Interaksi Gulma dan Tanaman
Disusun oleh:
Junita Br Nambela 21/484877/PPN/04745
Dosen Pengampu:
Dr. Dyah Weny Respatie, S.P., M.Si.
PENDAHULUAN
Crop – Weed Association
Crop – Weed Competition
Gulma akan selalu berada di sekitar
tanaman yang dibudidayakan dan
akan berasosiasi dengan tanaman
tersebut bila tidak dilakukan
penyiangan atau pengendalian.
Salah satu bentuk asosiasi gulma
dengan tanaman adalah terjadi
kompetisi faktor tumbuh.
Persaingan antara gulma dengan
tanaman merupakan inter specific
competition yaitu persaingan yang
terjadi antar spesies yang berbeda
dalam satu hamparan tanaman
(misalnya
persaingan
gulma
Eleusine indica dengan jagung).
2
•
•
Kompetisi tanaman-gulma adalah kekuatan alami dimana
tanaman dan gulma cenderung mencapai pertumbuhan
dan hasil gabungan maksimum, dengan perkembangan
masing-masing
spesies
sampai
batas
tertentu
mengorbankan yang lain.
Gulma yang menekan pertumbuhan tanaman akan
mengakibatkan penurunan hasil.
3
Adaptations relevent to competitive advantage of weed
◉
◉
◉
◉
◉
◉
◉
◉
Properly synchronized germination
Rapid establishment and growth of seedlings
Tolerance to shading effects by the crop or by other weeds
Quick response to available soil moisture and nutrients
Adaptation to the most severe climatic situations of the habitat
Adaptations to the edaphic regime
Relative immunity to post seeding soil disturbance
Practices and resistance to herbicides that are used
4
“
◉ Kompetisi dan alelopati adalah interaksi utama, yang penting
antara tanaman dan gulma.
◉ Perbedaannya: Alelopati dibedakan dari kompetisi karena
bergantung pada senyawa kimia yang dihasilkan ke lingkungan
sementara kompetisi melibatkan penghilangan atau
pengurangan faktor atau faktor penting dari lingkungan yang
seharusnya digunakan.
5
CROP-WEED COMPETITION
Competition for nutrients
Competition for moisture
Competition for light
Competition for space (CO2)
6
Allelopathy
◉
Alelopati adalah efek merugikan dari bahan kimia atau eksudat yang
dihasilkan oleh satu spesies tumbuhan (hidup) pada perkecambahan,
pertumbuhan atau perkembangan spesies tanaman lain (atau bahkan
mikroorganisme) yang berbagi habitat yang sama.
◉
Alelopati tidak membentuk aspek kompetisi gulma-tanaman, melainkan
menyebabkan interferensi tanaman-gulma, termasuk kompetisi serta
kemungkinan alelopati.
◉
Bahan allelo kimia diproduksi oleh tanaman sebagai produk akhir
merupakan produk sampingan dan metabolit yang dibebaskan dari
tanaman; alelokimia milik asam fenolik, flavanoides, dan senyawa
aromatik lainnya yaitu, terpenoid, steroid, alkaloid dan sianida organik.
7
Effect Of Allelopathy On Plant performance. Source : Wiley Online Library
8
Allelopathic Effect
Crop plants on weeds, i.e. :
Weeds on weeds, i.e. :
◉ Root exudation of maize inhibits
◉ Extract of leaf leachate of
the growth of Chenopodium
album.
◉ The cold water extracts of wheat
straw when applied to weeds
reduce germination and growth
of Abutilon sp.
decaying leaves of Polygonum
contains flavonoides which are
toxic to germination, root and
hypocotyls growth of weeds like
Amaranthus spinosus.
◉ Inhibitor secreted by decaying
rhizomes of Sorghum halepense
affect the growth of Digitaria
sanguinalis and Amaranthus sp.
9
Factors influencing allelopathy
Plant factors include : density, life cycle, age, habit, and habitat
Climatic factors: The soil & air temperature as well as soil moisture influence
the allelo chemicals potential
Soil factors: Physico-chemical and biological properties influence the
presence of allelochemicals.
Stress factors: Abiotic and Biotic stresses may also influence the activity of
allelochemicals
10
Mechanism of action of allelochemicals
◉
◉
◉
◉
◉
Interfere with cell elongation
Interfere with photosynthesis
Interfere with respiration
Interfere with mineral ion uptake
Interfere with protein and nucleic acid metabolism
11
Use of Allelopathy in biological control of weeds
1.
2.
Use of cover crop for biological control
Use of alleopathic chemicals as bio-herbicides
12
Effect of weed competition on crop growth and yield
◉
◉
◉
◉
◉
◉
◉
◉
◉
Crop growth is affected
Crop suffers from nutritional deficiency
Leaf area development is reduced
Yield attributes will be lowered
Reduce the water use by the crop
Affect the dry matter production
Lowers the input response
Causes yield reduction
Pest and disease incidence will be more
13
Losses Caused by Weeds
◉
◉
◉
◉
◉
◉
◉
◉
Reduction in crop yield
Loss in crop quality
Weeds as reservoirs of pests and diseases
Interference in crop handling
Reduction in land value
Limitation of crop choice
Loss of human efficiency
Problems due to aquatic weeds
14
Factors affecting the competitive ability of crops against weeds
◉
◉
◉
◉
Density of weeds : Increase in density of weed decrease in yield is a normal
phenomena. However, it is not linear as few weeds do not affect the yields so much as
other weed does and hence, it is a sigmoidal relationship.
Crop density : Increase in plant population decreases weed growth and reduce
competition until they are self competitive. In this respect, square planting of crops in
which there are equal row and plant spacing should be ideal in reducing intra-crop
plant competition.
Type of weeds species : The type of weeds that occur in a particular crop influences
the competition. Occurrence of a particular species of weed greatly influences the
competition between the crop & weed. For eg. E. crusgalli in rice, Setaria viridis in
corn and Xanthium sp. in soybean affects the crop yield.
Type of crop species and their varieties : Crops and their varieties differ in their
competing ability with weeds e.g., the decreasing order of weed competing ability is
as: barley, rye, wheat and oat. High tolerance of barley to competition from weeds is
assigned to its ability to develop more roots that are extensive during initial three
weeks growth period than the others.
15
•
•
•
•
•
Soil factors: Soil type, soil fertility, soil moisture and soil reaction influence the crop weed competition.
High soil fertility usually stimulates weeds more than the crop, reducing thus crop yields. Fertilizer
application of weedy crop could increase crop yields to a much lower level than the yield increase
obtained when a weed-free crop is applied with fertilizer.
Climate : Adverse weather condition, Eg. drought, excessive rains, extremes of temperature, will favour
weeds since most of our crop plants are susceptible to climatic stresses. It is further intensified when
crop cultivation is stratified over marginal lands. All such stresses weaken crops inherent capacity to
fight weeds.
Time of germination : In general, when the time of germination of crop coincides with the emergence
of first flush of weeds, it leads to intense Crop-Weed interference. Sugarcane takes about one month to
complete its germination phase while weeds require very less time to complete its germination.
Cropping practices : Cropping practices, such as method of planting crops, crop density and geometry
and crop species and varieties have pronounced effects on Crop-Weed interference.
Crop maturity : Maturity of the crop is yet another factor which affects competition between weeds &
crop. As the age of the crop increases, the competition for weeds decreases due to its good
establishment. Timely weeding in the early growth stages of the crop enhances the yield significantly.
16
Critical period of weed competition
◉
Periode kritis kompetisi gulma didefinisikan sebagai rentang waktu terpendek
selama pertumbuhan tanaman ketika penyiangan menghasilkan keuntungan
ekonomi tertinggi.
◉
Persaingan gulma di lahan budidaya pada tahap awal tanaman selalu lebih
intensif daripada pada tahap selanjutnya. Umumnya pada tanaman berumur
100 hari, 35 hari pertama setelah tanam harus dipertahankan dalam kondisi
bebas gulma. Tidak perlu berusaha untuk kondisi bebas gulma selama masa
hidup tanaman, karena akan memerlukan pengeluaran tambahan yang tidak
perlu tanpa peningkatan hasil yang proporsional.
17
PEMBAHASAN
Source: Maxwell (2018)
18
Table 2. Yield losses due to weeds in some important crops
19
Source: Maxwell (2018)
•
Terdapat kondisi lingkungan tertentu di
mana gulma tidak mempengaruhi tanaman
atau ambang ekonomi yang signifikan yang
lebih tinggi dari efek biologisnya (Cousens
1987).
•
Lingkungan mempengaruhi interaksi gulmatanaman cenderung bervariasi pada skala
spasial kecil (m2) dari musim tanam ke
musim tanam selanjutnya (Maxwell dan
Luschei 2004).
•
Kepadatan gulma tercatat di seluruh ladang
gandum dengan informasi hasil spesifik
lokasi menunjukkan variasi dalam dampak
gulma di seluruh area pertanaman (Gbr. 1).
Jelas, faktor selain kepadatan gulma
berperan dalam menentukan hasil panen.
20
Visualization Model Weed-Crop Competition Process
Source: Maxwell (2018)
21
•
Di samping merupakan contoh kompetisi
tidak langsung untuk sumber daya, di
mana tiga tanaman berbagi ruang yang
hampir sama tetapi ketiganya memiliki
morfologi akar berbeda.
•
Spesies sistem perakaran dangkal (Gbr a)
menangkap kelembapan dari hujan volume
kecil dan telah mengadaptasi strategi ini
untuk tumbuh pada musim hujan datang
dalam intensitas kecil.
•
Spesies lain (Gbr b dan Gbr c)
berkomitmen untuk menyimpan secara
mendalam kelembaban tanah yang
mungkin disimpan di luar musim tanam.
Source: Maxwell (2018)
22
Reduction in crop yield
Gambar 4. Simulasi kehilangan hasil gula bit pada
kepadatan gulma yang berbeda ayam ( ) 5·5 tanaman
m-2, (---) 11 tanaman m-2,(· · · ·) 22 tanaman m-2, (---)
44 tanaman m-2, (--) 88 tanaman m-2).
Source : Kropff (1988)
Pengaruh kepadatan dan periode gulma yang berbeda
antara tanaman dan munculnya gulma pada kehilangan
hasil dianalisis dengan model menggunakan rata-rata
cuaca dan karakteristik spesies bit gula dan ayam. Hasil
simulasinya disajikan pada Gambar 4. Gambar
menunjukkan hubungan berbentuk S (Sigmoid) antara
kehilangan hasil dan periode antara tanaman dan
munculnya gulma. Kehilangan paling sensitif yaitu
ketika gulma muncul sekitar 10-20 hari setelah panen,
tergantung pada kepadatan gulma.
23
Gambar 5. Simulasi kehilangan hasil bit gula terkait
dengan luas daun relatif gulma (ayam gemuk) 30
hari setelah munculnya tanaman. Data diperoleh
dari penelitian simulasi di mana kepadatan gulma
dan periode antara tanaman dan munculnya gulma
bervariasi. Data dari eksperimen simulasi dengan
waktu kemunculan yang sama terhubung (
).
Gambar 5 menunjukkan hubungan yang erat
antara luas daun relatif dan kehilangan hasil, yang
dapat dijelaskan dengan persamaan hiperbolik. Di
dalam situasi persaingan tertentu dengan bit gula
dan ayam, pengurangan hasil yang kuat dapat
diharapkan bahkan ketika hampir tidak ada gulma
hadir 30 hari setelah munculnya tanaman. Variasi
kehilangan hasil pada luas daun relatif tertentu
disebabkan pengaruh perbedaan periode vegetatif
gulma: gulma yang muncul lebih awal mati selama
masa pendewasaan.
Source : Kropff (1988)
24
Weed-crop interactions under climate change
Crop-weed competition: effect of CO2, temperature and moisture stress
◉
◉
◉
◉
◉
Pengaruh perubahan iklim pada interaksi tanaman-gulma cenderung bervariasi
menurut wilayah dan tanaman.
Jika tingkat fiksasi CO2 yang tinggi digabungkan dengan karakter seperti
penyebaran stoloniferous atau rhizomatous akar atau produksi melimpah benih yang
mudah disebarluaskan, hasilnya mungkin sangat kompetitif bagi tanaman.
Dilaporkan bahwa spesies yang efisien menjadi relatif lebih kompetitif dengan
intensitas cahaya yang meningkat. Spesies ini memiliki nilai suhu optimum yang
tinggi untuk fotosintesis akan menjadi lebih kompetitif saat suhu meningkat.
Peningkatan suhu disertai stres kelembaban tanah akan mengimbangi secara positif
pengaruh pengayaan CO2; efek bersihnya tergantung pada tingkat stres kelembaban.
Peningkatan suhu juga memiliki potensi untuk menghasilkan spesies yang lebih
invasive melalui pengenalan jangkauan habitat yang diperluas dan potensi yang
lebih besar untuk ledakan kelimpahan yang destruktif (Naidu & Murthy, 2014).
25
KESIMPULAN
◉ Gulma akan selalu berada di sekitar tanaman budidaya dan akan
berasosiasi dengan tanaman. Jika tidak dilakukan pengendalian
maka akan menciptakan kompetisi baik gulma-gulma maupun
gulma-tanaman.
◉ Penekanan pertumbuhan tanaman menurunkan hasil tanaman
bervariasi mulai dari 6,2% hingga 81,9%, dimana terdapat
hubungan sigmoid antara kehilangan hasil dan periode antara
tanaman dan munculnya gulma.
◉ Interaksi antara gulma dan tanaman sangat dipengaruhi oleh
lingkungan sehingga perubahan iklim berpengaruh besar
terhadap munculnya spesies gulma invasif atau kejadian ledakan
populasi gulma di masa depan.
26
REFERENSI
◉ Kropff, M.J. 1988. Modelling the effects of weeds on crop
production. Weed Research 28: 465-471.
◉ Maxwell, B. 2018. Weed-plant interactions. Integrated weed
management for sustainable agriculture. Burleigh Doods
Science Publishing Limited. Montana State University. USA.
Page 1-14.
◉ Naidu, V.S.G.R. & Murthy, T.G.K. 2014. Crop-weed
interactions under climate change. Indian Journal of Weed
Science 46(1): 61–65.
27
28