Mata Kuliah / Materi Kuliah

EPIDEMIOLOGI & PENGENDALIAN (S3):
Perbandingan Anatomi Epidemi
Faculty of Agriculture, Universitas Brawijaya
Email : @ub.ac.id
1. PENDAHULUAN
MODUL
2. TUJUAN PEMBELAJARAN
3. KEGIATAN BELAJAR
1. PENDAHULUAN
Anatomi berasal dari kata Yunani yang berarti menyayat atau memotong
(cutting up) yang merupakan ilmu yang mempelajari struktur tanaman dan
binatang (Henderson, 1963).
Epidemi
didefinisikan
sebagai
beberapa
perubahan
(bertambah
atau
berkurang) penyakit tanaman pada suatu populasi inang pada waktu dan
ruang tertentu (Kranz, 1974). Disamping itu peningkatan dan penurunan
adalah merupakan suatu proses yang kompleks yang ditentukan oleh
hubungan timbal balik
sebab akibat yang merupakan ciri dari sistim biologi
(Watt, 1966). Epidemi merupakan sistim yang berpasangan dan dinamis
(Kranz, 1974 dan Robinson, 1976).
Setiap sistim biologi mempunyai suatu bentuk yang lebih kurang mempunyai
tingkah laku yang spesifik, strukturnya adalah terdiri dari elemen penting
yang mempunyai kecepatan tertentu. Tingkah laku dari elemen-elemen ini
dapat dianalisis dengan menetapkan bentuk epidemi dan kecepatan epidemi.
Bab ini merupakan bagian umum yang membandingkan bentuk-bentuk
dan tingkah laku dari epidemi dalam hubungannya dengan faktor-faktor yang
menentukan nilai eksternalnya.
SELF-PROPAGATING ENTREPRENEURIAL EDUCATION DEVELOPMENT
(SPEED)
11
4. BUKU ACUAN
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2. TUJUAN PEMBELAJARAN
2013
Mengenalkan bentuk-bentuk epidemi penyakit yang dibedah menjadi bagian-bagian yang lebih detail
sebagai studi perbandingan, dengan cara ini mahasiswa akan mengenal lebih jelas bagian-bagiannya
dan akan sangat membantu bila ingin memperdalam salah satu bagiannya.
3. KEGIATAN BELAJAR
1. Perbandingan Epidemiologi
Perbandingan merupakan suatu alat dalam ilmu pengetahuan. Pengertian kita tentang
fenomena yang kompleks akan rneningkat apabila kita dapat mengidentifikasi elemen-elemen
dari suatu sistim atau untuk masalah tersebut, apakah seluruh sistim tersebut berbeda atau
serupa,
atau
identik
dan
selanjutnya.
Dengan
demikian
maka
analisis
perbandingan
merupakan suatu teknik yang utama untuk menerangkan prinsip-prinsip dan model-model
epidemi.
Adapun obyek perbandingan epidemiologi adalah : a) mengurangi dasar-dasar sejumlah
fenomena yang terlibat dalam kejadian-kejadian penyakit tanaman yang disebabkan oleh penyebab
yang berbeda; b) mengurangi/mempersingkat sejumlah besar fenomena epidemi yang nampak tidak
sama terhadap sejumlah sistim dasar atau tipe individu epidemi yang ditetapkan, dan bagaimana
mengenal penyakit lebih baik lagi untuk masa mendatang.
Secara ideal, perbandingan epidemiologi bersifat kuantitatif dan eksperimental. Analisis
perbandingan dapat dibuat (seperti kurve) atau merupakan jumlah dari komponen-komponen terbatas
(misalkan infeksi dan produksi spora). Analisis sistim rupanya merupakan metode pemilihan untuk
perbandingan epidemiologi.
A. Diskripsi dari epidimi
Setiap ilmu pengetahuan selalu dimulai dengan diskripsi dari fenomena dan kemudian berlanjut
dengan perbandingan deduktif terhadap perkembangan secara umum. Dalam suatu pernyataan
dikatakan bahwa suatu patogen endemik kurang virulen dialam dibandingkan dengan spesies inang
yang diperlakukan.
II. Struktur dari epidimi
Sistim adalah bagian-bagian dari komponen-komponen yang terorganisir, subsistim, dan elemenelemen, dan masing-masing dengan interaksi dan hubungan spesifik. Belum banyak diketahui tentang
organisasi keseluruhan dari komponen-komponen tersebut, seperti jenis, kekuatan, dan fleksibelitas
Page 2 of 13
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2013
hungan-hubungan rnereka, dan sistim tingkah- laku, pengetahuan kita dari struktur keseluruhanny
masih belum lengkap dan sistim akan merupakan suatu 'kotak hitam'.
Pengembangan pengetahuan epidemi penyakit tanaman akan membantu identifikasi dimana
orang dapat melihat perjalanan dinamika populasi. Pengembangan pengetahuan akan memungkinkaan
mengembangkan lebih teliti lagi, lebih effisien dan metodenya akan lebih dapat diandalkan untuk
mengelola penyakit.
Struktur elemen dari suatu sistim epidemi berasal dari interaksi patogen inang atau dari
populasi mereka. Lingkungan dan manusia yang terlibat didalamnya merupakan bagian dari sistim
dengan penghambat yang bekerja cepat dari elemen tersebut (misalkan, daun yang kering
menghambat infeksi atau fungisida pelindung yang menghambat perkembangan spora). Disini kita
harus berfikir bahwa terdapat hanya 1 hubungan timbal balik yang jelas dalam epidemi: tidak ada
penyakit yang dapat berkembang tanpa suatu patogen dan inang yang peka. Setiap fase dalam
epidemi adalah merupakan fungsi dari satu atau lebih dari fungsi-fungsi sebelumnya, sebagai contoh
tidak ada infeksi tanpa inokulum dan tidak ada inokulum tanpa ada infeksi sebelumnya, dan
seterusnya.
Menurut para akhli epidemiologi, komponen-komponen dari suatu epidemiologi diketahui
dengan fungsi mereka sebagai g (x) atau state variabel. Hal yang sama, struktur dari seluruh epidemi
diketahui dengan menjumlahkan seluruh fungsi yang terlibat, seperti Y = f (x i .... xn). Walaupun setiap
xi = g(x), tidak diragukan/jelas terhadap total struktur, masing-masing mempunyai variabel kuantitatif
yang kuat pengaruhnya atau nilai-nilainya ditentukan oleh-skopnya atau oleh kondisi sebelumnya
(misalkan kondisi dari variabel state), dan dengan bermacam-macam faktor antagonistik.
Konsekuensinya, epidemi tidak ditentukan oleh hubungan penyebab lenier tetapi oleh program
yang mana ditentukan oleh komponen dan fungsi-fungsi yang khas dalam strukturnya. Lingkungan dan
keikut sertaan manusia membatasi program dan memberikan rangsangan untuk operasinya.
Bersamaan dengan beberapa penghambat didalam populasi (seperti proses pengacakan, kambuh,
pembatas-pembatas, keterbatasan-keterbatasannya dan ambang ekonomi) mereka merangsang dan
mengatur suatu struktur latent, yang mana kemudian menghasilkan prilaku seperti pertumbuhan dan
penurunan dari populasi bercak, ruang mereka dan penyebaran umur, dan lain-lain.
A. Anatomi dari struktur epidemi
Apabila mengelompokkan epidimi untuk dapat memahami strukturnya, kita akan mengetahui
bahwa prilaku dari suatu komponen tunggal tidak dapat menggambarkan prilaku dari keseluruhan
struktur. Akan timbul pertanyaan sampai seberapa jauh pengelompokan tersebut dapat dilaksanakan.
Dalam prakteknya hal ini biasanya dapat diterima. Sering kita tidak mengetahui dan tidak memerlukan
sesuatu yang kurang menarik, semua komponen dan semua interaksinya secara detail. Untuk
rnengerti dan menjelaskan suatu sistim epidemi kita perlu mengetahui ciri-ciri komponen dari 'core
Page 3 of 13
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2013
dynamic' tersebut (Patten, 1971). Bahkan secara matematis diskripsi beberapa komponen seperti
'black boxes' cukup untuk memahami organisasi dan fungsi dari suatu epidemi. Analisis secara
matematis merupakan metode yang erat hubungannya dengan sistim ahalisis untuk mengetahui
secara tidak langsung suatu komponen yang lebih tinggi dan tidak perlu mengetahui sernua komponen
yang lebih kecil yang mengaturnya. Koordinasi dari suatu parameter hanya untuk sebagian kecil
komponen sudah cukup.
Dengan demikian, patogen, inang dan penyakit merupakan subsistim. Contoh subsistim, yaitu
bagian dari siklus penyakit, misalnya infeksi, patogenesis, pertumbuhan luka, dan lain-lain. Jumlah
elemen-elemen biasanya dapat diukur dan dikerjakan, sebagaimana yang dikemukan oleh Patten
(1971). Penerapan yang sama terhadap apa yang disebut 'mekanisme operasi’ memperjelas pengertian
tentang elemen-elemen. Tetapi mereka dapat juga digunakan sebagai dasar perbandingan epidemi,
sebagai contoh adalah patogen obligat versus patogen nekrotrophic.
Subsistim, penyakit dapat dilihat sebagai interaksi antara suatu tanaman inang tunggal dan
suatu patogen. Hasil akhir dari interaksi tersebut adalah merupakan suatu luka akabit penyakit pada
suatu tanaman inang tunggal. Subsistim, penyakit dapat juga dilihat sebagai interaksi antara suatu
populasi tanaman inarg dan suatu populasi patogen. Hasil akhir dari interaksi tersebut adalah suatu
epidemi.
Perkembangan dari suatu epidemi memerlukan interaksi antara semua elemen dalam
subsistim, sporulasi, penyebaran spora, infeksi, dan lain-lain. Setiap siklus infeksi menghasilkan satu
atau lebih luka tambahan didalam siklus penyakit yang akan datang atau pada generasi berikutnya.
Luka baru tersebut dapat terjadi pada tanaman inang yang sama atau pada tanaman inang yang
belum terinfeksi. Robbin (1976) sudah menjelaskan bentuk infeksi pertama isodemik dan bentuk
infeksi berikutnya sebagai exodemik. Inokulum dapat berasal dari spesies yang sama (rantai infeksi
homogoneneous) atau berasal dari spesies inang yang lain (rantai infeksi heterogeneous) (Gaumann,
1959).
Tanaman inang dapat juga dipandang sebagai subsistim, dengan sejumlah elemen-elemen
yang relevant. Sebagian besar dari elemen tersebut saling melengkapi terhadap ciri-ciri dari patogen,
contonya: virulensi dan kepekaan. Ini nampak jelas pada patogen selama fase mempertahankan diri
diluat inang atau lebih jelasnya sebagaimana halnya dengan patogen yang bertahan didalam tanah.
B. Bagaimana membandingkan struktur dari epidemi
Identifikasi struktur dari suatu epidemi dimulai dengan penjelasan siklus penyakit dan biasanya
dilanjutkan dengan mempelajari interaksi dari patogen, inang dan faktor-faktor lingkungan.
Struktur dari epidemiologi dapat dibedakan menjadi 2 cara, yaitu : 1) dengan membandingkan
sekumpulan elemen-elemen yang relevant serta organisasi mereka, dan 2) dengan perbandingan
Page 4 of 13
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2013
secara epidemiologi hubungan fungsi dari elemen-elemen yang relevant dan korelasinya antara
pertalian output-input tersebut, contoh antara intensitas infeksi dan lama atau periode inkubasi.
Didalam perbandingan tipe pertama, sebagai patokan dalam penegasan adalah derajad
persamaan didalam kumpulan elemen yang terlibat didalam epidemi yang dibandingkan.
Contoh, infeksi penyakit, struktur dari suatu epidemi dinyatakan dengan banyaknya rangkaian dari
kejadian yang terlibat dalam infeksi. Individu elemen mempunyai fungsi sama tetapi tetapi berbeda
dalam hal mekanisme operasinya. Contoh, 1 patogen memerlukan luka untuk dapat menyebabkan
infeksi sedangkan yang lainya memerlukan stomata. Mekanisme operasionalnya dibedakan menurut
infeksi yang dilakukan pada 2 kejadian tersebut yang akan membuat suatu perbedaan didalam struktur
dari 2 penyakit yang dibandingkan.
Perbandingan tipe yang kedua, sebagai patokan yang tegas adalah derajad yang menyamai
didalam fungsi dan korelasi termasuk dalam epidemi yang dibandingkan. Berikutnya biasanya meliputi
perbedaan ras patogen, varietas inang, ruang/tempat, iklim, dan perlakuan lain. Perbandingan dari tipe
ini, ia tidak banyak dipengaruhi oleh faktor-faktor yang diterima, seperti sporulasi, tetapi secara kasar
berpengaruh terhadap dinamika epidemi. Simulator merupakan suatu alat yang ideal untuk
mengetahui perkembangan dari suatu model simulasi yang menunjukan state variabel, variabel unit
dan mekanisme operasional dari suatu elemen secara biologi hubungannya dengan observasi. Kadangkadang keperluan suatu data secara akademik sepele saja tetapi dalam epidemiologi hal ini merupakan
suatu keharusan, sebagai conto jumlah sporofor yang terbentuk per mm dari jaringan yang sakit.
C. Perbandingan anatomi dari struktur epidemi
Penyakit yang disebabkan oleh agent (penyebab) yang secara etiologi berbeda hampir selalu
mempunyai struktur epidemiologi tidak sama. Apabila pembandingannya dari kumpupulan elemen
yang terdiri dari sistim patogen inang yang tidak sama. Misalkan, pada tembakau struktur epidemi dari
bintik-bintik cuaca yang dikarenakan keadaan cuaca abiotik yang tidak teratur, secara kasar akan
berbeda dengan penyakit yang disebabkan oleh virus yang ditularkan melalui vektornya, spot
penyebab layu pada tomat, penyakit yang disebabkan oleh jamur seperti blue mold.
Bahkan terdapat hubungan yang secara tersembunyi anatara jaraur dan bakteri penyebab
penyakit, perbedaan dalam struktur epidemiologi yang nampak meskipun perbedaannya relatif tidak
kentara. Secara skematik penyakit tersebut ditunjukan dalam paper Ogawa et al. (1967) yang mana
terdapat 3 struktur elemen: kemampuan bertahan, infeksi dan sporulasi. Walaupun semua infeksi
penyakit mempunyai sekumpulan homologous elemen dan hanya sebagian inti yang berasal dari
spesies yang berisi kumpulan homologous chromosome, secara individual program mereka sering
berbeda. Contoh, Sphaerotheca pannosa (Walker) Lev. dan Pseudoperonospora harmuli (Miyabe dan
Takah). Menurut Wilson keduanya bertahan pada umbi, tetapi rantai infeksi jarang terbentuk adalah
heterogeneous, infeksi berikutnya adalah homogenous, contoh yaitu inokulum yang berasal dari
Page 5 of 13
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2013
spesies inang sama. Bagian dari rantai infeksi hetero dan homogeneous (Gaumann, 1951) harus juga
diperhitungkan, bahwa epidemi dapat menjadi salah satu yaitu mono atau polycyclic. Ini merupakan
hasil dari 1 atau beberapa generasi patogen selama periode vegetatif inang.
Kemungkinan untuk penelitian perbandingan dari struktur elemen didalam suatu epidemi
adalah banyak sekali. Bahkan mempelajari di laboratorium seperti halnya sporulasi jamur P1
dibandingkan dengan P2 dibawah kondisi x, sedemikian jauh biasanya sedikit dapat menunjang
hubungannya terhadap epidemi yang disebabkan oleh P1 dan P2.
Publikasi perbandingan elemen 'infeksi' sering sangat berguna dalam memahami epidemi.
Suatu contoh yang baik sekali apabila kita mempelajari hasil kerja dari Bashi dan Roten (1974),
terhadap pengaruh selama daun basah dan suhu terhadap intensitas penyakit dari 4 patogen dibawah
kondisi yang agak kering (semiarid).
III. Pola epidemi
Interaksi dari elemen secara struktural
pada epidemi tersebut adalah digerakan secara cepat oleh
faktor-faktor lingkungan atau merupahan hasil campur tangan manusia didalam sistim prilaku tersebut
yang ditunjukan dalam pola dan kecepatan. Pola epidemi dapat diperlihatkan dalam bentuk kurve yang
menunjukan berkembangnya suatu penyakit seperti perkembangannya sampai ke tempat-tempat yang
jauh atau dalam waktu yang lebih lama.
Pola adalah indikator yang essensial dan penting, dan spesifik secara biologi pada suatu
epidemi. Pada dasarnya bentuk kurve perkembangan penyakit merupakan perubahan didalam inang
peka selama periode pertumbuhan, kemampuan yang intermediate dari inokulum atau kejadian cuaca
yang berulang, pengendalian yang effektif atau tindakan-tindakan pemeliharaan, sebaran umur luka
atau ciri-ciri lainnya.
Kelihatannya semua kurve secara biologi untuk pertumbuhan, metabolisme dan lain-lain adalah
berbentuk 'S'. Ini juga berlaku untuk kurve perkembangan, meskipun ini nampaknya lebih biasa untuk
epidemi pada beberapa penyakit (misalnya pada late blight pada kentang dan karat batang pada
gandum) dan kurang biasa untuk beberapa penyakit yang lainnya. Fracker (1936) telah mencatat
faktor-faktor yang menyebabkan penyimpangan dalain menentukan laju yang sesungguhnya dari
bentuk 'S’, logistik secara ideal. Penyimpangan ini nampaknya spesifik untuk membedakan beberapa
pola dasar atau famili kurve perkembangan penyakit. Ciri-ciri yang serupa juga berlaku didalam kurve
perkembangan penyakit yang disebabkan oleh virus (Thresh, 1974). Pada bagian lain, kurve
perkembangan penyakit yang dihasilkan oleh epidemi yang berasal dari 2 penyakit berbeda bukan
merupakan hasil interaksi oleh lingkungan atau campur tangan manusia.
A. Beberapa dasar pola epidemi
Page 6 of 13
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2013
Perkembangan penyakit biasanya digambarkan dalara kurve kumulatif untuk beberapa waktu,
naik turunnya digambarkan dalam bentuk hiperbolik. Kedua tipe kurve tersebut adalah tepat untuk
menggambarkan jumlah/besarnya penyakit dan tentunya juga merupakan suatu epidemi pada waktu
dan tempat tertentu. Didalam menganalisa perkembangan kurve, keadaan cuaca lengkap atau tidak
dapat dilihat dari variasi fase-fasenya yang mana dapat dikuantitatifkan. Baker (1971) mengemukakan
ada 4 fase: 1) fase logaritma yang sebenarnya; 2) fase sinergitik (atau sering dikenal dengan
eksponential; 3) fase peralihan; 4) fase stabil/datar. Mereka digunakan sebagai dasar perbandingan
kuantitatif. Perkembangan kurve yang ditunjukan oleh penyakit mempunyai variasi yang terbatas.
Kadang-kadang dapat terjadi saling-tindih dengan penyakit lain yang diakibctkan oleh variasi
lingkungan, varietas, perubahan populasi patogen atau tindakan pengendalian. Konsekuensinya
penyakit yang sama tidak selalu nampak pada famili sama dari perkembangan kurve. Tetapi dengan
memperbaiki teknik untuk menentukan batas dari variasi untuk famili yang sama dari kurve
perkembangan dan atau untuk tindakan dan evaluasi pengaruh-pengaruh variasi elemen dari epidemi,
ini akan meinudahkan dalam koreksi hubungannya dengan kurve perkembangan penyakit yang
diberikan terhadap kelas khusus atau famili dari epidemi (Kranz, 1974).
B. Bagaimana membandingkan pola epidemi
Seperti yang telah diperlihatkan pada bagian II B, pola epidemi yang untransformed atau transformed
observasi dari intensitas penyakit pada beberapa waktu (over time) atau jarak, atau keduanya.
Untransformed tetapi kurve perkembangannya halus adalah secara epidemiologi lebih berarti. Tetapi
kurve perkembangan
lenier adalah merupakan suatu prasyarat untuk analisis statistik atau
matematika. Jika diperlukan maka dapat dilakukan transformasi yang lebih baik pada xa. Pada bagian
lain kurve membutuhkan tipe transformasi yang tidak sama, apabila konsisten maka akan diperoleh
pola epidemi berbeda. Perkembangan kurve tanaman semusim dan tahunan, atau variasi dari
kecepatan/laju infeksi r, tidak dapat didekati dengan transformasi garis lurus (van der Plank, 1975).
Apabila penentuan dasar pola Jaurve perkembangan penyakit seperti pada gambar 2 ini adalah
perlu untuk membedakan tipe kurve itu sendiri dari parameter 'intensitas penyakit'. Apabila 2 ciri
tersebut tidak dipertahankan ketika membandingkan kurve perkembangan penyakit, yang satu dapat
terlalu mudah yang dibawah dari tetuanya secara morfologi. Para pakar berpendapat yaitu pada
dasarnya suatu varietas yang besar perkembangan kurvenya adalah berbentuk 'S' untuk potato late
blight yang disebabkan oleh Phythopthora infestans. Kurve perkembangan untuk penyakit ini
sebaiknya dimasukan kedalam kurve 'famili' yang khusus. Sebagai contoh, dengan titik permulaan
yang terlambat, kurve dapat berubah menjadi suatu kurve famili yang berbeda.
C. Perbandingan pola epidemi
Penyakit late blight pada tanaman kentang biasanya kurve perkembangannya adalah sigmoid,
meskipun terdapat juga penyimpangan-penyimpangannya yang disebabkan oleh cuaca, perbedaan
kepekaan varietas dan tindakan pengendalian. Scab pada apel (Venturia inaegualis) dan powdery
Page 7 of 13
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2013
mildew pada karet (Analytik, 1973; Populer, 1972) biasanya mempunyai kurve seperti eksponensial.
Disini kepekaan yang tinggi pada daun muda menyebabkan laju infeksi awal sangat cepat didalam
epidemi.
Pada pertumbuhan eksponensial diperlihatkan yaitu pada saat permulaan lambat tetapi
kemudian kecepatannya meningkat sebagaimana terjadi peningkatan kepekaan tanaman inang
didalam epidemi. Hal yang demikian itu disebut sebagai 'slow rusting’ yang terjadi pada tanaman
gandum, peningkatan kecepatan biasanya terjadi setelah fase pembungaan selesai (Kranz, 1968).
Pada tipe epidemi yang lain biasanya perkembangan penyakitnya ditentukan oleh laju pelipat-gandaan
(perbanyakan) patogen, yang mana tidak dipengaruhi oleh cuaca otau inang yang tahan. Sebagai
conto hadalah karat daun kopi (Hemileia vastatrix) dan blister blight pada teh (Exobasidium vexans
Massee) (Visser et al., 1961).
Contoh pola yang lain yaitu yang terdapat di Kenya, kurve perkembangan penyakit karat pada
kopi berbentuk Uni atau bimodal, tergantung dari pola musim hujan selama 1 tahun. Kurve bimodal
dicirikan dengan jumlah hujan yang sedikit, daerah yang mempunyai ketinggian diatas 1500 meter
(Bock, 1962). Begitu pula untuk kurve perkembangan untuk epidemi penyakit berry pada kopi
(Colletotricum coffeanum Noack sensu Hindorf), pada tanaman muda lebih kurang lenier, dimana pada
tanaman dewasa menunjukan kecendrungan asymtot. Gibbs (1971) melaporkan bahwa hal ini tidak
terlepas dari jenis fungisida yang digunakan. Apabila jadwal penyemprotan seperti yang dianjurkan
dilakukan maka bentuk kurvenya akan berubah (Steiner, 1973). Sebagai dasar dilakukannya
penyemprotan dengan menggunakan jadwal adalah untuk menekan inokulum agar tetap rendah, yang
mana inokulum dapat berasal dari plot yang tidak disemprot dan penyemprotan tersebut dilakukan
sampai menjelang panen (Steiner, 1973). Meskipun kultivar yang mempunyai ketahanan vertikal
dinyatakan oleh van der-Plank (1968) tidak mempengaruhi bentuk kurve perkembangan namun
perubahan bentuk dapat terjadi pada kultivar yang memiliki ketahanan horizontal.
Seperti telah didiskusikan pada bagian III B, membandingan effektif dari epidemi kita perlu
mengetahui pola epidemi (S) dari suatu penyakit dapat terjadi dibawah kondisi normal dan korelasi
antara perubahan pola dan komponen-komponen penting dari epidemi. Pengetahuan mengenai kedua
faktor tersebut akan menambah kemampuan kita dalam hal meramalkan perkembangan penyakit yang
akan datang dan dengan demikian berarti mengembangkan sistim menegement penyakit yang lebih
baik. Akhirnya ini
akan dipertegas bahwa
perbedaan kc-cepaten tidak perlu merubah pola
perkembangan penyakit.
IV. Dinamika epidemi
State dan kecepatan keduanya adalah merupakan ciri-ciri penting dari interaksi dan dinamika
dari suatu sistem. State dalam matematika memberikan gambaran sementara dari variabelvariabelnya (Patten, 1971). Pada suatu epidemi penyakit, kecepatan menggambarkan respon dari
sistim terhadap suatu rangsangan yang berhubungan dengan state dari sistim sebelumnya biasanya
Page 8 of 13
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2013
intensitas penyakit, spora yang tertangkap, dan lain-lain. Kecepatan juga dapat ditafsirkan sebagai
".......
rangkaian
dari
perubahan
state
pada
saat
....(salah
satunya)
mempunyai
ciri
tersendiri/berlainan atau terus-menerus (Patten, 1971).
Apabila suatu penyakit memperlihatkan kecepatan yang yang rendah, pada akhirnya akan
menjadi suatu penyakit endemi. Endemi biasanya merupakan keseimbangan antara ko-ekosistim inang
dengan populasi patogen. Maksudnya disini adalah jumlah rata-rata keturunan per luka kira-kira 1;
dalam hal ini waktu kurang penting (van der Plank, 1975). Ditambahkan bahwa struktur elemen,
menurut pakar epidemiologi memperlihatkan faktor-faktor yang menentukan meliputi kecepatan dalam
menentukan faktor-faktor didalam perkembangan epidemi. Dalam banyak hal faktor-faktor tersebut
dapat ditemukan didalam genetik dan fenologi variabilitas inang dan populasi patogen pada
ruang/tempat dan waktu. Mereka juga dapat ditemukan didalam beberapa faktor lingkungan termasuk
proses infeksi, patogenesis, sporulasi, penyebaran, ketahanan dan struktur elemen dari epidemi yang
lain.
A. Kecepatan mengukur dinamika
Menurut van der Plank (1963) penilaian secara logaritma dan kecepatan infeksi, rl
dan r,
berturut-rturut sudah menjadi populer. Mereka memberi reaksi "...seperti sebuah alat pengukur
kecepatan dan tidak sesuatu yang lain" (van der Plank, 1975). Mereka sangat sensistif terhadap faktor
lingkungan dan inang. Analitys (1975) mengemukakan bahwa penilaian perubahan intensitas penyakit,
y, akan diformulasikan sedemikian rupa menjadi nilai asymptote dari kurve perkembangan. Kiyosawa
(1972) sudah mengemukakan bahwa kecepatan infeksi tahunan λ, yang mana diestimasi dari
kecepatan infeksi harian r. Koeffisien regresi menggambarkan kecepatan digunakan secara luas untuk
menibandingkan kurve perkembangan lenier, khususnya untuk penyakit yang menggunakan data
percobaan. Mereka dapat diuji significantnya, yang mana mereka membantu
menghindarkan
keikutsertaan variasi lain selama terjadi perubahan. Sedemikian jauh, penilaian hanya digunakan
untuk menggambarkan perubahan naik-turunnya penyakit (Gregory, 1968).
Dasar kecepatan infeksi, R, (van der Plank, 1963) adalah rata-rata kecepatan infeksi per unit
inokulum (atau jaringan yang terinfeksi) per unit waktu (van der Plank, 1975). Diantara jaringan inang
penyakit yang mana belum mengalami sporulasi atau sporulasi tidak tidak lama, tidak ditutup oleh R,
tetapi oleh r. R menggambarkan inokulum potensial dan pada bagian ini sabang ekonomi penyebaran
epidemi, iR, didefinisikan sebagai rata-rata jumlah siklus penyebaran yang effektif dari suatu luka
selam periode infeksinya.
E. Bagaimana membandingkan dinamika dari epidemi
Dinamika dari suatu epidemi paling tepat dinyatakan dengan istilah pola dan kecepatan. Ini
juga benar didalam membandingkan enalisis dari epidemi. Sejak kecepatan dapat berubah selama
Page 9 of 13
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2013
epidemi (Analytis, et al., 1975), transformasi dari seluruh kurve perkembangan kedalam garis akan
lebih diperhatikan. Seperti telah dibicarakan dalam bagian III B.
Kecepatan epidemi adalah sensitif terhadap faktor lingkungan atau faktor-faktor dalam
percobaan. Mereka dapat dipergunakan sebagai perbandingan. Tetapi oleh alam, mereka kurang
konsisten bahkan banyak yang nilainya dibatasi pada perbandingan kuantitatif. Dalam perbandingan
kualitatif kecepatan mempunyai nilai yang berharga apabila mutu dari respon mereka terhadap, atau
luas dari korelasi mereka dengan, faktor-faktor sangat memungkinkan untuk menjadi konsisten dan
bahkan berguna untuk analisis yang berhubungan dengan perbandingan. Dengan demikian pertanyaan
yang paling bermanfaat untuk menjawab adalah : Bagaimana reaksi epidemi terhadap faktor yang
diterima?" atau mungkin, "Urutan apa yang paling besar/berperan dari reaksi epidemi terhadap faktor
yang diterima". Kedua pertanyaan tersebut akan diutamakan pada: “Sebenarnya seberapa banyak
reaksi dari suatu epidemi terhadap faktor ini?".
C. Dinamika dari perbandingan epidemi
Suatu epidemi dimulai apabila terdapat interaksi antara sejumlah komponen yang diterima sistim inang
dan patogen.
Stand density. Kepadatan/kerapatan tanaman dapat diakibatkan oleh tertutup tanaman dan adanya
hujan atau pemupukan, dan lain-lain, dapat mempengaruhi kecepatan epidemi dengan berbagai cara.
Apabila daun banyak yang terinfeksi, luas daun akan berkurang dan selanjutnya akan berpengaruh
terhadap pertumbuhan inang (Kranz, 1975 dan Zadoks, 1961). Katb (1974) dan Kiyosawa (1972) tidak
menemukan adanya kontribusi yang nyata (senificant) dari kepadatan inang terhadap laju infeksi yang
timbul dan laju infeksi dari penyakit blast pada padi setahun. Epidemi penyakit sistemik inokulumnya
diterima berasal dari luar/lapang secara lambat.
Ketahanan genetik. Pengendalian dengan menggunakan ketahanan secara genetik mempunyai
dampak utama pada dinamika kecepatan epidemi. Kecepatan dipengaruhi oleh ketahanan secara
horizontal atau ras yang bukan spesisfik pada kultivar diinana ketahanan secara vertikal merupakan
pengaruh primer yo, misalkan inokulum permulaan (Robinson, 1976; dan van der Plank, 1968, 1975).
Ketahanan horizontal yang lebih tinggi, kecepatan/laju infeksinya rendah r; pengaruh ini adalah paling
menonjol beberapa waktu yang lalu dalam epidemi. Peningkatan jumlah penyakit dengan penggandaan
akan berpengaruh mengurangi kecepatan.
Kecendrungan (predisposition). Kondisi lingkungan cendrung meningkatkan kepekaan tanaman
inang biasanya tidak berlaku untuk ras spesifik. Walaupun, r adalah agak lebih tinggi dengan
meningkatnya kecendrungan. Kecendrungan sudah dilaporkan dapat meningkatkan kecepatan infeksi
dari blast pada padi (Pyricularia oryzae) kira-kira 40% (Kato,1974). Berberapa faktor lingkungan dan
keikut sertaan manusia dapat merubah kecendrungan dari inang. Sampai seberapa jauh pengaruh dari
Page 10 of 13
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2013
perkembangan penyakit dipandang dari segi ilmu epidemi, sebab hal ini berpengaruh pada infeksi dan
lamanya periode latent yang tidak dapat dianggap sepele.
2. Beberapa pengaruh dari patogen terhadap kecepatan
Perubahan dalam struktur elemen dari populasi patogen dapat dikualitatifkan (ras baru
atau biotipe, keagresifan, bentuk khusus, dan lai-lain,) atau kuantitatif (jumlah dari inokulum,
dan lain-lain). Beberapa pengaruh korelasi sudah dilaporkan oleh van der Plank (1962, 1975).
Tidak ada bukti yang kuat yang menyatakan perbedaan antara kecepatan dari epidemi
yang disebabkan oleh virus, bakteri dan jamur. Pada percobaan yang sama Cercospora sp.,
Phyllachora sp. dan Puccinia sp. mempunyai nilai r rata-rata berturut-turut 0,18, 0,16 dan
0,12. Juga untuk Phyllachora sp. dan Cercospora mempunyai daerah paling luas dibawah kurve
perkembangan dari pada epidemi Puccinia yang telah dipelajari. Karat daun nada gandum
biasanya lebih lamban dalam pengembangan dan kurang eksplosif dibandingkan dengan karat
batang gandum. Ini maksudnya bahwa ia mempunyai nilai r lebih rendah. Kerusakan dapat
tinggi yang diakibatkan oleh karat daun namun demikian fluktuasinya rendah dari tahun ke
tahun (van der Plank, I960).
Mekanisme dari kelangsungan hidup dari patogen sering ditentukan oleh inokulum
primer yang terdapat pada permulaan musim tanam sebagai contoh patogen yang disebarkan
melalui biji, distribusi dari inokulum secara acak dibawah ke lapang lebih baik dari pada tipe
patogen lain, ini merupakan kesempatan yang maksimum untuk menyebabkan infeksi pada
tanaman muda, selanjutnya tandingan dari ras virulen terhadap inang/ kultivar peka.
3. Faktor-faktor lingkungan yang menentukan kecepatan
Pengaruh dari beberapa faktor lingkungan dari suatu epidemi karena memiliki struktur elemen
yang bervariasi. Mempunyai pengaruh berbeda pada kecepatan state, pattern dan subsequen.
Pengaruh kompensasi dapat dicapai inang, patogen atau keduanya. Contoh dengan memberikan
kombinasi suhu dan daun basah, kecepatan infeksi dari late blight pada tomat (Phythophtora infestans)
dapat meningkatkan jumlah inokulum. Bahkan apabila inokulum dan daun bahah adalah konstant,
selanjutnya suhu yang akan menjadi penentu yang dominant (Rotem et al., 1971). Tetapi pada
Stemphylium botryosum f. sp. lycopersici pada tomat, pada saat daun basah mempunyai pengaruh
terhadap infeksi paling besar dibandingkan dengan suhu atau jumlah spora, dan kejadian ini
merupakan pengaruh dari 2 faktor yang terakhir (Bashi et al., 1973). Suhu yang tinggi dari level yang
rendah dari tanah yang lembab dapat meningkatkan jumlah kematian bibit sereal terhadap Fusarium
culmorum dan F. avenaceum (Colhoun et al., 1968).
4. Pengaruh campur-tangan-manusia terhadap kecepatan
Page 11 of 13
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2013
Diduga campur tangan manusia dengan melakukan tindakan pengendalian dengan sengaja
seperti halnya praktek pertanian yang baik, mempunyai pengaruh yang tidak disengaja terhadap
penyakit tanaman dan epidemi raereka. Tindakan yang disengaja maupun yang tidak disengaja
biasanya berpengaruh pada yo, inokulum primer, kecepatan infeksi relatif r, atau keduanya. Sebagai
contoh tindakan pengendalian tersebut adalah dengan adanya ketahanan vertikal dan horizontal (van
der Plank, 1968) atau penaungan pada tanaman teh. Pada akhirnya tidak-tindakan tersebut mengubah
kecepatan infeksi r, tetapi kurve perkembangan pada plot yang tidak dinaungi kecepatannya menjadi
hampir konstant (Visser et al. , 1961). Perkembangan awal dari Southern Corn leaf blight dipengaruhi
oleh pengolahan tanah minimum yang mengurangi sisa tanaman yang terinfeksi yang terdapat pada
permukaan lahan/tanah. Dalam hal ini yang dikurangi adalah y o dan r.
Irigasi dengan menggunakan springkel mempunyai banyak pengaruh yang "bermanfaat
terhadap r dibandingkan dengan teknik teknik lain yang sudah dikerjakan (Rotem dan Palti, 1969).
Intensitas Powdery mildew (Erysiphe betae) pada tanaman gula bit menjadi meningkat dengan
pemberian nitrogen yang banyak (Tuber dan Watson, 1974). Aplikasi chlorocholine chlorid untuk
mengendalikan lodging of wheat dapat menurunkan intensitas serangan Septoria nodurum Berk dan
pengaruh ini akan lebih baik lagi dengan peningkatan dosis chlorocholine chlorid dan dengan
peningkatan jumlah pupuk nitrogen (Brettschneider-Hermann dan Langerfeld, 1971).
Van der Plank (1963) menyatakan bahwa effisiensi dari fungisida tergantung pada iR0, yang
merupakan hasil dari periode infeksi yang lama dan dasar kecepatan infeksi terkoreksi. Pada akhirnya
yang menentukan yaitu spora tersebut harus dimatikan agar iRo menjadi dibawah 1. Late blight dengan
iRo = 7,2 adalah mudah untuk dikendalikan dibandingkan dengan karat batang gandum dengan iR o =
360. Scab pada apel mempunyai i yang besar. Ini dapat dikendalikan hanya jika Ro dipertahankan agar
tetap rendah/kecil. Patogen seperti Alternaria longipes pada tembakau (Norse, 1971) tidak menjadi
masal serius sebab R biasanya kurang dari 0,6 dan kemampuan untuk melipatgandakan secara
maksimum
adalah
2,1
luka
per
siklus.
Pada
prakteknya
fungisida
berpengaruh
menurunkan/mengurangi kecepatan dan sering menunda timbulnya penyakit. Dalam suatu percobaan
powdery mildew dari mawar (Sphaerotheca pannosa) (Price, 1969), r untuk tanaman yang tidak
diperlakukan (kontrol) adalah 0,019 pada daun dan 0,024 pada kumpulan bunga-bunga. Fungsida
yang effektif dapat menyebabkan penurunan r menjadi 0,006 dan 0,013. Dengan melakukan
penyemprotan pada penyebab penyakit berry pada kopi (Gibbs, 1971) fungisida rnengubah slope dari
kurve dengan menurunkan r. Pada 2 percobaan dengan penyakit yang sama Steiner (1973)
mendapatkan kecepatan infeksi r menjadi 0,19 dan 0,29 (pada yang tidak diperlakukan) dan 0,17 dan
0,13 (yang diperlakukan).
V. Bagian terakhir
Pada dasarnya epidemi harus dimengerti sebagai sistim dengan semua implikasi dan komplikasinya. Ini
meliputi pengetahuan dari strukturnya dan prilakunya. Prilaku tidak nampak dalam kecepatan, tetapi
dalam pola epidemi mereka mengikuti dinamika.
Page 12 of 13
Mata Kuliah / MateriKuliah
Brawijaya University
2013
Bisa dibayangkan/direnungkan bahwa sudah beberapa tahun perlindungan tanaman dilakukan untuk
mengendalikan 1 atau 2 penyakit atau serangga pada 1 tanaman pada waktu tertentu. Pada bagian
lain, kita melihat berbagai epidemi yang berbeda-beda timbul dari berbagai penyakit, gulma dan
serangga pada suatu saat tertentu pada suatu lahan. Penggunaan racun bagi epidemi kurang
bermanfaat untuk masa mendatang. Sistim analisis biasanya dibutuhkan untuk memecahkan masalah
tersebut. Maka dari itu kita harus memulai dengan percobaan yang sungguh-sungguh untuk
mempelajari dan membandingkan struktur-struktur dan prilaku-prilaku dari epidemi.
Beberapa ciri untuk membandingkan epidemi smdah dikemukakan pada bab ini dan dibuku
yang lainnya. Banyak kriteria yang masih belum konsisten sebab keterbatasan kemampuan.
Diharapkan ide-ide dalam bab ini dapat merangsang untuk menimbulkan ide-ide baru dimasa
mendatang.
4. REFERENSI
Kranz, J. 1974. Comparative anatomy of epidemics.
Page 13 of 13