Penyakit Karat Daun Kopi (Hemileia Vastatrix dan Hemileia Coffeicola)

Karat Daun Pada Tanaman Kopi (Hemileia vastatrix) - Karat daun adalah penyakit kopi yang paling ekonomis penting di dunia, dan nilai uang, kopi adalah produk pertanian yang paling penting dalam perdagangan internasional. Petani kopi takluput terkena penyakit yang satu ini. Karat daun memang sudah hal biasa terjadi namun apakah karat daun bisa di cegah? Jika bisa, bagaimana cara mencegah karat daun pada tanaman kopi?

PATHOGEN:
Hemileia vastatrix : saat ini ditemukan di hampir semua daerah penghasil kopi di dunia.
Hemileia coffeicola : terbatas di Afrika tengah dan barat, terutama daerah yang lebih tinggi dan lebih dingin.

HOSTS : Coffea arabica (kopi arabika) dan Coffea canephora (kopi robusta), dua spesies komersial yang paling penting, dan mungkin sebanyak 25 spesies lainnya dari Coffea. Keberadaan host alternatif telah dipostulasikan, tetapi tidak ada yang ditemukan.

Gejala dan Tanda Karat Daun
Infeksi terjadi pada daun kopi. Gejala pertama yang dapat diamati adalah bintik-bintik kecil berwarna kuning pucat pada permukaan atas daun. Ketika bintik-bintik ini secara bertahap meningkatkan diameter, massa urediniospores oranye (= uredospores) muncul di undersurfaces. Jamur sporulates melalui stomata daripada menembus epidermis seperti kebanyakan karat, sehingga tidak membentuk pustula khas dari banyak karat. Lesi bubuk di bagian bawah daun dapat berwarna oranye-kuning ke merah-oranye, dan ada variasi yang cukup besar dari satu daerah ke daerah lain.

Sementara lesi dapat berkembang di mana saja pada daun, mereka cenderung terkonsentrasi di sekitar tepi, di mana tetesan embun dan hujan mengumpulkan. Pusat-pusat bintik-bintik akhirnya kering dan berubah coklat, sementara margin lesi terus berkembang dan menghasilkan urediniospora. Pada awal musim, lesi pertama biasanya muncul di daun paling bawah, dan infeksi perlahan berkembang ke atas di pohon. Daun yang terinfeksi jatuh sebelum waktunya, meninggalkan bentangan panjang ranting tanpa daun

Biologi Patogen
"Penyakit daun kopi" pertama kali dilaporkan oleh penjelajah Inggris pada spesies liar Coffea di wilayah Danau Victoria di Afrika Timur pada tahun 1861. Pada tahun 1869, Pendeta HJ Berkeley dan asistennya, Mr. Broome, melaporkan dalam Kronik Tukang Kebun, dijelaskan jamur yang mereka temukan terkait dengan penyakit pada beberapa daun kopi kering yang dikirim dari Ceylon (sekarang Sri Lanka). Mereka memberi nama Hemileia vastatrix ke jamur yang menghancurkan dengan spora setengah halus. Urediniospores jamur karat lainnya biasanya berbentuk bulat ke oval, bukan berbentuk ginjal, dan memiliki duri halus di seluruh permukaannya. Itu termasuk kelas Basidiomycetes, ordo Uredinales, dan keluarga Pucciniaceae.

Hemileia vastatrix ada terutama sebagai dikaryotik (memiliki pasangan inti haploid yang membelah bersama-sama), miselium penyerap nutrisi yang bercabang antar sel dalam daun dari inang kopinya. Cluster dari pedisels pendek yang dikoreotik urediniospores menonjol melalui stomata di bagian bawah daun. Kadang-kadang di bawah kondisi sejuk dan kering menjelang akhir musim, teliospora diproduksi di antara urediniospora pada daun yang lebih tua dan menempel. Setelah kariogami dan meiosis, teliospores berkecambah untuk menghasilkan basidia, masing-masing membentuk empat basidiospora haploid.

Penyakit Karat Daun Kopi
Para basidiospora akan berkecambah secara in vitro, tetapi tidak diketahui tanaman apa, jika ada, mereka dapat menginfeksi. Jelas bahwa mereka tidak menginfeksi kopi. Tidak diketahui apakah basidospora berfungsi atau hanya sisa-sisa dari jamur karat yang berumur panjang (hingga lima tahap spora). Tidak diperlukan host alternatif; H. vastatrix dapat bertahan hidup dan berkembang biak dengan cukup baik oleh urediniospora saja.

Seringkali jamur hiperparasit, Verticillium hemileiae, akan menjajah lesi karat kopi. Hiperparasit adalah parasit yang parasit parasit lainnya dan kadang-kadang digunakan sebagai agen kontrol biologis. Dengan kopi berkarat, hiperparasitisme ini mengurangi viabilitas urediniospora, tetapi memiliki dampak yang sangat kecil terhadap perkembangan karat keseluruhan.

Siklus Penyakit dan Epidemiologi
Siklus penyakit adalah penyakit yang sederhana. Urediniospores memulai infeksi yang berkembang menjadi lesi yang menghasilkan lebih banyak urediniospora.

Bertahan hidup
Hemileia vastatrix bertahan terutama sebagai miselium di jaringan hidup inang, dan karena daun yang terinfeksi menurun secara prematur, ini secara efektif menghilangkan sejumlah besar potensi inokulum dari epidemi. Tetapi beberapa daun hijau selalu bertahan selama musim kemarau, dan urediniospor kering dapat bertahan hidup sekitar 6 minggu, sehingga selalu ada beberapa inokulum yang layak untuk menginfeksi daun yang baru terbentuk pada awal musim hujan berikutnya.

Pembubaran spora
Para urediniospores dapat dibubarkan oleh angin dan hujan. Dengan mengamati pola infeksi pada daun individu dan di antara daun di kanopi, jelas bahwa percikan hujan merupakan sarana penting penyebaran lokal. Pola infeksi pada skala regional, terutama di daerah-daerah di mana jamur baru diperkenalkan, telah menunjukkan bahwa penyebaran jangka panjang terutama oleh angin. Jumlah penyebaran urediniospore yang kecil, mungkin epidemiologikal tidak signifikan adalah dengan thrips, lalat, tawon, dan serangga lainnya. Gerakan melintasi lautan, gurun, dan pegunungan sangat mungkin disebabkan oleh campur tangan manusia.

Infeksi
Urediniospora berkecambah hanya dengan adanya air bebas (hujan atau embun berat); Kelembaban tinggi saja tidak cukup. Seluruh proses infeksi membutuhkan sekitar 24 hingga 48 jam kelembaban bebas yang terus menerus, jadi ketika embun berat cukup untuk merangsang perkecambahan urediniospore, infeksi biasanya hanya terjadi selama musim hujan. Variasi musiman dalam insiden penyakit terutama disebabkan oleh variasi curah hujan. Di mana ada dua musim hujan per tahun, ada dua puncak dalam tingkat keparahan kopi. Infeksi terjadi pada berbagai suhu (minimal 15 ° C / 59 ° F, optimum 22 ° C / 72 ° F, dan maksimum 28 ° C / 82 ° F). Infeksi hanya terjadi melalui stomata di bagian bawah daun.

Sporulasi
Dibutuhkan 10-14 hari dari infeksi untuk uredinia baru untuk berkembang dan urediniospora yang akan terbentuk. Lesi karat terus membesar selama 2 sampai 3 minggu. Lesi tunggal akan menghasilkan empat hingga enam tanaman spora, melepaskan sekitar 300.000 urediniospora selama periode 3 hingga 5 bulan. Siklus sekunder infeksi terjadi terus menerus selama cuaca yang menguntungkan, dan potensi epidemi eksplosif sangat besar.

Manajemen Penyakit
Karantina
Selama lebih dari satu abad, langkah-langkah karantina yang ketat membuat kopi berkarat dari invasi Amerika. Beberapa ahli patologi tanaman telah berspekulasi bahwa urediniospora menyebar dari Afrika ke Brasil pada angin, tetapi jauh lebih mungkin bahwa karat itu dilakukan pada bibit kopi atau mungkin bahwa urediniospores menempel ke permukaan tanaman lain yang diimpor ke area penanaman kopi.

Setelah penghalang lautan telah dilanggar, penyebaran angin ikut bermain. Setelah pengenalan awal ke Brasil pada tahun 1970, sebuah "zona aman" sepanjang 80 km (50 mil) didirikan dengan memberantas kopi di zona tersebut, tetapi dalam waktu 18 bulan, kopi berkarat telah melompati celah ke arah angin yang berlaku.

Di Amerika Tengah, infeksi baru diberantas dengan membunuh tanaman kopi yang terinfeksi ditambah tanaman tanpa gejala dalam radius 30 meter (yard) dengan menyemprot mereka dengan herbisida dicampur dengan bahan bakar diesel. Awalnya upaya pemberantasan tampaknya efektif, tetapi akhirnya, sekali lagi mungkin karena penyebaran angin, karat kopi menjadi terlalu mapan. Sekarang ada sangat sedikit daerah penghasil kopi di dunia di mana kopi berkarat belum diserang.

Manajemen budaya
Karat kopi harus dikelola sebagai epidemi berkelanjutan pada tanaman tahunan, dan karena itu, setiap faktor yang dapat mengurangi sporulasi, penyebaran spora, atau infeksi, bahkan dalam jumlah kecil, dapat mengurangi epidemi. Manajemen budaya yang baik adalah yang terpenting, tetapi tidak ada aturan sederhana untuk diikuti. Varietas yang tumbuh, karakter tanah, jumlah dan distribusi curah hujan, dan banyak faktor lainnya semua berinteraksi untuk menentukan apa yang diperlukan.

Salah satu keputusan manajemen budaya kunci adalah apakah menghasilkan kopi di bawah sinar matahari penuh atau dengan tingkat naungan tertentu. Ini sering lebih merupakan keputusan sosiopolitik daripada keputusan agronomi. Beberapa orang mengatakan bahwa karat lebih mudah untuk dikendalikan pada tanaman dengan jarak yang tepat di bawah sinar matahari penuh, karena mereka lebih cepat kering dan, karena itu, memiliki periode basah daun yang lebih pendek. (Mereka juga lebih mudah disemprot dengan fungisida.)

Yang lain berpendapat bahwa kopi yang ditumbuhi sedikit memiliki karat yang lebih sedikit karena kanopi pohon rindang yang tertutup mencegah pembentukan embun pada daun kopi dan oleh karena itu mengurangi infeksi. Namun, embun biasanya tidak cukup lama untuk mendukung infeksi. Kemungkinan besar naungan mengurangi kerentanan tanaman terhadap karat karena hasil berkurang; produksi tanaman yang berat menghabiskan habis nutrisi dan membuatnya lebih rentan terhadap infeksi.

Secara umum, kopi yang tumbuh di matahari diproduksi di pertanian besar dengan modal besar yang mampu mengendalikan karat dengan fungisida, biaya yang diimbangi oleh hasil yang lebih tinggi. Produsen kecil "berteknologi rendah" cenderung menyukai kopi naungan, yang, meskipun hasil panennya lebih rendah, membutuhkan lebih sedikit input eksternal dalam bentuk pestisida dan pupuk. Mereka sering menanam berbagai jenis naungan yang menyediakan buah, kayu bakar, dan kayu untuk memenuhi kebutuhan mereka sendiri.

Beberapa pohon peneduh memiliki pemfiksasi nitrogen yang mengurangi kebutuhan akan pupuk nitrogen yang diaplikasikan. Kanopi multi-lapis memotong dan memperlambat hujan yang turun, mengurangi limpasan dan erosi tanah akibatnya. Keragaman struktural menyediakan habitat yang diperbaiki untuk burung, mamalia, reptil, serangga, dan banyak spesies lainnya, dan perlindungan ini tersebar di sepanjang rute migrasi burung migran memiliki dampak lingkungan yang jauh melampaui peternakan kopi itu sendiri.

Karena kerentanan tanaman sangat dipengaruhi oleh status nutrisinya, berkurangnya unsur hara oleh hasil yang tinggi pada musim tertentu dapat meningkatkan tingkat keparahan karat tidak hanya di musim itu tetapi di tahun-tahun berikutnya juga, kecuali penyesuaian yang tepat dalam nutrisi adalah terbuat. Pemupukan dengan nitrogen (N) dan fosfor (P) cenderung mengurangi kerentanan terhadap karat, tetapi potasium yang berlebihan (K) meningkatkan kerentanan. Secara umum, penerapan mikronutrien mengurangi kerentanan. Karena efeknya dapat dirasakan selama beberapa musim, penyesuaian semacam itu harus dilakukan dengan hati-hati.

Pemangkasan dan pelatihan tanaman kopi yang tepat membantu mencegah overcropping dan mempertahankan kekuatan tanaman, sehingga mengurangi kerentanannya terhadap karat. Ini juga membantu meningkatkan sirkulasi udara untuk mempercepat pengeringan dedaunan, dan memfasilitasi penyemprotan dengan membuka kanopi. Jarak baris yang lebih lebar untuk mengurangi kepadatan tanam juga meningkatkan sirkulasi udara dan cakupan semprotan.

Kopi sangat sensitif terhadap persaingan gulma, jadi pengendalian gulma yang baik penting dalam mempertahankan kekuatan tanaman dan dengan demikian mengurangi kerentanan terhadap karat. Kontrol gulma yang baik juga membantu memfasilitasi sirkulasi udara dan pengeringan cepat kanopi.

Fungisida
Pada varietas yang rentan dan di lingkungan yang menguntungkan untuk jamur, fungisida adalah alat penting dalam pengelolaan epidemi karat kopi. Dalam memutuskan kapan dan apa yang disemprotkan, setiap aplikasi fungisida yang diberikan harus dianggap sebagai investasi jangka panjang, dengan efek tidak hanya pada musim saat ini tetapi di musim-musim mendatang juga. Menjaga tingkat inokulum rendah menjelang akhir satu musim hujan akan berdampak besar pada mengurangi tingkat infeksi pada awal musim hujan berikutnya. Mencegah defoliasi musim ini akan mencegah kehilangan hasil musim depan dan mempertahankan kekuatan tanaman di masa depan.

Fungisida yang mengandung tembaga sangat efektif dalam mengendalikan kerak kopi, dan tembaga memiliki "efek tonik" pada tanaman kopi, yaitu, ia meningkatkan hasil independen dari efeknya dalam pengendalian karat. Salah satu kelemahan menggunakan fungisida yang mengandung tembaga adalah bahwa mereka harus hadir pada daun sebelum infeksi terjadi.

Kerugian lain, selain dari biaya, adalah bahwa tembaga terakumulasi di tanah, khususnya dalam bahan organik, dan dapat mencapai tingkat racun bagi tanaman dan organisme lain di lingkungan. Untuk mengurangi jumlah tembaga yang digunakan, fungisida yang mengandung tembaga dapat diselingi dengan fungisida organik sistemik, atau satu atau dua semprotan tembaga dapat diterapkan di awal musim, diikuti oleh satu atau kadang-kadang dua semprotan sistemik di kemudian musim untuk menangkap mengembangkan lesi karat.

Fungisida hidrokarbamat (organik, protektif) efektif untuk mengendalikan karat kopi dan kadang-kadang juga memiliki efek tonik, tetapi residu mereka tidak melekat sama baiknya dengan fungisida pelindung yang mengandung tembaga atau fungisida sistemik di bawah hujan lebat. dari banyak daerah penghasil kopi.

Waktu aplikasi dan cakupannya penting. Sebagai aturan umum, interval antara semprotan harus kurang dari 21 hari untuk memastikan agar pertumbuhan baru tertutup. Model perkiraan ada untuk waktu aplikasi fungisida sesuai dengan suhu dan curah hujan. Karena infeksi terjadi di bagian bawah daun, semprotan harus diarahkan ke atas untuk menutupi permukaan daun bagian bawah.

Kultivar tahan
Pada saat pertama kali kerak kopi muncul di Brasil, hampir semua kopi di Amerika, dan bahkan hampir semua kopi dalam produksi komersial, dapat melacak garis keturunannya ke satu pohon yang ditanam di konservatori Raja Louis XIV pada tahun 1713. Hasilnya keseragaman genetik dari produksi kopi komersil berpose (dan terus menimbulkan) potensi risiko yang sangat besar dari epidemi yang menghancurkan.

Keberadaan ketahanan terhadap karat kopi di spesies Coffea liar telah dikenal selama beberapa waktu. Sejauh ini, sembilan gen untuk resistensi telah diidentifikasi, sebagian besar berasal dari C. canephora dan C. liberica. Satu tantangan bagi peternak adalah menggabungkan ketahanan karat dengan karakteristik agronomi yang baik dan kopi berkualitas baik.

Tantangan berikutnya adalah mengerahkan gen resistensi ini sedemikian rupa sehingga mereka tidak segera diatasi oleh ras H. vastatrix baru. Sejauh ini, lebih dari 40 ras H. vastatrix telah diidentifikasi, dengan beberapa yang baru mampu menyerang hibrida yang sebelumnya resisten. Ras karat baru terus bermunculan. Untuk mengurangi tingkat pemilihan ras virulen, peternak Cenicafé, pusat penelitian kopi nasional di Kolombia, telah menciptakan kultivar komposit dengan karakteristik agronomis seragam dan kualitas kopi, tetapi dengan campuran gen untuk ketahanan karat.

Salah satu perkembangan yang menyedihkan dalam pemuliaan kopi adalah hilangnya keanekaragaman genetik secara dramatis di antara spesies-spesies Coffea liar. Keragaman genetik kopi sangat sedikit di luar hutan tropis di Ethiopia barat daya, tempat Coffea berevolusi. Karena penebangan, panen kayu bakar, dan penanaman yang diperluas yang didorong oleh populasi manusia yang terus bertambah, hutan-hutan ini telah berkurang menjadi kurang dari sepersepuluh ukuran aslinya. Institut Keanekaragaman Hayati Konservasi dan Penelitian Ethiopia sedang berjuang untuk mempertahankan apa yang tersisa, dan pemerintah Ethiopia telah melarang ekspor tanaman kopi dan biji kopi dari negara tersebut.

Makna
Kerugian
Kerak kopi menyebabkan defoliasi prematur, yang mengurangi kapasitas fotosintesis dan melemahkan pohon. Karena buah musim depan ditanggung pada tunas musim ini, karat musim ini mengurangi hasil musim berikutnya. Tergantung pada cuaca di musim saat ini dan hasil dan tingkat infeksi musim sebelumnya, hasil dapat bervariasi sebanyak 10 kali lipat dari satu musim ke musim berikutnya. Infeksi berat dapat menyebabkan dieback ranting dan bahkan dapat membunuh pohon.

Dampak ekonomi
Kopi berkarat adalah penyakit kopi yang paling ekonomis penting di dunia, dan dalam nilai uang, kopi adalah produk pertanian yang paling penting dalam perdagangan internasional. Bahkan pengurangan kecil dalam hasil kopi atau sedikit peningkatan biaya produksi yang disebabkan oleh karat memiliki dampak besar pada produsen kopi, layanan pendukung, dan bahkan sistem perbankan di negara-negara yang ekonominya benar-benar bergantung pada ekspor kopi.

Sejarah
Kopi berasal dari tumbuhan bawah di hutan di pegunungan Ethiopia. Penggunaan awalnya adalah sebagai makanan, dalam kue yang ditekan, sering dibawa ke karavan unta oleh pedagang Afrika Utara. Penggunaan pertamanya sebagai minuman mungkin untuk tujuan pengobatan dan ritual keagamaan, tetapi kualitasnya yang menyegarkan dan menyegarkan membuatnya populer. Kedai kopi umum di seluruh Mesir, Arab, dan Turki pada awal 1500-an, dan wisatawan Eropa mengembangkan rasa untuk minuman eksotis ini. Belanda melihat potensi bisnis dalam kopi dan mulai menanam kopi di koloni mereka di Ceylon, Sumatra, dan Jawa. "Java" tetap istilah slang untuk kopi di banyak tempat.

Pada awal abad ketujuh belas, kedai kopi bermunculan di semua kota besar di Eropa, dengan Belanda sebagai pemasok utama kopi. Selera yang dimulai dengan kaum bangsawan dan orang kaya segera menarik rakyat biasa juga. Kedai kopi menjadi tempat di mana kaum intelektual berkumpul untuk membahas filsafat, agama, dan politik. Penguasa sepanjang sejarah merasa terancam oleh pemikiran bebas ini dan telah pindah untuk membatasi kedai kopi. Kopi telah mengambil kepentingan politik dan sosial jauh di luar hanya minuman panas lain.

Pada saat Belanda menyerahkannya kepada Inggris pada abad kesembilan belas, Ceylon telah berkembang menjadi wilayah penghasil kopi terbesar di dunia. Inggris memperluas perkebunan lebih jauh lagi, melucuti pulau hutannya untuk menanam kopi di setiap are yang tersedia. Pada 1870-an, perkebunan Ceylon mengekspor hampir 100 juta pon kopi per tahun, sebagian besar ke Inggris.

Petani kopi di Ceylon melaporkan munculnya "penyakit daun kopi" pada tahun 1867, kemudian ditentukan oleh Berkeley untuk disebabkan oleh jamur karat. Nama "vastatrix" yang diberikan Berkeley kepada spesies menggambarkan kehancuran yang ia antisipasi dari laporan penyakit awal. Bagaimana jamur itu berjalan dari Ethiopia asalnya ke Ceylon tetap menjadi misteri. Pada awalnya, barangkali, para penanam kopi berharap tanaman itu akan menghilang secepat yang muncul, tetapi pada tahun 1879, sudah jelas bahwa itu tidak akan hilang, dan seluruh negeri putus asa. Pemerintah Ceylon mengajukan banding untuk mengirim seseorang untuk menyelidiki penyakit dan datang dengan obat.

Seorang ahli botani muda, Harry Marshall Ward, yang telah mempelajari karya Anton de Bary tentang jamur, memulai tugas pertamanya. Pengamatan dan rekomendasinya secara fundamental penting bagi ilmu patologi tanaman pada bayi yang baru lahir. Ward menunjukkan risiko penanaman kopi yang begitu luas tanpa manfaat dari penahan angin untuk mengurangi penyebaran spora karat. Beberapa tahun sebelum Millardet dan campurannya di Bordeaux, Ward mengusulkan penggunaan fungisida pelindung (kapur belerang) untuk mencegah infeksi.

Kekuatan dan produktivitas perkebunan kopi menurun sampai pada titik di mana mereka tidak lagi layak secara ekonomi. Ward sudah tiba terlambat untuk menyelamatkan kopi, dan peringatannya tentang bahaya monokultur tidak diperhatikan. Setelah periode pergolakan ekonomi dan sosial yang parah, pekebun Inggris bergeser ke penanaman teh secara luas karena mereka memiliki kopi, dan peminum kopi Inggris mulai minum teh. Dalam beberapa tahun, kopi berkarat telah menyebar ke India, Sumatra, dan Jawa, dan pusat produksi kopi bergeser ke Amerika, di mana karat belum muncul. Brasil segera menjadi pemasok utama kopi dunia.

Berkat karantina yang waspada, Amerika tetap bebas dari karat kopi hingga tahun 1970, ketika ditemukan di negara bagian Bahia, Brasil. Karena hampir semua kopi Amerika telah turun dari satu tanaman yang rentan karat, jamur, terbang di atas angin, melaju melalui daerah-daerah penghasil kopi di Amerika Selatan dan Amerika Tengah dalam waktu kurang dari satu dekade. H. vastatrix sekarang ditemukan di hampir semua daerah penghasil kopi di dunia, dengan pengecualian Hawaii.

Selected References
Ferreira, S.A. and R.A. Boley. 1991. Hemileia vastatrix. http://www.extento.hawaii .edu/kbase/crop/Type/h_vasta.htm

Fulton, R.H. 1984. Coffee Rust in the Americas. Symposium Book No. 2. American Phytopathological Society, St. Paul, MN.

Large, E.C. 1940. Advance of the Fungi. Jonathan Cape, London.

Schieber, E. 1972. Economic impact of coffee rust in Latin America. Annu. Rev. Phytopathol. 10:491-510.

Schieber, E. and G.A. Zentmyer. 1984. Coffee rust in the Western Hemisphere. Plant Dis. 68:89-93.

Thurston, H.D. 1998. Tropical Plant Diseases. American Phytopathological Society, St. Paul, MN.

Wellman, F.L. 1961. Coffee: Botany, Cultivation, and Utilization. Leonard Hill Books, Ltd., London.

Kami ingin mendengarkan masukan dan pengalaman dari anda, silahkan isi kolom komentar, jangan lupa share jika artikel ini sangat bermanfaat.

Artikel Terkait