Pestisida
Pestisida atau pembasmi hama adalah bahan yang digunakan untuk mengendalikan, menolak, atau membasmi organisme pengganggu. Nama ini berasal dari "pest" ("hama") yang diberi akhiran "-cide" ("pembasmi"). Sasarannya bermacam-macam, seperti serangga, tikus, gulma, burung, mamalia, ikan, atau mikrobia yang dianggap mengganggu. Pestisida biasanya, tetapi tak selalu, beracun.
Penggunaan pestisida tanpa mengikuti aturan yang diberikan membahayakan kesehatan manusia dan lingkungan, serta juga dapat merusak ekosistem. Berdasarkan Konvensi Stockholm mengenai Polutan Organik Persisten, 9 dari 12 senyawa kimia organik berbahaya adalah pestisida.
Sebelum tahun 2000 SM, manusia telah menggunakan pestisida untuk melindungi tanaman pertanian. Pestisida pertama berupa sulfur dalam bentuk unsur yang ditebarkan di atas lahan pertanian di Sumeria sekitar 4500 tahun yang lalu. Rig Veda yang berusia 4000 tahun menyebutkan penggunaan tanaman beracun untuk mengendalikan hama. Sejak abad ke 15, senyawa berbahaya seperti arsenik, raksa, dan timbal diterapkan di lahan pertanian untuk membunuh hama. Pada abad ke 17, nikotin sulfat diekstraksi dari daun tembakau untuk dijadikan insektisida. Abad ke 19, piretrum dari bunga krisan dan rotenon dari akar sayuran mulai dikembangkan. Hingga tahun 1950an, pestisida berbahan dasar arsenik masih dominan. Paul Herman Müller menemukan DDT yang sangat efektif sebagai insektisida. Organoklorin menjadi dominan, namun segera digantikan oleh organofosfat dan karbamat pada tahun 1975 di negara maju. Senyawa piretrin menjadi insektisida dominan. Herbisida berkembang dan mulai digunakan secara luas pada tahun 1960an dengan triazin dan senyawa berbasis nitrogen lainnya, asam karboksilat, dan glifosat.
Pada tahun 1960an, ditemukan bahwa DDT menyebabkan berbagai burung pemakan ikan tidak bereproduksi, yang menjadi masalah serius bagi keanekaragaman hayati. Penggunaan DDT dalam pertanian kini dilarang dalam Konvensi Stockholm, namun masih digunakan di beberapa negara berkembang untuk mencegah malaria dan penyakit tropis lainnya dengan menyemportkannya ke dinding untuk mencegah kehadiran nyamuk.
FAO mendefinisi pestisida sebagai "zat atau campuran zat yang bertujuan untuk mencegah, membunuh, atau mengendalikan hama tertentu, termasuk vektor penyakit bagi manusia dan hewan, spesies tanaman atau hewan yang tidak diinginkan yang dapat menyebabkan kerusakan selama produksi, pemrosesan, penyimpanan, transportasi, atau pemasaran bahan pertanian (termasuk hasil hutan, hasil perikanan, dan hasil peternakan).Istilah ini juga mencakup zat yang mengendalikan pertumbuhan tanaman, merontokkan daun, mengeringkan tanaman, mencegah kerontokkan buah, dan sebagainya yang berguna untuk mengendalikan hama dan memitigasi efek dari keberadaan hama, baik sebelum maupun setelah panen."
Pestisida dapat diklasifikasikan berdasarkan target organisme yang menjadi sasarannya, struktur senyawanya bahan bakunya (misal organik, inorganik, sintetis, biopestisida), dan wujud fisiknya serta cara penerapannya (misal fumigasi pada pestisida berwujud gas). Biopestisida mencakup pestisida mikrobiologi dan biokimia. Pestisida berbahan dasar tumbuhan saat ini telah berkembang, yaitu piretrum, rotenon, nikotin, strychnine, dan scillirosida.
Berbagai pestisida dapat dikelompokan menjadi famili senyawa kimianya. Famili senyawa kimia pestisida yang terkenal yaitu organoklorin, organofosfat, dan karbamat. Famili hidrokarbon organoklorin dapat dibagi menjadi diklorodifeniletana (DDT), senyawa siklodiena, dan lainnya. Organoklorin bekerja dengan mengganggu keseimbangan ion kalium-natrium di dalam jaringan saraf. Tingkat keracunan senyawa ini dapat bervariasi, namun seluruh senyawa organoklorin bersifat persisten dan dapat terakumulasi secara biologi. Organofosfat dan karbamat telah menggantikan organoklorin. Keduanya menghambat kerja enzim asetilkolinesterase yang mengirimkan asetilkolin ke jaringan saraf, mampu menyebabkan kelumpuhan. Organofosfat secara umum beracun bagi vertebrata.
Herbisida seperti fenoksi bekerja secara selektif dan hanya mengincar gulma berdaun lebar dan tidak mengincar rerumputan. Fenoksi dan asam benzoat berfungsi mirip seperti hormon pertumbuhan tanaman, dan menumbuhkan sel secara tidak terkendali, sehingga memaksa kerja sistem transportasi tanaman (floem dan xylem) dan merusaknya. Triazin mengganggu fotosintesis. Glifosat yang kini banyak digunakan, belum dikategorikan dalam famili senyawa herbisida manapun.
Pestisida juga dapat diklasifikasikan berdasarkan mekanisme biologisnya dan metode penerapannya. Kebanyakan pestisida bekerja dengan meracuni hama. Pestisida sistemik diserap oleh tanaman dan bergerak di dalam tanaman sehingga meracuni hama yang menghisap nutrisi tanaman. Insektisida dan fungisida bergerak melalui xylem. Insektisida sistemik dapat membahayakan serangga non target, bahkan serangga yang menguntungkan seperti lebah dan polinator lainnya, karena sinsektisida sistemik juga bergerak dari dalam tubuh tumbuhan ke bunga.
Pada tahun 2009, fungisida paldoksin diperkenalkan dan bekerja dengan memanfaatkan senyawa yang dilepaskan oleh tumbuhan, fitoaleksin. Secara alami, fungi melakukan detoksifikasi melawan fitoaleksin. Paldoksin menghambat enzim yang berperan dalam detoksifikasi tersebut. Fungisida ini dipercaya lebih aman.
Pestisida juga bisa diklasifikasikan berdasarkan kemampuan terurainya ("biodegradable" dan persisten) yang dapat berlangsung selama beberapa detik hingga tahunan. DDT membutuhkan waktu tahunan untuk terurai di alam, dan akan terakumulasi dalam rantai makanan.
Pestisida organofosfat mempengaruhi sistem saraf dengan mengganggu enzim yang mengatur asetilkolin, zat penghantar sinyal saraf. Ditemukan pada awal abad ke 19, namun efeknya pada serangga dan manusia baru diketahui pada tahun 1932: organofosfat sama berbahayanya bagi serangga dan manusia. Beberapa sangat beracun dan digunakan di Perang Dunia II sebagai senjata. Namun biasanya tidak bersifat persisten di alam.
Sama seperti organofosfat, namun efeknya bersifat "reversible" dan dapat disembuhkan.
Organoklorin bekerja dengan mengganggu keseimbangan ion kalium-natrium di dalam jaringan saraf. Organoklorin telah dilarang penggunaannya di berbagai negara karena membahayakan lingkungan dan kesehatan serta bersifat sangat persisten.
Dikembangkan sebagai versi sintetik dari senyawa alami piretrin yang ditemukan di bunga krisan. Namun senyawa piretroid sintetik berbahaya bagi kesehatan sistem saraf.
Pestisida ini membunuh tanaman dengan menghambat enzim asetolaktat sintase.
Biopestisida dikembangkan dari bahan alami, dari hewan, tumbuhan, bakteri, dan bahan tambang mineral. Contohnya adalah minyak kanola dan baking soda memiliki kemampuan sebagai pestisida. Klasifikasi biopestisida yaitu:
Contoh pestisida lainnya yaitu:
Pestisida digunakan untuk mengendalikan keberadaan hama yang diyakini membahayakan. Misal nyamuk yang dapat membawa berbagai penyakit mematikan seperti virus Nil Barat, demam kuning, dan malaria. Pestisida juga ditujukan kepada hewan yang mampu menyebabkan alergi seperti lebah, tawon, semut, dan sebagainya. Insektisida pun digunakan di peternakan dalam mencegah kehadiran serangga yang mampu menularkan penyakit dan menjadi parasit. Pestisida pun digunakan dalam pengawetan makanan, seperti mencegah tumbuhnya jamur pada bahan pertanian dan mencegah serta membunuh tikus yang biasa memakan hasil pertanian yang disimpan. Herbisida juga digunakan dalam transportasi seperti membunuh gulma di pinggir jalan dan trotoar. Tumbuhan dan hewan invasif juga dapat ditanggulangi dan dicegah dengan pestisida. Herbisida dan algasida telah digunakan untuk mengendalikan pertumbuhan alga dan tumbuhan air di perairan. Hama seperti rayap dan jamur dapat merusak struktur bangunan yang terbuat dari kayu.
Pestisida dapat menyelamatkan usaha pertanian dengan mencegah hilangnya hasil pertanian akibat serangga dan hama lainnya. Di Amerika Serikat, diperkirakan setiap dolar yang dikeluarkan untuk pestisida menyelamatkan empat dolar uang yang dapat hilang karena hama. Studi lainnya menemukan bahwa tanpa penggunaan pestisida, hasil pertanian dapat turun sekitar 10%. Studi lainnya yang dilakukan pada tahun 1999 menemukan bahwa pelarangan pestisida di Amerika Serikat dapat menyebabkan kenaikan harga pangan, hilangnya lapangan pekerjaan, dan meningkatnya penderita kelaparan.
DDT yang disemprotkan di tembok rumah dapat melawan malaria dan digunakan pada tahun 1950an dan WHO mendukung hal tersebut. Namun pada tahun 2007, sebuah studi mengkaitkan kanker payudara dengan paparan DDT pra-pubertas. Gejala keracunan juga dapat terjadi ketika DDT dan senyawa hidrokarbon berklorin masuk ke makanan manusia. Meski begitu, para ilmuwan memperkirakan DDR dan bahan kimia organofosfat lainnya telah menyelamatkan 7 juta jiwa sejak tahun 1945 dengan mencegah penyebaran penyakit malaria, wabah bubonik, tripanosomiasis Afrika, dan typhus. Meski demikian, penggunaan DDT tidak selalu efektif karena resistansi terhadap DDT telah ditemukan sejak tahun 1955, dan pada tahun 1972 19 spesies nyamuk dinyatakan telah tahan terhadap DDT. Sebuah studi oleh WHO pada tahun 2000 di Vietnam menemukan bahwa pengendalian malaria tanpa DDT dapat lebih efektif dibandingkan DDT.
Pada tahun 2006 dan 2007, dunia telah menggunakan setidaknya 5.2 miliar pon pestisida dengan herbisida merupakan porsi terbesar, mencapai 40%, diikuti insektisida 17%, dan fungisida 10%. Pada tahun yang sama, Amerika Serikat menggunakan 1.1 miliar pon pestisida. Saat ini terdapat 155 juta bahan aktif yang terdaftar sebagai pestisida yang dapat digunakan bersama-sama untuk membentuk 20000 jenis produk pestisida. Diperkirakan pasar ini akan mendapatkan keuntungan sebesar US$ 52 miliar pada tahun 2019.
Berbagai metode dapat digunakan untuk mengendalikan hama, termasuk modifikasi metode budi daya, penggunaan pengendalian hama biologis seperti feromon dan protein mikroba, rekayasa genetika, dan metode penghalangan perkembang biakan serangga. Penerapan kompos dari sampah kebun juga dapat digunakan untuk mengendalikan nematoda. Metode ini menjadi semakin populer karena lebih aman dibandingkan penggunaan bahan kimia konvensional.
Modifikasi praktik budi daya mencakup praktik polikultur, rotasi tanaman, penanaman di lahan yang tidak dapat ditumbuhi hama, penanaman berdasarkan musim di mana hama tidak banyak muncul, dan penggunaan tanaman jebakan yang memikat hama dari tanaman yang diproduksi. Penyiraman air panas juga sama efektifnya dengan pestisida dengan biaya yang sama dengan penyemprotan pestisida.
Pelepasan organisme yang melawan hama juga dapat menjadi alternatif dari penanggulangan hama. Organisme tersebut adalah predator atau parasit dari hama target.
Intervensi siklus reproduksi serangga dapat dicapai dengan sterilisasi serangga jantan sehingga betina tidak menghasilkan telur. Metode ini pertama digunakan pada serangga "Cochliomyia hominivorax" pada tahun 1958. Namun metode ini dapat memakan banyak biaya dan waktu, serta hanya efektif pada serangga jenis tertentu.
Alternatif lainnya adalah perlakuan panas pada tanah (sterilisasi) menggunakan uap untuk membunuh hama yang hidup atau dorman di dalam tanah.
Berbagai bukti menunjukan bahwa metode pengendalian hama alternatif memiliki efektivitas yang setara dengan pestisida kimia. Swedia telah mengurangi setengah pestisida berbahaya tanpa mengurangi hasil pertaniannya. Di Indonesia, petani telah mengurangi pestisida pada sawah sebanyak 65% dan hanya mengalami penurunan prduksi 15%. Di Florida penanaman jagung yang diikuti dengan penerapan kompos sampah kebun dengan rasio C/N yang tinggi dapat mengurangi parasit nematoda dan meningkatkan hasil produksi.
Resistansi pestisida secara umum meningkat sehingga peningkatan penggunaan pestisida kimia cenderung tidak berarti. Pada tahun 1940an di Amerika Serikat, petani kehilangan 7% dari hasil pertanian akibat hama. Peningkatan penggunaan pestisida meningkat, namun pada tahun 1980an petani kehilangan 13% hasil pertanian akibat hama. Sejak tahun 1945, diperkirakan antara 500 hingga 1000 spesies serangga dan gulma telah mengembangkan ketahanan terhadap pestisida.
Pestisida secara umum membawa kerugian bagi lingkungan dan kesehatan manusia.
Pestisida dapat menyebabkan efek akut dan jangka panjang bagi pekerja pertanian yang terpapar. Paparan pestisida dapat menyebabkan efek yang bervariasi, mulai dari iritasi pada kulit dan mata hingga efek yang lebih mematikan yang mempengaruhi kerja saraf, mengganggu sistem hormon reproduksi, dan menyebabkan kanker. Sebuah studi pada tahun 2007 pada limfoma non-Hodgkin dan leukimia menunjukan hubungan positif dengan paparan pestisida. Bukti yang kuat juga menunjukan bahwa dampak negatif dari paparan pestisida mencakup kerusakan saraf, kelainan bawaan, kematian janin, dan gangguan perkembangan sistem saraf. American Medical Association merekomendasikan pembatasan paparan pestisida dan mulai menggunakan alternatif yang lebih aman.
WHO dan UNEP memperkirakan bahwa setiap tahunnya 3 juta pekerja pertanian mengalami keracunan pestisida, dan 18000 diantaranya meninggal. Dan kemungkinan 25 juta orang mengalami gejala keracunan pestisida ringan setiap tahunnya. Bunuh diri dengan meracuni diri sendiri dengan pestisida merupakan cara bunuh diri paling populer ketiga di dunia. Wanita pada usia kehamilan 8 minggu yang hidup dekat dengan ladang yang disemprot pestisida organoklorin jenis dikofol dan endosulfan memiliki kemungkinan mendapatkan anak yang lahir dalam kondisi autis.
Penggunaan pestisida meningkatkan jumlah permasalahan pada lingkungan. Lebih dari 90% insektisida dan 95% herbisida yang disemprotkan menuju ke tempat yang bukan merupakan target. Arus pestisida terjadi ketika pestisida yang tersuspensi di udara sebagai partikel terbawa oleh angin ke wilayah lain, sehingga berpotensi menimbulkan pencemaran. Pestisida merupakan masalah utama polusi air dan beberapa pestisida merupakan polutan organik persisten yang menyebabkan kontaminasi tanah.
Pestisida juga mengurangi keanekaragaman hayati pertanian di tanah sehingga mengurangi laju pengikatan nitrogen. hilangnya polinator, menghancurkan habitat (terutama habitat burung), dan membahayakan satwa terancam. Seiring waktu, spesies hama dapat mengembangkan ketahanan terhadap pestisida sehingga dibutuhkan penelitian untuk mengembangkan pestisida jenis baru.
Karena pestisida hidrokarbon terklorinasi larut di dalam jaringan lemak dan tidak diekskresikan, organisme yang terpapar akan mempertahankan senyawa tersebut sepanjang hidupnya. Akumulasi akan terjadi pada rantai makanan, di mana pestisida akan terkonsentrasi pada pemuncak rantai makanan. Di habitat laut, konsentrasi pestisida ada pada ikan karnivora, terutama ikan pemangsa burung dan mamalia. Distilasi global adalah proses di mana pestisida yang menguap mengalir dari lingkungan yang lebih panas ke lingkungan yang lebih dingin, terutama kutub dan puncak gunung. Pestisida ini dapat terbawa oleh angin dan terkondensasi, kembali ke tanah sebagai hujan atau salju.
Dalam mengurangi dampak negatif ini, pestisida diharapkan mampu terdegradasi atau setidaknya tidak menjadi aktif setelah masuk ke lingkungan di luar lahan target penyemprotan. Inaktivasi dapat dilakukan dengan mendayagunakan sifat kimia dari senyawa atau memanfaatkan proses yang terjadi di lingkungan. Adsorpsi pestisida oleh tanah juga dapat menghambat pergerakan pestisida, namun membahayakan keanekaragaman hayati di dalam tanah.
Di Amerika Serikat, kerugian biaya akibat dampak pestisida bagi kesehatan dan lingkungan diperkirakan mencapai US$ 9.6 miliar. Biaya tambahan mencakup proses registrasi dan pembelian pestisida. Proses registrasi zat atau produk pestisida baru membutuhkan waktu beberapa tahun hingga selesai karena membutuhkan lebih dari 70 jenis uji lapang dan memakan biaya sebesar US$ 50 - 70 juta untuk satu pestisida.