Segitiga Penyakit: Menganalisis Pengaruh Faktor Patogen, Tanaman Inang, dan Lingkungan terhadap Perkembangan Penyakit

Matakuliah ilmu penyakit tumbuhan telah memperkenalkan konsep segitiga penyakit tumbuhan (plant disease triangle). Menurut konsep ini, penyakit tumbuhan bisa berkembang hanya apabila tersedia patogen virulen, tanaman inang rentan, dan faktor lingkungan sesuai. Patogen virulen berarti patogen yang dapat menyebabkan penyakit, tanaman inang rentan berarti tanaman yang mudah menjadi sakit, dan faktor lingkungan sesuai berarti faktor lingkungan yang sesuai dengan kebutuhan perkembangan penyakit. Bila satu di antara ketiga faktor tersebut tidak tersedia maka penyakit tidak bisa berkembang. Tapi bagaimana bila, misalnya saja, yang tersedia adalah patogen yang agak virulen, tanaman inang yang agak rentan, dan faktor lingkungan yang agak sesuai? Atau, bagaimana bila yang tersedia adalah patogen virulen, tanaman inang yang agak virulen, dan faktor lingkungan yang kurang sesuai? Epidemiologi penyakit tumbuhan mempelajari pengaruh virulensi patogen, kerentanan tanaman inang, dan kesesuaian faktor lingkungan secara kuantitatif dengan menggunakan dukungan analisis statistika.

Analisis Perkembangan Penyakit: Apakah Hanya dengan Melakukan Analisis Regresi dan Mengapa Menggunakan R?

Saya telah menjelaskan apa itu analisis regresi pada tulisan sebelumnya. Saya juga telah menjelaskan apa yang dimaksud dengan perkembangan penyakit dan bahwa analisis perkembangan penyakit merupakan kajian utama epidemiologi penyakit tumbuhan. Saya pun telah menjelaskan bahwa epidemiologi penyakit tumbuhan dan ilmu penyakit tumbuhan berbeda dalam hal aspel penyakit yang dikaji: epidemiologi penyakit tumbuhan mengkaji perkembangan penyakit dalam ruang dan waktu sedangkan ilmu penyakit tumbuhan mengkaji keadaan penyakit pada satu waktu dan tempat tertentu. Perkembangan penyakit dalam waktu dan ruang tersebut dapat digambarkan dengan menggunakan kurva perkembangan penyakit. Tapi kurva perkembangan penyakit hanya menggambarkan perkembangan secara deskriptif. Untuk mempelajari perkembangan penyakit secara inferensial diperlukan teknik analisis statistika. Teknik analisis statistika yang diperlukan tersebut adalah analisis regresi. Meskipun sudah saya jelaskan pada tulisan-tulisan sebelumnya, ternyata masih banyak mahasiswa yang menyatakan bahwa mereka masih bingung.

Pemodelan Perkembangan Penyakit dalam Ruang: Pemencaran Patogen, Gradien Penyakit, dan Pola Spasial Penyakit

Epidemiologi penyakit tumbuhan mempelajari perkembangan penyakit dalam waktu dan ruang. Perkembangan penyakit dalam waktu terjadi karena penyakit bertambah dari waktu ke waktu dengan pola, baik pola monosiklik (bunga tunggal) daun polisiklik (bunga majemuk), dengan laju perkembangan yang berbeda-beda. Pola perkembangan penyakit dalam waktu tersebut dapat dianalisis dengan pendekatan pemodelan menggunakan analisis regresi. Pada tulisan ini saya akan menguraikan analisis perkembangan penyakit dalam ruang dengan menggunakan pendekatan yang sama. Sebagaimana pada analisis perkembangan penyakit dalam ruang, saya akan menggunakan add-ins Anaylisis ToolPak pada pada program aplikasi tabel lajur Excel dan program aplikasi statistika R untuk melakukan analisis regresi yang diperlukan.

Analisis Regresi: Teknik Analisis Statistik untuk Melakukan Pemodelan Perkembangan Penyakit dalam Waktu dan Ruang

Sampai pada saat ini Anda mungkin hanya mengenal analisis ragam (analysis of variance) karena telah diajarkan pada matakuliah Perancangan Percobaan. Dengan analisis ragam, Anda melakukan perbandingan antar taraf perlakuan untuk mengetahui pengaruh perlakuan. Pengaruh nyata adalah pengaruh yang terjadi benar-benar karena perlakuan, bukan pengaruh yang sifatnya acak. Kata kunci dalam analisis ragam adalah 'perbandingan'. Pembandingan dilakukan karena dalam analisis ragam, taraf perlakuan dipandang sebagai kelas-kelas diskret. Pertanyaannya kemudian adalah bagaimana bila taraf perlakuan bukan merupakan kelas-kelas diskret, melainkan sesuatu yang bersifat kontinyu? Bagaimana bila sebagai perlakuan adalah, misalnya, dosis fungisida yang tarafnya bersifat kualitatif kontinyu?

Pemodelan Perkembangan Penyakit Tumbuhan dalam Waktu: Model Monomolekuler, Logistik, dan Gompertz

Pada tulisan sebelumnya saya sudah menyinggung bahwa untuk memastikan apakah suatu penyakit merupakan penyakit polisiklik atau penyakit monosiklik diperlukan pemodelan (modelling) untuk membuat suatu model. Sebenarnya apa iru model? Model dapat berarti banyak hal, tetapi dalam kaitan dengan perkembangan penyakit berarti model matematis berupa persamaan yang menghubungkan sejumlah peubah (variabel, variable). Bahkan model matematis sekalipun sebenarnya bukan merupakan konsep tunggal, melainkan dapat terdiri atas berbagai jenis model matematis. Di antara berbagai jenis model matematis tersebut, jenis model yang umum digunakan untuk memodelkan perkembangan penyakit tumbuhan adalah model yang dinyatakan dalam bentuk persamaan, baik persamaan diferensial maupun persamaan integral. Penggunaan pemodelan untuk menjelaskan perkembangan penyakit tumbuhan dilakukan pertama kali oleh J.E. van der Plank, yang kemudian melahirkan konsep penyakit bunga tunggal (penyakit monosiklik) dan penyakit bunga majemuk (penyakit polisiklik).

Proses Epidemi: Penyakit Berbunga Tunggal (Monosiklik) dan Bunga Berbunga (Polisiklik)

Epidemi berkembang dari luka kecil menjadi bercak, dari satu bercak menjadi banyak bercap pada satu tanaman, dari bercak pada satu tanaman menjadi pada banyak tanaman, dan seterusnya. Perkembangan tersebut diukur sebagai perubahan intensitas penyakit, yang dinyatakan sebagai laju perubahan atau sebagai luas daerah di bawah kurva (LDBK). Apakah yang sebenarnya terjadi di balik perkembangan epidemi tersebut? Apa sebenarnya yang merupakan unsur dasar dari perkembangan tersebut, yang memungkinkan suatu epidemi berkembang lambat atauberkembang lambat? Memahami sesuatu yang berada di belakang perkembangan epidemi tersebut, yang berada di balik kurva perkembangan penyakit, akan bermanfaat dalam memahami perkembangan epidemi secara lebih tuntas.

Perubahan Penyakit dalam Waktu dan Ruang: Bagaimana Mengukur Perubahan Penyakit Secara Kuantitatif?

Pada tulisan sebelumnya saya sudah menyebutkan bahwa epidemiologi penyakit tumbuhan mempelajari perubahan penyakit dari satu waktu ke waktu berikutnya dan dari satu tempat ke tempat lainnya. Dalam hal ini, untuk mengukur perubahan penyakit perlu terlebih dahulu diukur keadaan penyakit pada satu waktu tertentu atau pada satu tempat tertentu. Keadaan penyakit pada waktu atau tempat tertentu itu diukur sebagai prevalensi, kejadian, atau keparahan penyakit. Pengukuran keadaan penyakit ini dipelajari dalam ilmu penyakit tumbuhan. Pengukuran perubahan penyakit tumbuhan merupakan fokus epidemiologi penyakit tumbuhan. Untuk mengukur perubahan penyakit, setidak-tidaknya diperlukan data keadaan penyakit dari dua waktu yang berbeda atau dari dua tempat yang berbeda, tetapi waktu dan tempat pengukuran yang semakin banyak akan menghasilkan ukuran perubahan yang lebih dapat dipercaya.

Intensitas Penyakit: Bagaimana Mengukur Penyakit secara Kuantitatif?

Produksi tanaman dapat diukur dengan mudah menggunakan satuan kg atau ton, tapi bagaimana dengan mengukur penyakit tumbuhan? Ketika mengikuti kuliah ilmu penyakit tumbuhan, Anda tentunya sudah berkenalan dengan intensitas penyakit sebagai ukuran penyakit. Intensitas penyakit dibedakan menjadi prevalensi penyakit (disease prevalence), kejadian penyakit (insidensi penyakit, disease incidence), dan keparahan penyakit (severitas penyakit, disease severity), masing-masing menyatakan proporsi atau persentase luas areal tanam tanaman sakit sakit terhadap luas tanam total, bagian atau organ tanaman sakit terhadap seluruh bagian atau organ tanaman, dan luas permukaan atau volume tanaman sakit terhadap luas permukaan atau volume total. Kedengarannya tidak terlalu sulit, tapi bagaimana mengukurnya?

Bagaimana Mempersiapkan Diri Mempelajari Epidemiologi Penyakit Tumbuhan?

Sebagaimana telah saya sampaikan pada tulisan sebelumnya, epidemiologi penyakit tumbuhan mempelajari perkembangan penyakit tumbuhan dari satu waktu ke waktu berikutnya dan dari satu tempat ke tempat lainnya. Dengan demikian, sebagai ilmu, epidemiologi merupakan cabang dari ilmu penyakit tumbuhan. Itu berarti, sebelum mempelajari epidemiologi penyakit tumbuhan, seseorang harus terlebih dahulu sudah mempelajari ilmu penyakit tumbuhan. Tetapi ilmu sebenarnya tidak seperti pohon, yang cabangnya tidak pernah saling menempel dengan cabang pohon lain. Cabang suatu ilmu justeru sebaliknya, terbentuk karena menyatu dengan cabang ilmu lain. Hal ini terjadi karena perkembangan yang dipelajari dalam epidemiologi penyakit tumbuhan berkaitan dengan perubahan dalam populasi, yaitu perubahan populasi penyakit yang disebabkan oleh populasi patogen pada populasi tanaman inang tertentu. Untuk mempelajari perubahan itu diperlukan ilmu-ilmu lain.

Apa Permasalahan dan Apa Itu Epidemi Penyakit Tumbuhan?

Ketika mempelajari ilmu penyakit tumbuhan (plant pathology), kita belajar mengenai permasalahan penyakit tumbuhan dan cara mengatasinya. Dalam membudidayakan tanaman, petani menghadapi berbagai jenis penyakit tumbuhan yang disebabkan oleh berbagai jenis organisme pengganggu tumbuhan (OPT). OPT penyebab penyakit tumbuhan tersebut semuanya disebut patogen (pathogen). Kita mempelajari bahwa penyakit tumbuhan berkembang karena tanaman rentan (susceptible crop) diserang oleh patogen ganas (virulent pathogen) ketika keadaan lingkungan sesuai dengan yang dibutuhkan untuk perkembangan penyakit (favourable environment). Ketiga faktor yang saling berkaitan (berinteraksi) ini dinamakan segitiga penyakit. Tapi bagaimana penyakit berkembang? Mengapa ada penyakit tanaman yang berkembang lambat dan ada pula yang berkembang cepat? Bagaimana pula penyakit tanaman memencar dari satu individu tanaman ke individu tanaman lain, dari satu petak ke petak lain, dari satu lahan ke lahan lain, dari satu tempat ke tempat lain, dan seterusnya?

Membuat Kurva dan Menghitung LDBK untuk Menganalisis Perkembangan Penyakit Tumbuhan

Kini semakin banyak mahasiswa PS IHPT/Minat Perlindungan Tanaman menggunakan Luas Daerah di Bawah Kurva (LDBK) untuk menganalisis perkembangan penyakit tumbuhan. Perlu disayangkan, banyak yang kurang dapat membahas dengan baik, apa sebenarnya LDBK itu dan bagaimana hubungannya dengan teknik analisis perkembangan penyakit lainnya. Bahkan, bukan tidak mungkin ada yang menghitung LDBK dengan salah, sebagaimana mencantumkan angka LDBK tanpa disertai satuan atau disertai dengan satuan yang salah. Pada tulisan ini saya akan menjelaskan cara membuat kurva dan menghitung LDBK dengan menggunakan program aplikasi tabel lajur Excel dan program aplikasi analisis statistika R. Saya menggunakan kedua program aplikasi ini karena Excel biasanya telah terpasang pada setiap komputer dan R merupakan program aplikasi gratis. Tentu saja, terlebih dahulu saya perlu menjelaskan, LDBK itu sebenarnya apa.

Mengukur Penyakit Tumbuhan: Intensitas, Kejadian, Keparahan ...

Tanaman akan sakit manakala tanaman rentan diserang oleh patogen virulen pada keadaan lingkungan yang mendukung perkembangan penyakit. Tanaman sakit tampak dari gejala yang terjadi pada tanaman dan tanda yang mungkin terdapat pada bagian tanaman bergejala. Tanaman sakit dibedakan dari tanaman sehat berdasarkan adanya gejala (dan dalam keadaan tertentu juga tanda). Bila dalam pengamatan hanya dibedakan tanaman sakit dari tanaman sehat maka diperoleh data kategori, yaitu kategori sehat dan kategori sakit. Pengamatan data kategori seperti ini tentu saja cukup mudah, tetapi apakah cukup memadai? Pertanyaannya adalah seberapa berat penyakit yang diderita oleh setiap individu tanaman sehingga dapat dihitung nilai rerata untuk seluruh individu dalam populasi?

Menganalisis Data Perkembangan Penyakit dengan Pendekatan Pemodelan Monit, Logit, dan Gompit Menggunakan Excel

Selama ini banyak mahasiswa PS IHPT yang melakukan penelitian penyakit tumbuhan melakukan pengamatan penyakit secara berulang. Penyakit tumbuhan merupakan proses yang dinamis sehingga pengamatan memang harus dilakukan secara berulang. Akan menjadi sangat aneh apabila dalam penelitian penyakit tumbuhan dilakukan pengamatan hanya satu kali. Meskipun demikian, beberapa mahasiswa melakukan analisis data dengan cara yang kurang tepat, yaitu dengan melakukan analisis ragam terhadap data hasil setiap kali pengamatan secara sendiri-sendiri. Padahal, pada penelitian dengan pengamatan berulang, analisis data seharusnya dilakukan terhadap perkembangan. Dalam hal ini, perkembangan merupakan perubahan yang terjadi sejak pengamatan pertama sampai pengamatan terakhir. Perkembangan merupakan suatu proses perubahan, sedangkan data hasil setiap kali pengamatan hanya menyatakan keadaan pada saat dilakukan pengamatan.

Teknik analisis data epidemiologi penyakit tumbuhan: Analisis ragam belum cukup!

Sampai sejauh ini, Anda tentu sudah menyadari bahwa untuk mempelajari epidemiologi penyakit tumbuhan diperlukan teknik analisis statistika. Selama ini Anda mungkin sudah belajar mengenai analisis ragam. Teknik analisis statistika ini memang berguna, tetapi untuk mempelajari epidemiologi penyakit tumbuhan diperlukan lebih dari sekedar menguji perbedaan. Untuk mempelajari epidemiologi diperlukan teknik analisis untuk melakukan pemodelan kunatitatif dengan dukungan komputer dan bahkan dukungan sistem informasi geografik. Epidemiologi penyakit tumbuhan tidak akan berkembang tanpa dukungan teknik analisis kuantitatif berbasis komputer. Seiring dengan kemajuan teknologi informasi, ke depan epidemiologi penyakit tumbuhan bahkan bidang-bidang ilmu lain sehingga kemampuan seorang dosen dengan latar belakang pendidikan linier dalam bidang perlindungan tanaman saja tidak akan memadai.

Kalau Semua Dosen Perlintan Berpendidikan Linier, Siapa yang Mengajar EPT?

Kebijakan Ditjen Dikti dewasa ini mengharuskan dosen berpendidikan linier dalam satu bidang ilmu. Maksudnya, dosen bidang perlindungan tanaman harus berpendidikan S1 perlindungan tanaman, S2 perlindungan tanaman, dan S3 perlindungan tanaman. Lebih ideal lagi, dosen perlindungan tanaman yang berpendidikan S1 ilmu penyakit tumbuhan, kalau akan melanjutkan ke S2 dan S2 juga harus dalam bidang ilmu penyakit tumbuhan. Artinya, dosen ilmu hama tumbuhan harus bergelut dengan paha dan antena belalang dari S1 sampai S3, dosen ilmu penyakit tumbuhan harus bergelut dengan miselium dan spora jamur dari S1 sampai S3. Lalu dosen seperti ini harus mengajar matakuliah epidemiologi penyakit tumbuhan. Kira-kira apa yang akan diajarkan?

Apa Itu Sebenarnya Analisis Regresi?

Menanggapi tulisan saya Kehilangan Hasil: Mengapa Belum Ada Mahasiswa yang Meneliti?,seorang mahasiswa sebuah universitas di Kalimantan menulis:

Kami sudah mengambil MK Perancangan Percobaan dan MK Metode Ilmiah, tetapi dalam kedua MK tersebut kami tidak diajarkan analisis regresi. Alhasil, kami mahasiswa Jurusan Perlindungan Tanaman [yang] mau [berkeinginan] meneliti kehilangan hasil, baik karena hama atau [maupun karena] penyakit, mengalami kesulitan ganda: sulit dalam proses berjalannya penelitian n [dan juga sulit dalam] metode yang digunakan ...

Saya kurang mengerti mengapa analisis regresi begitu diabaikan sebagaimana juga yang terjadi di kampus tempat saya mengajar. Untuk menjawab keluhan mahasiswa tersebut di atas (dan mungkin juga mahasiswa saya sendiri yang sangat enggan bertanya), melalui tulisan ini saya akan menjelaskan secara singkat apa sebenarnya analisis regresi.

Buku Baru Epidemiologi Penyakit Tumbuhan

The Study of Plant Disease Epidemics

By: Laurence V. Madden, Gareth Hughes, and Frank van den Bosch

Chemical industry and plant breeders have forged fine tactical weapons; but only epidemiology sets the strategy.

J.E. Vanderplank

Epidemiology provides plant pathologists with refined and deepened knowledge of the behavior of diseases in the field for improved disease control or management.

J. Kranz

Hasil UAS EPT Semester Genap 2011/2012 Mengecewakan

Epidemiologi Penyakit Tumbuhan merupakan matakuliah lanjutan bagi mahasiswa yang telah lulus matakuliah Ilmu Penyakit Tumbuhan. Oleh karena itu, mahasiswa perserta kuliah matakuliah ini diharapkan sudah memahami konsep-konsep dasar ilmu penyakit tumbuhan. Selain itu, mahasiswa juga diharapkan sudah mempunyai dasar-dasar analisis statistika seperti misalnya analisis regresi dan analisis ragam. Tentu saja, seiring dengan penguasaan dasar-dasar analisis statistika ini, mahasiswa diharapkan juga telah menguasai dasar-dasar penggunaan program aplikasi komputer untuk analisis data dan pembuatan kurva. Pengetahuan dasar yang perlu dikuasai oleh mahasiswa peserta kuliah sudah disampaikan pada awal kuliah. Tautan (link) untuk memperoleh sumberdaya untuk mempelajari pengetahuan dasar itu sudah diberikan melalui blog matakuliah. Kesempatan bertanya sudah diberikan seluas-luasnya pada saat kuliah.

Mengamati dan Menganalisis Perkembangan Penyakit Tumbuhan

Penelitian mengenai penyakit tumbuhan pada dasarnya dilakukan untuk mengetahui perkembangan penyakit. Mengapa demikian? Jawabannya sederhana saja. Penderitaan yang dialami tanaman sakit bukanlah hanya penderitaan pada saat pengamatan. Dengan kata lain, keadaan sakit yang dialami tanaman bukan ditunjukkan oleh insidensi atau severitas gejala pada saat pengamatan. Keadaan sakit yang dialami tanaman merupakan akumulasi keadaan sakit mulai dari sejak tanaman terinfeksi. Penyakit pada dasarnya adalah sejarah karena keadaan penyakit saat ini (saat pengamatan) ditentukan oleh keadaan penyakit pada hari-hari sebelumnya sejak dari mulainya terjadi infeksi. Oleh karena itu, penelitian mengenai penyakit tumbuhan semestinya dilakukan dengan pengamatan berulang kali, bukan hanya dengan sekali pengamatan kemudian memvonis tanaman telah sakit parah. Dalam hal ini dokter tanaman tidak sama dengan dokter manusia.

Bagaimana Membuat Anda Lebih Mudah Mempelajari Epidemiologi Penyakit Tumbuhan?

Perkembangan Penyakit dalam Waktu.
Sumber: APSNet

Saya sudah mengampu matakuliah Epidemiologi Penyakit Tumbuhan sejak Program Studi Ilmu Hama dan Penyakit Tumbuhan didirikan. Sekarang, ketika Program Studi Ilmu Hama dan Penyakit Tumbuhan sudah dibubarkan, saya masih mengampu matakuliah yang sama sebagai pilihan pada minat Perlindungan Tanaman. Selama saya mengampu matakuliah ini, saya sudah berusaha sebisa mungkin untuk membuat matakuliah ini lebih mudah dipahami mahasiswa. Namun kenyataannya, tidak selamanya upaya saya berhasil. Bahkan, kalau saya boleh jujur, lebih banyak yang gagal. Maka, kalau saya masih boleh berharap, tolonglah saya, Anda parapeserta kuliah Epidemiologi Penyakit Tumbuhan, berusaha lebih serius belajar. Sebab tanpa upaya bersama, tidak mungkin saya dapat membuat Anda menguasai dengan baik matakuliah ini.