Upaya pengendalian hama pada tanaman jagung kini memasuki pendekatan yang lebih ilmiah dan berkelanjutan. Tim peneliti dari Universitas Negeri Gorontalo mengembangkan model matematika untuk mengoptimalkan penggunaan jamur entomopatogen sebagai agen biokontrol terhadap hama utama jagung, yakni ulat grayak Spodoptera frugiperda.

Penelitian berjudul “Model Matematika dalam Optimalisasi Jamur Entomopatogen sebagai Agen Biokontrol Populasi Hama pada Budidaya Tanaman Jagung di Provinsi Gorontalo” ini dipimpin oleh Hasan S. Panigoro bersama Emil Rahmi, Chairunnisah J. Lamangantjo, Lazarus Kalvien Beay, dan Olumuyiwa James Peter. Penelitian ini merupakan bagian dari pendanaan DPPM Kemdiktisaintek melalui skema Penelitian Fundamental Reguler tahun 2025.

Jagung merupakan komoditas strategis di Provinsi Gorontalo yang berperan penting dalam ketahanan pangan dan program pembangunan daerah. Namun, produktivitas jagung sering terganggu oleh serangan organisme pengganggu tanaman (OPT), terutama ulat grayak Spodoptera frugiperda yang mampu merusak tanaman dalam skala luas. Data lapangan menunjukkan bahwa serangan OPT pada tahun 2024 berdampak pada puluhan hektare lahan pertanian jagung. Kondisi ini menuntut adanya solusi pengendalian hama yang lebih efektif, efisien, dan ramah lingkungan.

Salah satu alternatif yang dikembangkan adalah pemanfaatan jamur entomopatogen, yaitu mikroorganisme yang mampu menginfeksi dan membunuh serangga hama. Jamur ini bekerja melalui siklus infeksi yang dimulai dari penempelan spora pada tubuh serangga, penetrasi kutikula, hingga produksi toksin yang menyebabkan kematian hama. Pendekatan ini dinilai lebih ramah lingkungan dibandingkan pestisida kimia, serta mampu menjaga keseimbangan ekosistem pertanian.

Untuk memahami interaksi kompleks antara hama dan jamur, penelitian ini mengembangkan model matematika berbasis sistem persamaan diferensial. Model yang dibangun membagi populasi hama ke dalam beberapa fase kehidupan.

Setiap fase dianalisis berdasarkan laju pertumbuhan, transisi antar fase, serta pengaruh infeksi jamur entomopatogen. Model ini memungkinkan simulasi dinamika populasi hama secara lebih akurat dari waktu ke waktu.

Hasil analisis matematis menghasilkan beberapa temuan penting dalam bentuk teorema, antara lain:

• Solusi model selalu bernilai non-negatif dan terbatas, sehingga secara biologis relevan
• Ditemukan titik kesetimbangan (equilibrium) yang menggambarkan kondisi populasi stabil
• Sistem memiliki kestabilan lokal asimtotik, yang berarti populasi hama dapat dikendalikan dalam kondisi tertentu

Selain itu, hasil simulasi numerik menunjukkan bahwa peningkatan efektivitas infeksi jamur entomopatogen secara signifikan dapat menurunkan populasi hama pada setiap fase kehidupan.

Penelitian ini menegaskan bahwa penggunaan jamur entomopatogen dapat menjadi strategi efektif dalam menekan populasi hama jagung. Sebaliknya, penggunaan pestisida kimia secara berlebihan tidak disarankan karena dapat membunuh musuh alami hama dan merusak ekosistem.

Dengan pendekatan berbasis model matematika, petani dan pemangku kebijakan dapat merancang strategi pengendalian hama yang lebih terukur, efisien, dan berkelanjutan.

Sebagai luaran, penelitian ini menargetkan publikasi pada jurnal internasional bereputasi terindeks Scopus Q1, yaitu Chaos Theory and Applications, yang berfokus pada kajian matematika terapan dan sistem dinamis.

Penelitian ini menunjukkan bahwa matematika memiliki peran strategis dalam menyelesaikan persoalan nyata di sektor pertanian. Dengan mengintegrasikan model matematika dan biologi, penelitian ini membuka peluang baru dalam pengembangan sistem pengendalian hama yang lebih cerdas dan berbasis sains.

Ke depan, pendekatan ini diharapkan dapat mendukung peningkatan produktivitas jagung serta memperkuat praktik pertanian berkelanjutan di Gorontalo dan Indonesia.