaptasi yang
baik
terhadap
lingkungan,
berdasarkan
sumber
daya
lokal,
dan
mengkonservasi sumber daya alam. 4.
Karakteristik Tanaman dan Pola Penanaman Karakteristik biologi dan agronomis tanaman sangat penting untuk menentukan tanaman apa yang tepat pada kondisi lingkungan dan praktek pertanian yang akan diterapkan. Karakteristik tanaman yang perlu dipertimbangkan antara lain: -
Peride tumbuh. waktu yang dibutuhkan tanaman untuk tumbuh dan lama fase pertumbuhannya sangat penting untuk menentukan zona iklim yang tepat untuk tanaman tertentu, dan ketepatan untuk mengkombinasikannya ke dalam sistem multipel cropping.
-
Fotoperiodisme, pada banyak tanaman panjang hari akan menentukan waktu berbunga, berkecambah, dan dormansi pada tanaman, oleh karena itu hal ini penting untuk diperhatikan.a
-
Karakteristik pertumbuhan, karakteristik pertumbuhan sangat penting untuk menentukan praktek manajemen tanaman.
-
Sistem Perakaran, terdapat dua tipe sistem perakaran yaitu sistem perakaran dalam dan perakaran dangkal. Kombinasi yang tepat dari kedua sistem perakaran ini akan meningkatkan efisiensi sistem.
C. Desain
Agroekosistem Berkelanjutan ( Contoh Kasus)
Diversifikasi pada pertanian bawang di Michigan Agroekosistem berkelanjutan ini didesain untuk meminimalisir serangan hama utama tanaman bawang yaitu ulat bawang ( Delia Antiqua). Agroekosistem ini didesai dari pemahaman hubungan antara penyakit, gulma, dan serangga, serta komponen lain dalam sistem ini (Groden, E,. 198 2 dalam Altieri 1989).
PETERNAKAN SAPI
GULMA PEMBATAS
BAWANG YANG DITANAM LEBIH AWAL LOBAK 1
LOBAK 2
LOBAK 3
BAWANG YANG DITANAM LEBIH LAMBAT
GULMA PEMBATAS
Gambar 1. Agroekosistem untuk mengurangi serangan ulat bawang. Peternakan sapi dan gulma pembatas menyediakan inang bagi dan nektar bagi musuh alami ulat bawang. Peternakan sapi juga menjadi meningkatkan
populasi ulat tanah yang berarti meningkatkan popolasi lalat harimau, predator alami
lalat
bawang.
Keberadaan
peternakan
sapi
dan
gulma
pembatas
menyebabkan berkurangnya populasi hama yang sampai pada lahan bawang. Penanaman lobak dan perbedaan waktu penanamannya menyediakan alternatif host dan suplai makanan yang berkelanjutan bagi kumbang A. bilineata yang memangsa ulat bawang. Sedangkan tanaman bawang yang ditanam lebih awal dapat menjadi semacam perangkap sehingga bawang yang ditanam terlambat dapat bebas dari serangan ulat bawang. D.
Prinsip ekologi dalam desain dan manajemen Agroekosistem
Menurut Reijntjes et al (199 2), terdapat lima prinsip ekologi dalam mendesai dan mengatur agroekosistem berkelanjutan. Prinsip tersebut antara lain: 1. Mempertahankan kondisi tanah yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman,
khususnya dengan manajemen bahan organik. 2.
Optimalisasi ketersediaan dan keseimbangan aliran nutrisi.
3.
Meminimalisir kehilangan melalui aliran radiasi matahari, udara, dan air dengan manajemen iklim mikro, manajemen air, dan pengendalian erosi.
4.
Meminimalisir kehilangan hasil karena serangan hama dan penyakit dengan mencegah dan memberi perlakuan yang tepat.
5.
Meningkatkan penggunaan sumberdaya genetis yang beragam.
D. Penutup Keragaman mempengaruhi
lingkungan,
desain
ekosistem,
rancangan
suatu
dan
kondisi
agroekosistem.
sosial Setiap
ekonomi model
Agroekosistem haruslah secara spesifik dirancang berdasarkan kondisi lingkungan dan social ekonomi setempat, dengan memperhatikan potensi sumber daya lokal. Desain agroekosistem yang tepat akan meningkatkan efisiensi produksi pertanian dan menjamin keberlanjutannya.
E. Referensi
Altieri, M. 1989. Agroecology The sciense of Sustainable Agriculture. Westview Press. Reijentjes. 1992. Pertanian Masa Depan. Kanisius. Jogyajarta. Vink, A.P.A. 1975. Land Use in Advancing Agriculture. New york. Thorne, D.W., dan M.D. Thorne. 1979. Soil, Water, and Crop Production. Westport Avi Pub.Coo.
