Penyakit Tanaman dan Patogen

Masalah penyakit tumbuhan akan selalu muncul sepanjang manusia mengusahakan tanaman atau tumbuhan tersebut sebagai tanaman budidaya. Penyakit adalah salah satu proses yang terjadi di alam, sehingga sangat perlu menjadi bahan pemikiran pada saat mengembangkan suatu tanaman dimana manusia berperan didalamnya (Agrios, 1996) Seperti yang telah di jelaskan sebelumnya pada bab pendahuluan penyakit sebenarnya adalah suatu proses dimana bagian-bagian tertentu dari organisme tidak dapat menjalankan fungsinya secara normal dengan sebaik-baiknya karena adanya suatu gangguan. Tanaman dapat dilihat dari dua sudut pandang, yaitu secara biologi dan ekonomi maka penyakit tanamanpun mengandung unsur dua sudut pandang ini. Dari segi biologi, tanaman adalah organisme yang melakukan kegiatan fisiologis, sehingga dari segi ini penyakit tanaman adalah penyimpangan dari sifat normal sehingga tanaman tidak dapat melakukan kegiatan fisiologis seperti biasanya. Rangkaian proses fisiologi itu dapat berupa: (1) pembentukan cadangan makanan bahan dalam bentuk biji (busuk biji), akar dan tunas, (2) pertumbuhan juvenile baik pada semai maupun perkembangan tunas (penyakit layu pucuk dan daun), (3) perpanjangan akar dalam usaha untuk mendapatkan air dan mineral (busuk akar), (4) transportasi air (layu vaskuler), (5) fotosintesis (klorosis, bercak daun), (6) translokasi fotosintat untuk dimanfaatkan oleh sel (kanker) dan (7) integritas structural (busuk gubal, busuk pangkal batang).

Dari segi ekonomi, tanaman adalah penghasil bahan-bahan yang berguna bagi manusia, sehingga dari segi ini penyakit tanaman adalah ketidakmampuan tanaman menghasilkan bahan yang dibutuhkan manusia sehingga manusia mengalami kerugian. Dari uraian diatas, tanaman/pohon yang sakit dapat didefinisikan sebagai tanaman/pohon yang mengalami gangguan fisiologis yang disebabkan oleh penyebab penyakit yaitu pathogen yang kemudian gangguan ini dimunculkan dalam bentuk gejala dan dimana kejadian ini secara ekonomis merugikan manusia.

Konsep timbulnya suatu penyakit semakin berkembang seiring dengan berkembangnya ilmu penyakit tumbuhan, pada awalnya para pakar yang dipelopori oleh DeBary menujuk pathogen sebagai penyebab penyakit yang utama, selanjutnya diketahui bahwa dalam berbagai buku teks mengenai penyakit tumbuhan umunya dianut konsep segitiga penyakit (disease triangle) seperti antara lain dikemukan oleh Blanchard dan Tattar (1981). Ketiga komponen penyakit tersebut adalah inang, pathogen dan lingkungan. Kemudian berkembang sebuah konsep yang dasari pemikiran bahwa manusia ikut berperan dalam timbulnya suatu penyakit tumbuhan karena manusia dapat memberikan pengaruh terhadap pathogen dan tanaman inang itu sendiri serta kondisi lingkungan dimana tanaman itu tumbuh, konsep ini dikenal dengan segi empat penyakit atau (disease squaire) dimana manusia dimasukkan sebagai salah satu faktor dalam komponen timbulnya penyakit. 

Patogen adalah organisme hidup yang mayoritas bersifat mikro dan mampu untuk dapat menimbulkan penyakit pada tanaman atau tumbuhan. Mikroorganisme tersebut antara lain fungi, bakteri, virus, nematoda mikoplasma, spiroplasma dan riketsia. Suatu organisme disebut patogen apabila dapat memenuhi postulat Koch yaitu : 

• Patogen ditemukan pada pohon yang terserang patogen 
• Patogen dapat diisolasi dan diidentifikasi 
• Patogen dapat diinokulasikan pada spesies inang yang sama dan menunjukkan gejala yang sama
• Dapat diisolasi kembali  Pengaruh komponen pathogen dalam timbulnya penyakit sangat tergantung pada kehadiran pathogen, jumlah populasi pathogen, kemampuan pathogen untuk menimbulkan penyakit yaitu berupa kemampuan menginfeksi (virulensi) dan kemampuan menyerang tanaman inang (agresivitas), kemampuan adaptasi patogen, penyebaran, ketahanan hidup dan kemampuan berkembangbiak pathogen. 

Kemampuan pathogen menyerang tanaman inang dipengaruhi oleh senjata yang dimiliki oleh pathogen, dimana senjata ini sangat tergantung pada jenis pathogen itu sendiri. Secara umum senjata yang dimiliki pathogen untuk menyerang tanaman dapat dibedakan menjadi dua yaitu fisik-mekanik dan biokimia. Senjata fisik-mekanik dapat berupa jarum (stilet) seperti yang dimiliki nematode atau berupa austarium yang dimiliki oleh fungi. Sedangkan yang biokimia dapat berupa enzim, toksin, antibiotic, zat pengatur tumbuh (ZPT) dan senyawa yang berfungsi sebagai racun atau penyumbat.

Gejala Serangan Penyakit

Apabila tumbuhan diganggu oleh patogen atau oleh keadaan lingkungan tertentu dan salah satu atau lebih dari fungsi tersebut terganggu sehingga terjadi penyimpangan dari keadaan normal, maka tumbuhan menjadi sakit. Penyebab utama penyakit baik berupa organisme hidup patogenik (parasit) maupun factor lingkungan fisik (fisiopath). Adapun mekanisme penyakit tersebut dihasilkan akan sangat bervariasi yang tergantung pada agensia penyebabnya dan kadang-kadang juga bervariasi dengan jenis tumbuhannya. Pada mulanya tumbuhan bereaksi terhadap agensia penyebab penyakit pada bagian terserang. Reaksi tersebut dapat berupa reaksi biokimia alami, yang tidak dapat dilihat. Akan tetapi reaksinya dengan cepat menyebar dan terjadinya perubahan-perubahan pada jaringan yang dengan sendirinya menjelma menjadi makroskopik dan membentuk gejala penyakit. Berbagai macam penyakit yang dapat menular, yaitu bakteri, jamur, virus, mikoplasma, dan tanaman tingkat tinggi. Kekhasan penyakit yang menular adalah terjadinya interaksi yang terus-menerus oleh faktor-faktor biotik (hidup) atau oleh faktor-faktor abiotik (fisik atau kimia). 

Gejala serangan penyakit dapat juga disebabkan karena terganggunya proses fisologis pada tanaman. Dengan terganggunya proses fisiologis ini tanaman memberikan respons dalam bentuk gejala. Adapungejala yang dimunculkan sebagai respons tergangunya proses fisiologis adalah sebagai berikut :

a. Gejala Utama (Main Symptoms)  

Pertumbuhan yang tidak normal, dapat melebihi ukuran normal atau lebih kecil dari ukuran normal, perubahan warna, baik pada daun, batang, akar, buah, bunga. Matinya jaringan, bagian-bagian tanaman menjadi mongering. Layunya bagian dari tubuh tanaman. 

b. Gejala Lapangan (Field Symptoms) 

Layunya tanaman secara keseluruhan, Nekrosis (matinya jaringan), Perforasi (berlubang)-nya daun , Gall (bengkak) atau bintil dan bisul, kanker, bercak daun, busuk basah, berair dan busuknya jaringan, busuk kering, busuknya jaringan tetapi kering, malformation (perubahan bentuk), oedeem, batang mengalami pembengkakan. Mummifikasi, kondisi seperti mumi, rapuh dan kering. Daun mengeriting atau bergelombang, Erinose, keluarnya cairan dari kulit batang, Hexeem bezem, cabang-cabang tak berkembang dan pendek seperti sapu dan kerdil.  

Terdapat golongan penyakit dimana sel-sel yang dipengaruhi tidak menjadi lemah atau hancur, tetapi dirangsang membelah lebih cepat (hiperplasia) atau membesar melebihi ukuran normal (hipertropi). Sel-sel hiperplasia atau hipertropi biasanya menghasilkan perkembangan organ-organ yang tidak berfungsi, ukurannya tidak normal, perkembangbiakannya tidak normal, atau menghasilkan pertumbuhan melebihi normal pada organ-organ yang terlihat normal. Sel-sel dan jaringan yang dirangsang lebih (over stimulated) tidak hanya mengalihkan menjadi tidak tersedia bagi jaringan normal, tetapi seringkali dengan pertumbuhan yang melebihi normal tersebut akan merusak atau menghancurkan jaringan normal didekatnya dan mengganggu fungsi-fungsi fisiologis tumbhan.

Penyakit Biotik 

Penyakit Biotik Biotik (hidup) adalah jasad-jasad renik yang ada di sekitar patogen. Pengaruh faktor lingkungan biotik yang jelas adalah pada pathogen yang bertahan hidup dan berkembang di dalam tanah, yang biasanya menyerang akar. Interaksi pathogen dan faktor biotic dapat berupa hubungan yang sinergis, Suatu pathogen dapat menyebabkan mikroorganisme lain yang semula non-patogenik menjadi patogenik. Aspergillus spp., Penicillium spp. dan Trichoderma spp. merupakan fungi yang umum ditemukan didalam tanah, yang pada kondisi normal tidak bersifat patogenik terhadap tembakau dan tanaman lain, akan tetapi bila akar tumbuhan tersebut terinfeksi nematode puru akar, jenis fungi ini akan mampu menginvasi akar. Interaksi pathogen dan faktor biotic juga dapat terjadi dalam penyebaran pathogen, beberapa serangga membantu penyebaran pathogen atau juga dapat menjadi agen atau vector timbullnya penyakit yang disebabkan oleh pathogen.  

Interaksi faktor biotic dan pathogen serta inang dapat memberikan pengaruh antagonistic terhadap inang, sehingga inang akan terangsang untuk melakukan reaksi biokimia sebagai alat pelindung terhadap serangan pathogen berikutnya. Misalnya inang mampu memproduksi bahan-bahan bersifat racun pada fungi (fungitoksik) untuk menghambat perkembangan pathogen fungi. Faktor biologi dapat menjadi organism antagonis, artinya adalah organism yang berlawanan. Berlawanan disini berarti berlawanan dengan organism pathogen. Karena adanya pengaruh antagonis ini maka organism ini dapat digunakan sebagai pengendali penyakit secara biologi. Antagonis berarti agen biologi yang berpotensi untuk mengganggu proses kehidupan dari pathogen tanaman, yang termasuk kedalam organism antagonis diantaranya golongan jamur, bakteri, virus, nematode, protozoa. Supena (1980) melaporkan bahwa fungi saprofitik yang terdapat dalam residu tanaman Calopogonium lignosis mampu menekan serangan penyakit cendawan akar putih ( Rigidiporus lignoses) pada tanaman karet.

Beberapa contoh phatogen penyebab penyakit antara lain adalah sebagai berikut :

• jamur 

Jamur (fungi) merupakan suatu bagain dari Thallophyta, yang karakteristiknya berhubungan dengan tidak adanya klorofil sama sekali, sehingga tak bisa untuk melakukan asimilasi. Bagian tubuhnya yang bersifat vegetatif terdiri atas benang-benang yang halus dan dinamakan hifa. Hifa-hifa ini merupakan miselium dimana ada yang berserabut ada yang tidak. Lebih dari 8000 spesies jamur dapat menyebabkan penyakit pada tunbuhan. Semua tumbuhan diserang oleh beberapa jenis jamur, dan setiap jenis jamur parasit dapat menyerang satu atau banyak jenis tumbuhan. Beberapa jenis jamur dapat tumbuh dan memperbanyak diri hanya apabila tetap berhubungan dengan tumbuhan inangnya selama hidupnya, jamur yang demkian dikenal dengan parasit obligat atau biotrof. Jenis lain membutuhkan tumbuhan inang untuk sebagian daur hidupnya tetapi tetap dapat menyelesaikan daurnya pada bahan organik mati maupun pada tumbuhan hidup, jamur yang demikian disebut parasit non-obligat.

Jamur menyebabkan gejala lokal atau gejala sistemik pada inangnya, dan gejala tersebut mungkin terjadi secara terpisah pada inang-inang yang berbeda, secara bersamaan pada inang yang sama atau yang satu mengikuti yang lain pada inang yang sama. Umumnya jamur menyebabkan nekrosis lokal atau nekrosis umum atau membunuh jaringan tumbuhan, hipotropfi, dan hipoplasia (kerdil) organorgan tumbuhan atau keseluruhan tumbuhan, dan hiperplasia (pertumbuhan kerdil) bagian-bagain atau keseluruhan tumbuhan.

Gejala nekrosis yang sangat umum adalah sebagai berikut : 

1. Bercak daun (leaf spot) yaitu : luka atau noda yang bersifat lokal pada daun inang yang terdiri atas sel-sel yang mati dan kalopsi,

2. Hawar (Blight) yaitu : organ daun, cabang, ranting dan bunga menjadi coklat dengan sangat cepat dan menyeluruh yang menyebabkan kematian. 

3 Kanker yaitu : luka nekrosis atau luka yang terlokalisasi, sering mencekung pada permukaan batang jaringan tumbuhan berkayu.

4. Mati ujung (dieback) yaitu : nekrosis ranting secara ekstensif yang berawal dari ujung dan berkembang menuju pangkalnya. 

5. Busuk akar yaitu : hancur dan membusuknya sebagain atau seluruh system parakaran tumbuhan.

Hampir semua gejala di atas mungkin dapat menyebabkan tumbuhan yang terinfeksi menjadi sangat kerdil. Di samping itu, gejala yang lain seperti karat daun, embun (mildew), layu dan bahkan penyakit tertentu menyebabkan hiperplasia pada beberapa organ tumbuhan, seperti akar pekuk (clubroot) mungkin menyebabkan kekerdilan tumbuhan secara menyeluruh. Gejala-gejala yang berhubungan dengan hipertopi atai hiperplasia dan perubahan

• bentuk atau pemutaran (distorsi) bagian tumbuhan meliputi :
• Akar pekuk yaitu : akar membesar terlihat seperti kumparan atau gada.
• Bengkak atau puru yaitu : bagian tumbuhan membesar dan biasanya dipenuhi oleh miselium jamur.
• Kutil yaitu : tonjolan seperti kutil pada umbi dan batang.
• Witches-broom (sapu setan) yaitu : cabang-cabang ranting yang mengarah ke atas dengan sangat banyak.
• Keriting daun yaitu : daun berubah bentuk, menebal dan keriting.
• Layu yaitu : gejala sekunder yang menyeluruh dimana daun atau tunas

Contoh jamur yang dapat menyebabkan penyakit antara lain adalah sebagai berikut : 1) Ascomycetes, 2) Basidiomycetes, 3) Deuteromycetes, 4) Phycomycetes. Contoh penyakit yang ditimbulkan oleh pathogen ini adalah penyakit karat daun (jamur Hemileia vastatrix B.et Br), penyakit bercak daun cercospora (jamur Cercospora coffeicola B.et Cke.), penyakit jamur upas (jamur Corticium salmonicolor B.et Br.) 

Bakteri

Bakteri merupakan tumbuhan bersel satu dan berdinding sel, tetapi bersifat prokariotik (tidak mempunyai membran inti). Bakteri mempunyai kemampuan mereproduksi individu sel dalam jumlah sangat banyak dengan waktu singkat sehingga menjadi penyebab penyakit yang mempunyai sifat merusak pada inang. Penyebaran bakteri tidak melalui spora, sehingga secara adaptif tidak dapat disebarkan melalui angin. Akan tetapi, bakteri patogenik mampu berpindah dengan perantara air, percikan air hujan, binatang, dan manusia. Contoh bakteri : Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas syringae. Contoh penyakit yang disebabkan oleh pathogen bakteri, mis kanker pada jeruk (Citrus cancer).

Nematoda

Fitonematoda atau nematoda yang memarasit tanaman mempunyai ukuran yang sangat kecil, memanjang dan berbentuk silinder. Nematoda non-parasit memakan jamur, bakteri, nematoda lain atau serangga kecil yang hidup di tanah. Sedangkan, nematoda parasit tanaman mempunyai struktur khusus yang disebut spear (lembing) atau stylet (jarum). Berdasarkan perilaku, nematoda parasitik pohon dibagi menjadi dua, yaitu: Nematoda ektoparasit, nematoda yang pada saat memarasit tanaman tubuhnya tetap berada di luar akar dan hanya sebagian kecil dari tubuh nematoda yang masuk ke dalam jaringan tumbuhan inang ; Nematoda endoparasit, yaitu: nematoda yang saat memarasit tanaman, tubuhnya masuk, merusak dan melakukan reproduksi di dalam akar tanaman. Contoh nematode yaitu : Meloidogyne spp, Paratylenchus spp. 

Virus

Virus merupakan organism aseluler, dimana asam nuklead virus hanya terdiri DNA atau RNA saja. Virus merupakan penyebab penyakit yang paling merusak, tidak hanya terjadi pada tanaman, tetapi juga pada manusia dan ternak. Virus dapat menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat, mengurangi hasil produksi, bahkan mampu menimbulkan kematian tanaman inang (penyakit CVPD pada jeruk). Contoh virus adalah TMV (Tobacco Mozaic

Penyakit Abiotik 

Penyakit abiotik adalah faktor tak hidup (mati ) seprti suhu, kadar air tanah, kelembaban udara, pH tanah dan bahan-bahan kimia di dalam tanah (Agrios, 1996). Suatu faktor abiotik tertentu dapat menyebabkan pohon mengalami tekanan hingga penyakit yang ditimbulkan oleh patogen menjadi lebih berat dibandingkan dengan bila pohon hanya terserang oleh patogen. Faktor lingkungan fisik atau kimia dapat bekerja sendiri dan menyebabkan pohon menjadi sakit tanpa adanya serangan suatu patogen, dan dapat pula mempengaruhi perkembangan penyakit yang ditimbulkan oleh pathogen (Agrios, 1996)

Tiap jenis tanaman memerlukan syarat mengenai faktor fisik atau kimia tertentu untuk pertumbuhannya yang optimal, oleh karena itu suatu kondisi lingkungan fisik atau kimia tertentu mungkin sekali cukup baik untuk pertumbuhan jenis tanaman yang satu, tetapi tidak baik untuk pertumbuhan jenis tanaman yang lain. Demikian pula pada suatu kondisi lingkungan fisik atau kimia tertentu, suatu jenis tanaman yang semula pada umur tertentu tidak menunjang gejala suatu penyakit, pada umur-umur lebih lanjut dapat menjadi sakit.

1. Pengaruh Suhu Tumbuhan umumnya tumbuh pada kisaran suhu 1 sampai 40 OC, kebanyakan jenis tumbuhan tumbuh sangat baik antara 15 dan 30 OC. Tumbuhan berbeda kemampuan bertahannya terhadap suhu ekstrim pada tingkat prtumbuhan yang berbeda. Misalnya, tumbuhan yang lebih tua, dan lebih keras akan lebih tahan terhadap suhu rendah dibanding kecambah muda. Jaringan atau organ berbeda dari tumbuhan yang sama mungkin sangat bervariasi kesensitifannya (kepekaannya) terhadap suhu rendah yang sama. Tunas jauh lebih sensitif (peka) dibanding daun dan sebagainya.

2. Pengaruh Suhu Tinggi

Pada umunya tumbuhan lebih cepat rusak dan lebih cepat meluas kerusakannya apabila suhu lebih tinggi dari suhu maksimum untuk pertumbuhannya dibanding apabila suhu lebih rendah dari suhu minimum. Pengaruh suhu tinggi pada pertumbuhan berhubungan dengan pengaruh faktor lingkungan yang lain, terutama kelebihan cahaya, kekeringan, kekurangan oksigen, atau angin kencang bersamaan dengan kelembaban relatif yang rendah. Suhu tinggi biasanya berperan dalam kerusakan sunsclad yang tampak pada bagian terkena sinar matahari pada buah berdaging dan sayuran, seperti cabe, apel, tomat, umbi lapis bawang dan umbi kentang. Hari dengan sinar matahari terik dan panas maka suhu jaringan buah yang terdapat di bawah sinar matahari langsung mungkin jauh lebih tinggi disbanding dengan jaringan buah dari sisi yang terlindung dan dikelilingi udara. Hal tersebut menghasilkan perubahan warna, kelihatan basah berair, melepuh, dan keringnya jaringan di bawah kulit, yang menyebabkan permukaan buah lekuk. Suhu tinggi juga terlibat dalam kekacauan air biji (water core) pada apel dan penurunan oksigen yang menyebabkan terjadinya blacheart pada kentang. 

3. Pengaruh Suhu Rendah 

Kerusakan tumbuhan yang disebabkan oleh suhu rendah lebih besar dibanding dengan suhu tinggi. Suhu di bawah tiitik beku menyebabkan berbagai kerusakan terhadap tumbuhan. Kerusakan tersebut meliputi kerusakan yang disebabkan oleh late frost (embun upas) terhadap titik meristematik muda atau keseluruhan bagian tumbuhan herba, embun upas yang membunuh tunas pada persik, cherry, dan pepohonan lain, dan membunuh bunga, buah muda dan kadangkadang ranting sukulen sebagian pepohonan.

4. Pengaruh Kelembaban

Pengaruh Kelembaban Tanah Rendah Gangguan kelembaban di dalam tanah mungkin bertanggung jawab terhadap lebih banyaknya tumbuhan yang tumbuh jelek dan menjadi tidak produktif sepanjang musim. Kekurangan air mungkin juga terjadi secara lokal pada jenis tanah tertentu, kemiringan tertentu atau lapisan tanah yang tipis yang dibawahnya terdapat batu atau pasir. Tumbuhan yang menderita karena kekurangan kelembaban tanah biasanya tetap kerdil, hijau pucat sampai kuning terang, mempunyai daun, bunga dan buah sedikit, kecil dan jarang, dan jika kekeringan berlanjut tumbuhan layu dan mati.

5. Pengaruh  Kelembaban Tanah Tinggi Akbat kelebihan kelembaban tanah yang disebabkan banjir atau drainase yang jelek, bulu-bulu akar tumbuhan membusuk, mungkin karena menurunnya suplai oksigen ke akar. Kekurangan oksigen menyebabkan sel-sel akar mengalami stres, sesak napas dan kolapsi. Keadaan basah, an-aerob menguntungkan pertumbuhan mikroorganisme an-aerob, yang selama proses hidupnya membentuk substansi seperti nitrit, yang beracun bagi tumbuhan. Disamping itu, sel-sel akar yang dirusak secara langsung oleh kekurangan oksigen akan kehilangan permeabilitas selektifnya dan dapat memberi peluang terambilnya zat-zat besi atau bahan-bahan beracun lain oleh tumbuhan. 

6. Kekurangan Oksigen Tingkat oksigen rendah yang terjadi pada pusat buah atau sayuran yang berdaging di lapangan, terutama selama periode pernapasan cepat pada suhu tinggi, atau pada penyimpanan produk tersebut di dalam tumpukan yang besar sekali. Contoh dari kasus ini adalah berkembangnya penyakit yang disebut blackheart pada kentang, yang dalam suhu cukup tinggi merangsang pernapasan dan reaksi enzimatik yang abnormal pada umbi kentang. Suplai (penyediaan) oksigen sel pada bagian dalam umbi tidak mencukupi untuk mendukung peningkatan pernapasan, dan sel tersebut mati karena kekurangan oksidasi. Reaksi enzimatik yang diaktivasi oleh suhu tinggi dan kurang oksidasi berjalan sebelum, selama dan sesudah kematian sel. Reaksi tersebut secara abnormal mengoksidasi penyusun tumbuhan yang normal menjadi pigmen melanin hitam. Pigmen tersebut menyebar ke sekitar jaringan umbi dan akhirnya menjadikan umbi tampak hitam. 

7. Cahaya

Kekurangan cahaya memperlambat pembentukan klorofil dan mendorong pertumbuhan ramping dengan ruas yang panjang, kemudian menyebabkan daun berwarna hijau pucat, pertumbuhan seperti kumparan, dan gugurnya daun bunga secara prematur. Keadaan tersebut dikenal dengan etiolasi. Tumbuhan teretiolasi didapatkan di lapangan hanya apabila tumbuhan tersebut ditanam dengan jarak yang terlalu dekat atau apabila ditanam di bawah pohon atau benda lain. Kelebihan cahaya agak jarang terjadi di alam dan jarang merusak tumbuhan. Banyak kerusakan yang berhubungan dengan cahaya mungkin akibat suhu tinggi yang menyertai intensitas cahaya tinggi (Agrios, 1996).