Perilaku Kawin Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) terhadap Feromon Seks Sintetik pada Tanaman Ubi Jalar
PERILAKU KAWIN KUMBANG Cylas formicarius (Fabr.)
TERHADAP FEROMON SEKS SINTETIK
PADA TANAMAN UBI JALAR
MUHAMMAD RIZKI FAISAL
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Perilaku Kawin
Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) terhadap Feromon Seks Sintetik pada
Tanaman Ubi Jalar adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2013
Muhammad Rizki Faisal
NIM G34090016
ABSTRAK
MUHAMMAD RIZKI FAISAL. Perilaku Kawin Kumbang Cylas formicarius
(Fabr.) terhadap Feromon Seks Sintetik pada Tanaman Ubi Jalar. Dibimbing oleh
RIKA RAFFIUDIN dan I MADE SAMUDRA.
Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) merupakan serangga penginfestasi ubi
jalar. Feromon seks dilepaskan oleh C. formicarius betina yang berfungsi menarik
jantan untuk kawin. Senyawa (Z)-3-dodecen-1-ol (E)-2-butenoat berhasil
disintesis sebagai feromon seks analog feromon C. formicarius. Penelitian ini
bertujuan menguji beberapa aspek perilaku C. formicarius jantan, yaitu (1) daya
tarik terhadap berbagai konsentrasi feromon sintetik, (2) respon terbang terhadap
berbagai ketinggian perangkap berferomon sintetik, dan (3) respon terhadap
feromon sintetik selama 24 jam. Penelitian berlangsung pada bulan Januari-Mei
2013. Uji perilaku C. formicarius jantan menggunakan metode perangkap air
berferomon, dan pengamatan perilaku kawin C. formicarius menggunakan
handycam. Konsentrasi feromon sintetik yang optimal menarik jantan pada
kisaran 250-1000 µg/karet septa. Ketinggian terbang C. formicarius jantan
merespon feromon sintetik paling optimal pada ketinggian 25-50 cm. Waktu C.
formicarius jantan merespon feromon sintetik paling banyak pada periode setelah
pukul 18.00-sebelum pukul 20.00, sedangkan aktivitas kawin C. formicarius
mulai terjadi pada pukul 18.29. Informasi terkait perilaku seksual C. formicarius
dapat digunakan dalam pengendalian populasi C. formicarius.
Kata kunci: Cylas formicarius, feromon sintetik, Ipomoea batatas, perilaku kawin,
respon terbang.
ABSTRACT
MUHAMMAD RIZKI FAISAL. Mating Behaviour of Cylas formicarius (Fabr.)
Weevil on Attracting Against Synthetic Sex Pheromone in Sweet Potato Crop.
Supervised by RIKA RAFFIUDIN and I MADE SAMUDRA.
Cylas formicarius (Fabr.) is weevil that infest sweet potato. Female C.
formicarius release sex pheromone to attracted the male for mating. Synthetic
pheromone of female C. formicarius is determined as (Z)-3-dodecen-1-ol(E)-2butenoat. This research were aimed to explore several aspects of male C.
formicarius behaviour such as (1) attraction to several concentrations of synthetic
pheromone (2) flight response to pheromone trap in several height trap position
and, (3) time response within 24 hours to sex pheromone trap. This research was
conducted from Januari-Mei 2013. Behavioural test of male C. formicarius were
carried out using pheromone water trap method and observation mating behaviour
of C. formicarius were recorded using handycam. The highest number of weevil
collected was trap by 250-1000 µg/rubber septa. The optimum of flight response
was at 25-50 cm from ground level. The peak of C. formicarius to response
synthetic pheromone between 18.00–20.00 and mating activity of C. formicarius
observed at 18.29. This mating behaviour information can be used to control its
population.
Keywords: Cylas formicarius, synthetic pheromone, Ipomoea batatas, mating
behaviour, flight response.
PERILAKU KAWIN KUMBANG Cylas formicarius (Fabr.)
TERHADAP FEROMON SEKS SINTETIK
PADA TANAMAN UBI JALAR
MUHAMMAD RIZKI FAISAL
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi: Perilaku Kawin Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) terhadap
Feromon Seks Sintetik pada Tanaman Ubi Jalar
: Muhammad Rizki Faisal
Nama
: G34090016
NIM
Disetujui oleh
Dr lr Rika Raffiudin, Msi
Pembimbing I
Tanggal Lulus:
8 JJ:l
2013
Dr Ir I Made Samudra, MSc
Pembimbing II
Judul Skripsi : Perilaku Kawin Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) terhadap
Feromon Seks Sintetik pada Tanaman Ubi Jalar
Nama
: Muhammad Rizki Faisal
NIM
: G34090016
Disetujui oleh
Dr Ir Rika Raffiudin, Msi
Pembimbing I
Dr Ir I Made Samudra, MSc
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Iman Rusmana MSi
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya ilmiah ini berjudul
Perilaku Kawin Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) terhadap Feromon Seks
Sintetik pada Tanaman Ubi Jalar yang dilaksanakan pada bulan Januari-Mei 2013.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Ir Rika Raffiudin, MSi dan
Bapak Dr Ir I Made Samudra, MSc selaku pembimbing. Disamping itu,
penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Suwito, Bapak Jusuf dan Ibu
Jaenab Hafsah (staf Balai Besar Bioteknologi dan Pengembangan Sumberdaya
Genetik Pertanian) yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini. Ungkapan
terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, adik atas doa dan kasih
sayangnya, Kania Dewi Rahayu, Putera Kenanga (Echa, Andi, Mario, Kiki),
Biologi 46, Keluarga Kecil dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan
seluruhnya atas segala bantuan dan dukungan kepada penulis.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juni 2013
Muhammad Rizki Faisal
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODE PENELITIAN
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Hasil
5
Pembahasan
8
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
12
RIWAYAT HIDUP
14
DAFTAR TABEL
1. Rerata Jantan yang terperangkap ke dalam perangkap berferomon
terhadap konsentrasi feromon berbeda
6
2. Rerata kumbang C. formicarius jantan yang terperangkap dalam
perangkap berferomon
7
DAFTAR GAMBAR
1. Perangkap berferomon
2. Skema rotasi posisi perangkap di lahan percobaan
3. Lahan percobaan respon terbang dan waktu aktif seksual kumbang C.
formicarius (a) Posisi perangkap air berferomon di lahan percobaan
pada ketinggian 50 cm, (b) kebun ubi lokasi pengamatan waktu aktif
seksual kumbang C. formicarius
4. Tempat pemeliharaan kumbang C. formicarius berisi umbi
ubihjalar yang terserang kumbang C. formicarius
5. Kumbang C. formicarius jantan
6. Rerata jumlah kumbang C. formicarius jantan yang masuk pada
interval 24 jam
7. Perilaku kawin kumbang C. formicarius (1) pre mating selama 15
detik, (2) mating selama 7 detik, dan (3) post mating selama 3 detik
3
3
4
5
6
7
8
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) (Coleoptera: Brentidae)
menginfestasi ubi jalar baik di lapangan maupun di tempat penyimpanan. Ubi
jalar yang digerek oleh kumbang C. formicarius akan berongga dan menimbulkan
rasa pahit akibat senyawa terpen yang dihasilkan oleh kumbang ini (Sato et al.
1981).
Siklus hidup C. formicarius terdiri atas telur, larva, pupa, dan imago
(Kalshoven 1981). Telur C. formicarius berukuran panjang 0,77 mm dan lebar
0,55 mm dengan lama stadium telur 5-11 hari, telur berkembang menjadi larva.
Larva yang baru menetas langsung menggerek batang atau umbi. Larva C.
formicarius memiliki tiga instar dengan periode instar pertama 8-16 hari, instar
kedua 2-21 hari, dan instar ketiga 35-56 hari. Larva instar akhir membentuk pupa
pada umbi atau batang dengan lama masa pupa berkisar antara 7-10 hari, namun
pada musim dingin mencapai 28 hari. Pupa berkembang menjadi imago dengan
bentuk menyerupai semut dan warna hijau metalik dengan kepala dan elitra
berwarna biru, sedangkan toraks dan tungkai berwarna merah. Siklus hidup
kumbang selama 3 bulan pada suhu 30oC pada kondisi tersedia makanan dan 8
hari tanpa tersedia makanan (Capinera 1998).
Tanaman inang kumbang C. formicarius adalah famili Convolvulaceae,
terutama genus Ipomoea. Ubi jalar adalah inang yang paling sesuai, diikuti oleh
Ipomoea aquatica (bayam air), kangkung liar (I. pescapreae dan I. panduratea)
(Capinera 1998), I. hederifolia juga merupakan inang liar yang cocok (Jansson et
al. 1989).
Populasi kumbang C. formicarius dapat dikendalikan melalui pendekatan
biologi menggunakan feromon sintetik (Nonci 2005). Kumbang C. formicarius
betina menghasilkan feromon yang berfungsi menarik serangga jantan untuk
datang dan terjadi kopulasi (Coffelt et al. 1978). Feromon seks yang dihasilkan
oleh kumbang C. formicarius betina berhasil diidentifikasi dan disintetis sebagai
senyawa (Z)-3-dodecen-1-ol (E)-2-butenoat (Heath et al. 1986).
Uji konsentrasi feromon yang telah dilakukan di empat Desa Jawa Tengah
dan Jawa Timur (Ngargoyoso, Turi, Kradenan, dan Bendunganjati) menghasilkan
konsentrasi 100 µg menjadi konsentrasi dengan daya tarik tertinggi terhadap
kumbang C. formicarius jantan (Braun dan de Fliert 1999). Penelitian di
Kagoshima, Jepang pada bulan Agustus 1989 memperlihatkan kemampuan
terbang kumbang C. formicarius jantan lebih banyak di ketinggian 50 cm dari
lima perangkap yang dipasang pada ketinggian 50, 100, 150, 200, dan 250 cm.
Kumbang C. formicarius jantan merespon feromon sintetik pada pukul 23.00
dalam interval pengamatan 4 jam selama 24 jam (Sugimoto et al. 1994).
Kumbang C. formicarius menimbulkan kerusakan pada tanaman ubi jalar
cukup besar dan stadium hidupnya lebih banyak berada di dalam umbi ubi jalar,
sehingga perilaku dari kumbang C. formicarius perlu diketahui melalui
pendekatan ekologi. Studi biokimia juga merupakan cakupan dari penelitian ini
karena berdasarkan pada sistem feromon kumbang C. formicarius. Harapan yang
2
didapatkan adalah pengendalian kerusakan yang ditimbulkan oleh kumbang C.
formicarius dapat ditekan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menguji beberapa aspek perilaku kumbang C.
formicarius jantan yaitu:
(1) daya tarik kumbang C. formicarius jantan terhadap berbagai konsentrasi
feromon sintetik,
(2) respon terbang kumbang C. formicarius jantan terhadap perangkap
berferomon sintetik pada variasi ketinggian 0-100 cm dari permukaan tanah,
(3) respon kumbang terhadap feromon sintetik selama 24 jam.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat dalam menghimpun informasi mengenai daya
tarik kumbang C. formicarius jantan, respon terbang, dan waktu aktif seksual
kumbang C. formicarius jantan terhadap feromon sintetik. Dengan diketahuinya
beberapa aspek perilaku tersebut maka pengendalian populasi kumbang C.
formicarius dapat diprogramkan dan dilaksanakan dengan baik.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Januari sampai dengan April 2013
di Kebun Percobaan BB Biogen Pacet Cianjur (06o45.117’LS 107o02.775’BT)
dan Lahan Petani Ubi Desa Bojong Kecamatan Kemang Bogor (06o32.179’LS
106o44.801’BT). Analisis data dilakukan di Laboratorium Biosistematika dan
Ekologi Hewan, Departemen Biologi, Fakultas MIPA, Institut Pertanian Bogor.
Metode
Uji Daya Tarik Kumbang C. formicarius Jantan terhadap Konsentrasi
Feromon Sintetik
Berbagai konsentrasi feromon digunakan untuk menguji daya tarik C.
formicarius. Metode yang digunakan adalah perangkap air berferomon. Perangkap
yang digunakan berupa toples bervolume 2,5 dm3 yang dilubangi bagian
sampingnya sebesar 10x1 cm. Feromon sintetik diresapkan ke dalam karet septa,
kemudian dikaitkan menggunakan kawat pada bagian dalam toples (Gambar 1).
Percobaan dilakukan di Kebun Percobaan BB Biogen Pacet, Cianjur seluas 2000
m2 .
Konsentrasi feromon yang diujikan adalah 0, 100, 250, 500, dan 1000 µg
per karet septa dengan empat kali ulangan untuk masing-masing konsentrasi
sehingga digunakan sebanyak 20 perangkap. Serangga jantan yang masuk
perangkap dikoleksi dua kali dalam satu minggu (Kamis dan Minggu) selama
rentang waktu satu bulan (Januari-Februari) sehingga koleksi dilakukan sebanyak
delapan kali. Setiap satu minggu satu kali posisi perangkap di lahan percobaan
3
dirotasi searah jarum jam karena ada kemungkinan populasi C. formicarius tidak
merata (Gambar 2).
Toples berukuran 2,5 dm3
Karet septa
berferomon
Lubang berukuran 10x1 cm
tempat kumbang masuk
Gambar 1 Perangkap berferomon.
I
A
D
C
E
B
D
A
E
E
(1a)
A
(1b)
II
D
E
C
A
B
C
U
D
A
B
(2a)
(2b)
Gambar 2 Skema rotasi posisi perangkap di lahan percobaan.
E
1m
Serangga jantan yang telah dikoleksi dihitung jumlahnya. Konsentrasi
feromon yang memiliki daya tarik terhadap C. formicarius jantan tertinggi akan
dipilih untuk uji perilaku kawin dan kemampuan terbang C. formicarius. Selain
itu, dilakukan juga pengukuran faktor lingkungan yang meliputi suhu udara,
kelembapan udara, dan kecepatan angin.
Uji Respon Kumbang C. formicarius Jantan Terhadap Berbagai Ketinggian
Perangkap
Uji ini dilakukan untuk menguji respon C. formicarius jantan dalam
merespon feromon sintetik dengan menggunakan metode perangkap air
berferomon pada berbagai ketinggian dari permukaan tanah. Uji ini dilakukan di
Desa Bojong, Kecamatan Kemang, Kabupaten Bogor menggunakan tiga blok
lahan pertanian ubi jalar seluas 10.000 m2. Konsentrasi feromon yang digunakan
4
adalah 1000 µg/karet septa. Variasi ketinggian perangkap yang digunakan untuk
uji ini adalah 0 , 25, 50, 75, dan 100 cm di atas permukaan tanah (Gambar 3a),
dengan tiga kali ulangan setiap masing-masing ketinggian perangkap. Jumlah
jantan yang masuk ke dalam perangkap dihitung. Setiap satu minggu satu kali
posisi perangkap dirotasi di lahan percobaan karena ada kemungkinan sebaran
populasi C. formicarius di lahan tersebut tidak merata, seperti yang diperlihatkan
pada Gambar 2. Koleksi C. formicarius dilakukan dalam interval waktu dua kali
dalam satu minggu (Kamis dan Minggu) selama satu bulan (April-Mei 2013)
sehingga dilakukan delapan kali koleksi. Pengukuran faktor lingkungan yang
meliputi suhu dan kelembapan udara juga dilakukan seperti percobaan uji daya
tarik kumbang C. formicarius terhadap feromon sintetik.
Uji Waktu Aktif Seksual Kumbang C. formicarius Jantan
Koleksi C. formicarius jantan untuk melihat waktu aktifnya dalam
merespon feromon analog betina dilakukan di Lahan Petani Ubi di Desa Bojong,
Kecamatan Kemang, Kabupaten Bogor (Gambar 3b) sebanyak tiga kali pada
tanggal 22 Maret, 29 Maret dan 12 April 2013. Tahapan ini menggunakan metode
perangkap air berferomon. Konsentrasi feromon yang digunakan adalah 1000
µg/karet septa dengan menggunakan 15 ulangan yang tersebar di tiga blok lahan
pertanian ubi yang berbeda seluas 7500 m2. Perangkap dipasang pada pukul 09.00
dan koleksi dilakukan setiap jam selama 24 jam. Serangga jantan yang dikoleksi
dicatat jumlahnya. Disamping itu dilakukan juga pengukuran faktor lingkungan
yang meliputi suhu udara dan kelembapan udara.
Gambar 3
(a)
(b)
Lahan percobaan uji perilaku kumbang C. formicarius (a) Posisi
perangkap air berferomon di lahan percobaan pada ketinggian 50 cm,
(b) kebun ubi lokasi pengamatan waktu aktif seksual kumbang C.
formicarius
Pemeliharaan Kumbang C. formicarius
Pemeliharaan kumbang C. formicarius (Gambar 4) dilakukan di Rumah
Kaca Cikeumeuh BB Biogen dengan mengoleksi umbi ubi jalar yang terserang C.
formicarius di lapang. Ubi tersebut kemudian disimpan di tempat penyimpanan
berupa toples bervolume 10 dm3 yang bentuknya telah dimodifikasi. Umbi ubi
jalar yang terserang C. formicarius ini memiliki rongga pada permukaan kulitnya.
Umbi ubi jalar yang disimpan tersebut kemudian ditunggu hingga
kumbang keluar dari dalam umbi. Setelah kumbang keluar, kumbang dipisahkan
ke tempat yang baru untuk menyeragamkan usia kumbangnya. Sebagai pakan
diberikan umbi ubi jalar ke dalam wadah. Kumbang C. formicarius hasil
pemeliharaan ini digunakan sebagai stok untuk keperluan pengamatan perilaku
kawin.
5
Gambar 4 Tempat pemeliharaan kumbang C. formicarius berisi umbi
ubihjalar yang terserang kumbang C. formicarius.
Pengamatan Perilaku Kawin C. formicarius
Kumbang C. formicarius hasil pemeliharaan di tempat pemeliharaan
dimasukkan sebanyak 5 jantan dan 5 betina ke dalam cup plastik transparan
berukuran 400 ml. Sebagai stimulus bagi populasi imago dimasukkan beberapa
daun ubi jalar untuk tempat kawin dan satu potong ubi jalar sebagai makanan C.
formicarius. Pengamatan perilaku kawin dilakukan melalui perekaman
menggunakan handycam Sony Digital HDD DCRSR880 untuk melihat perilaku
pre mating, mating, dan post mating dari kumbang C. formicarius. Pengamatan
dimulai pada waktu puncak berdasarkan uji waktu aktif seksual kumbang C.
formicarius. Jarak antara handycam dengan cup adalah 50 cm.
Analisis Data
Analisis data dilakukan menggunakan Analysis of Variance (ANOVA)
melalui program SAS 9.1.3 dengan uji lanjut menggunakan uji Beda Nyata
Terkecil Duncan pada taraf 5 %.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Uji Daya Tarik Kumbang C. formicarius Jantan terhadap Konsentrasi
Feromon Sintetik
Konsentrasi feromon yang diuji terdiri dari lima konsentrasi yang berbeda
yaitu 0, 100, 250, 500, dan 1000 µg. Uji ini menggunakan feromon sintetik (Z)-3dodecen-1-ol (E)-2-butenoat yang tergolong gugus alkohol yang sifatnya non
polar (tidak larut dalam air). Rata-rata suhu adalah 20,11oC, kecepatan angin ratarata 1,38 km/jam, dan kelembapan rata-rata 69,03% selama koleksi berlangsung
pada bulan Januari-Februari 2013.
Konsentrasi 0 µg memperlihatkan jumlah kumbang C. formicarius jantan
(Gambar 5) yang masuk ke dalam perangkap paling sedikit dibanding keempat
konsentrasi lainnya pada koleksi 1 hingga 8 (Tabel 1). Kumbang C. formicarius
jantan banyak terperangkap ke dalam perangkap berkonsentrasi 1000 µg/karet
septa dengan rerata 1860; 163; dan 33 individu pada koleksi 1, 7, dan 8.
Konsentrasi 250 µg/karet septa merupakan konsentrasi yang paling banyak
dimasuki oleh kumbang C. formicarius jantan dibanding konsentrasi lainnya
6
dengan rerata 169,5; 200,5; 95,3; dan 50,5 individu pada koleksi 2, 3, 5, dan 6.
Hal ini dapat terjadi karena populasi kumbang C. formicarius jantan pada titik
tempat dipasangnya perangkap dengan konsentrasi 250 µg/karet septa lebih
banyak dibanding titik-titik lainnya di lahan percobaan tersebut. Kelima
konsentrasi memperlihatkan hasil yang berbeda nyata antar perlakuan (p < 0,05)
pada koleksi 1 hingga 8. Konsentrasi feromon sintetik yang optimal dalam
menarik kumbang C. formicarius jantan terdapat pada kisaran 250-1000 µg/karet
septa. Namun secara keseluruhan konsentrasi 1000 µg/karet septa memiliki daya
tarik kumbang C.formicarius jantan tertinggi selama koleksi berlangsung.
Tabel 1 Rerata Jantan yang terperangkap ke dalam perangkap berferomon dengan
konsentrasi feromon berbeda
Konsentrasi
(µg/karet
septa)
0
100
250
500
1000
Nilai p
Koleksi
1
0,0b
1108,0a
1449,0a
1334,0a
1860,0a
TERHADAP FEROMON SEKS SINTETIK
PADA TANAMAN UBI JALAR
MUHAMMAD RIZKI FAISAL
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Perilaku Kawin
Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) terhadap Feromon Seks Sintetik pada
Tanaman Ubi Jalar adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2013
Muhammad Rizki Faisal
NIM G34090016
ABSTRAK
MUHAMMAD RIZKI FAISAL. Perilaku Kawin Kumbang Cylas formicarius
(Fabr.) terhadap Feromon Seks Sintetik pada Tanaman Ubi Jalar. Dibimbing oleh
RIKA RAFFIUDIN dan I MADE SAMUDRA.
Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) merupakan serangga penginfestasi ubi
jalar. Feromon seks dilepaskan oleh C. formicarius betina yang berfungsi menarik
jantan untuk kawin. Senyawa (Z)-3-dodecen-1-ol (E)-2-butenoat berhasil
disintesis sebagai feromon seks analog feromon C. formicarius. Penelitian ini
bertujuan menguji beberapa aspek perilaku C. formicarius jantan, yaitu (1) daya
tarik terhadap berbagai konsentrasi feromon sintetik, (2) respon terbang terhadap
berbagai ketinggian perangkap berferomon sintetik, dan (3) respon terhadap
feromon sintetik selama 24 jam. Penelitian berlangsung pada bulan Januari-Mei
2013. Uji perilaku C. formicarius jantan menggunakan metode perangkap air
berferomon, dan pengamatan perilaku kawin C. formicarius menggunakan
handycam. Konsentrasi feromon sintetik yang optimal menarik jantan pada
kisaran 250-1000 µg/karet septa. Ketinggian terbang C. formicarius jantan
merespon feromon sintetik paling optimal pada ketinggian 25-50 cm. Waktu C.
formicarius jantan merespon feromon sintetik paling banyak pada periode setelah
pukul 18.00-sebelum pukul 20.00, sedangkan aktivitas kawin C. formicarius
mulai terjadi pada pukul 18.29. Informasi terkait perilaku seksual C. formicarius
dapat digunakan dalam pengendalian populasi C. formicarius.
Kata kunci: Cylas formicarius, feromon sintetik, Ipomoea batatas, perilaku kawin,
respon terbang.
ABSTRACT
MUHAMMAD RIZKI FAISAL. Mating Behaviour of Cylas formicarius (Fabr.)
Weevil on Attracting Against Synthetic Sex Pheromone in Sweet Potato Crop.
Supervised by RIKA RAFFIUDIN and I MADE SAMUDRA.
Cylas formicarius (Fabr.) is weevil that infest sweet potato. Female C.
formicarius release sex pheromone to attracted the male for mating. Synthetic
pheromone of female C. formicarius is determined as (Z)-3-dodecen-1-ol(E)-2butenoat. This research were aimed to explore several aspects of male C.
formicarius behaviour such as (1) attraction to several concentrations of synthetic
pheromone (2) flight response to pheromone trap in several height trap position
and, (3) time response within 24 hours to sex pheromone trap. This research was
conducted from Januari-Mei 2013. Behavioural test of male C. formicarius were
carried out using pheromone water trap method and observation mating behaviour
of C. formicarius were recorded using handycam. The highest number of weevil
collected was trap by 250-1000 µg/rubber septa. The optimum of flight response
was at 25-50 cm from ground level. The peak of C. formicarius to response
synthetic pheromone between 18.00–20.00 and mating activity of C. formicarius
observed at 18.29. This mating behaviour information can be used to control its
population.
Keywords: Cylas formicarius, synthetic pheromone, Ipomoea batatas, mating
behaviour, flight response.
PERILAKU KAWIN KUMBANG Cylas formicarius (Fabr.)
TERHADAP FEROMON SEKS SINTETIK
PADA TANAMAN UBI JALAR
MUHAMMAD RIZKI FAISAL
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi: Perilaku Kawin Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) terhadap
Feromon Seks Sintetik pada Tanaman Ubi Jalar
: Muhammad Rizki Faisal
Nama
: G34090016
NIM
Disetujui oleh
Dr lr Rika Raffiudin, Msi
Pembimbing I
Tanggal Lulus:
8 JJ:l
2013
Dr Ir I Made Samudra, MSc
Pembimbing II
Judul Skripsi : Perilaku Kawin Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) terhadap
Feromon Seks Sintetik pada Tanaman Ubi Jalar
Nama
: Muhammad Rizki Faisal
NIM
: G34090016
Disetujui oleh
Dr Ir Rika Raffiudin, Msi
Pembimbing I
Dr Ir I Made Samudra, MSc
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Iman Rusmana MSi
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya ilmiah ini berjudul
Perilaku Kawin Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) terhadap Feromon Seks
Sintetik pada Tanaman Ubi Jalar yang dilaksanakan pada bulan Januari-Mei 2013.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Ir Rika Raffiudin, MSi dan
Bapak Dr Ir I Made Samudra, MSc selaku pembimbing. Disamping itu,
penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Suwito, Bapak Jusuf dan Ibu
Jaenab Hafsah (staf Balai Besar Bioteknologi dan Pengembangan Sumberdaya
Genetik Pertanian) yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini. Ungkapan
terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, adik atas doa dan kasih
sayangnya, Kania Dewi Rahayu, Putera Kenanga (Echa, Andi, Mario, Kiki),
Biologi 46, Keluarga Kecil dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan
seluruhnya atas segala bantuan dan dukungan kepada penulis.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juni 2013
Muhammad Rizki Faisal
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODE PENELITIAN
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Hasil
5
Pembahasan
8
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
12
RIWAYAT HIDUP
14
DAFTAR TABEL
1. Rerata Jantan yang terperangkap ke dalam perangkap berferomon
terhadap konsentrasi feromon berbeda
6
2. Rerata kumbang C. formicarius jantan yang terperangkap dalam
perangkap berferomon
7
DAFTAR GAMBAR
1. Perangkap berferomon
2. Skema rotasi posisi perangkap di lahan percobaan
3. Lahan percobaan respon terbang dan waktu aktif seksual kumbang C.
formicarius (a) Posisi perangkap air berferomon di lahan percobaan
pada ketinggian 50 cm, (b) kebun ubi lokasi pengamatan waktu aktif
seksual kumbang C. formicarius
4. Tempat pemeliharaan kumbang C. formicarius berisi umbi
ubihjalar yang terserang kumbang C. formicarius
5. Kumbang C. formicarius jantan
6. Rerata jumlah kumbang C. formicarius jantan yang masuk pada
interval 24 jam
7. Perilaku kawin kumbang C. formicarius (1) pre mating selama 15
detik, (2) mating selama 7 detik, dan (3) post mating selama 3 detik
3
3
4
5
6
7
8
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kumbang Cylas formicarius (Fabr.) (Coleoptera: Brentidae)
menginfestasi ubi jalar baik di lapangan maupun di tempat penyimpanan. Ubi
jalar yang digerek oleh kumbang C. formicarius akan berongga dan menimbulkan
rasa pahit akibat senyawa terpen yang dihasilkan oleh kumbang ini (Sato et al.
1981).
Siklus hidup C. formicarius terdiri atas telur, larva, pupa, dan imago
(Kalshoven 1981). Telur C. formicarius berukuran panjang 0,77 mm dan lebar
0,55 mm dengan lama stadium telur 5-11 hari, telur berkembang menjadi larva.
Larva yang baru menetas langsung menggerek batang atau umbi. Larva C.
formicarius memiliki tiga instar dengan periode instar pertama 8-16 hari, instar
kedua 2-21 hari, dan instar ketiga 35-56 hari. Larva instar akhir membentuk pupa
pada umbi atau batang dengan lama masa pupa berkisar antara 7-10 hari, namun
pada musim dingin mencapai 28 hari. Pupa berkembang menjadi imago dengan
bentuk menyerupai semut dan warna hijau metalik dengan kepala dan elitra
berwarna biru, sedangkan toraks dan tungkai berwarna merah. Siklus hidup
kumbang selama 3 bulan pada suhu 30oC pada kondisi tersedia makanan dan 8
hari tanpa tersedia makanan (Capinera 1998).
Tanaman inang kumbang C. formicarius adalah famili Convolvulaceae,
terutama genus Ipomoea. Ubi jalar adalah inang yang paling sesuai, diikuti oleh
Ipomoea aquatica (bayam air), kangkung liar (I. pescapreae dan I. panduratea)
(Capinera 1998), I. hederifolia juga merupakan inang liar yang cocok (Jansson et
al. 1989).
Populasi kumbang C. formicarius dapat dikendalikan melalui pendekatan
biologi menggunakan feromon sintetik (Nonci 2005). Kumbang C. formicarius
betina menghasilkan feromon yang berfungsi menarik serangga jantan untuk
datang dan terjadi kopulasi (Coffelt et al. 1978). Feromon seks yang dihasilkan
oleh kumbang C. formicarius betina berhasil diidentifikasi dan disintetis sebagai
senyawa (Z)-3-dodecen-1-ol (E)-2-butenoat (Heath et al. 1986).
Uji konsentrasi feromon yang telah dilakukan di empat Desa Jawa Tengah
dan Jawa Timur (Ngargoyoso, Turi, Kradenan, dan Bendunganjati) menghasilkan
konsentrasi 100 µg menjadi konsentrasi dengan daya tarik tertinggi terhadap
kumbang C. formicarius jantan (Braun dan de Fliert 1999). Penelitian di
Kagoshima, Jepang pada bulan Agustus 1989 memperlihatkan kemampuan
terbang kumbang C. formicarius jantan lebih banyak di ketinggian 50 cm dari
lima perangkap yang dipasang pada ketinggian 50, 100, 150, 200, dan 250 cm.
Kumbang C. formicarius jantan merespon feromon sintetik pada pukul 23.00
dalam interval pengamatan 4 jam selama 24 jam (Sugimoto et al. 1994).
Kumbang C. formicarius menimbulkan kerusakan pada tanaman ubi jalar
cukup besar dan stadium hidupnya lebih banyak berada di dalam umbi ubi jalar,
sehingga perilaku dari kumbang C. formicarius perlu diketahui melalui
pendekatan ekologi. Studi biokimia juga merupakan cakupan dari penelitian ini
karena berdasarkan pada sistem feromon kumbang C. formicarius. Harapan yang
2
didapatkan adalah pengendalian kerusakan yang ditimbulkan oleh kumbang C.
formicarius dapat ditekan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menguji beberapa aspek perilaku kumbang C.
formicarius jantan yaitu:
(1) daya tarik kumbang C. formicarius jantan terhadap berbagai konsentrasi
feromon sintetik,
(2) respon terbang kumbang C. formicarius jantan terhadap perangkap
berferomon sintetik pada variasi ketinggian 0-100 cm dari permukaan tanah,
(3) respon kumbang terhadap feromon sintetik selama 24 jam.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat dalam menghimpun informasi mengenai daya
tarik kumbang C. formicarius jantan, respon terbang, dan waktu aktif seksual
kumbang C. formicarius jantan terhadap feromon sintetik. Dengan diketahuinya
beberapa aspek perilaku tersebut maka pengendalian populasi kumbang C.
formicarius dapat diprogramkan dan dilaksanakan dengan baik.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Januari sampai dengan April 2013
di Kebun Percobaan BB Biogen Pacet Cianjur (06o45.117’LS 107o02.775’BT)
dan Lahan Petani Ubi Desa Bojong Kecamatan Kemang Bogor (06o32.179’LS
106o44.801’BT). Analisis data dilakukan di Laboratorium Biosistematika dan
Ekologi Hewan, Departemen Biologi, Fakultas MIPA, Institut Pertanian Bogor.
Metode
Uji Daya Tarik Kumbang C. formicarius Jantan terhadap Konsentrasi
Feromon Sintetik
Berbagai konsentrasi feromon digunakan untuk menguji daya tarik C.
formicarius. Metode yang digunakan adalah perangkap air berferomon. Perangkap
yang digunakan berupa toples bervolume 2,5 dm3 yang dilubangi bagian
sampingnya sebesar 10x1 cm. Feromon sintetik diresapkan ke dalam karet septa,
kemudian dikaitkan menggunakan kawat pada bagian dalam toples (Gambar 1).
Percobaan dilakukan di Kebun Percobaan BB Biogen Pacet, Cianjur seluas 2000
m2 .
Konsentrasi feromon yang diujikan adalah 0, 100, 250, 500, dan 1000 µg
per karet septa dengan empat kali ulangan untuk masing-masing konsentrasi
sehingga digunakan sebanyak 20 perangkap. Serangga jantan yang masuk
perangkap dikoleksi dua kali dalam satu minggu (Kamis dan Minggu) selama
rentang waktu satu bulan (Januari-Februari) sehingga koleksi dilakukan sebanyak
delapan kali. Setiap satu minggu satu kali posisi perangkap di lahan percobaan
3
dirotasi searah jarum jam karena ada kemungkinan populasi C. formicarius tidak
merata (Gambar 2).
Toples berukuran 2,5 dm3
Karet septa
berferomon
Lubang berukuran 10x1 cm
tempat kumbang masuk
Gambar 1 Perangkap berferomon.
I
A
D
C
E
B
D
A
E
E
(1a)
A
(1b)
II
D
E
C
A
B
C
U
D
A
B
(2a)
(2b)
Gambar 2 Skema rotasi posisi perangkap di lahan percobaan.
E
1m
Serangga jantan yang telah dikoleksi dihitung jumlahnya. Konsentrasi
feromon yang memiliki daya tarik terhadap C. formicarius jantan tertinggi akan
dipilih untuk uji perilaku kawin dan kemampuan terbang C. formicarius. Selain
itu, dilakukan juga pengukuran faktor lingkungan yang meliputi suhu udara,
kelembapan udara, dan kecepatan angin.
Uji Respon Kumbang C. formicarius Jantan Terhadap Berbagai Ketinggian
Perangkap
Uji ini dilakukan untuk menguji respon C. formicarius jantan dalam
merespon feromon sintetik dengan menggunakan metode perangkap air
berferomon pada berbagai ketinggian dari permukaan tanah. Uji ini dilakukan di
Desa Bojong, Kecamatan Kemang, Kabupaten Bogor menggunakan tiga blok
lahan pertanian ubi jalar seluas 10.000 m2. Konsentrasi feromon yang digunakan
4
adalah 1000 µg/karet septa. Variasi ketinggian perangkap yang digunakan untuk
uji ini adalah 0 , 25, 50, 75, dan 100 cm di atas permukaan tanah (Gambar 3a),
dengan tiga kali ulangan setiap masing-masing ketinggian perangkap. Jumlah
jantan yang masuk ke dalam perangkap dihitung. Setiap satu minggu satu kali
posisi perangkap dirotasi di lahan percobaan karena ada kemungkinan sebaran
populasi C. formicarius di lahan tersebut tidak merata, seperti yang diperlihatkan
pada Gambar 2. Koleksi C. formicarius dilakukan dalam interval waktu dua kali
dalam satu minggu (Kamis dan Minggu) selama satu bulan (April-Mei 2013)
sehingga dilakukan delapan kali koleksi. Pengukuran faktor lingkungan yang
meliputi suhu dan kelembapan udara juga dilakukan seperti percobaan uji daya
tarik kumbang C. formicarius terhadap feromon sintetik.
Uji Waktu Aktif Seksual Kumbang C. formicarius Jantan
Koleksi C. formicarius jantan untuk melihat waktu aktifnya dalam
merespon feromon analog betina dilakukan di Lahan Petani Ubi di Desa Bojong,
Kecamatan Kemang, Kabupaten Bogor (Gambar 3b) sebanyak tiga kali pada
tanggal 22 Maret, 29 Maret dan 12 April 2013. Tahapan ini menggunakan metode
perangkap air berferomon. Konsentrasi feromon yang digunakan adalah 1000
µg/karet septa dengan menggunakan 15 ulangan yang tersebar di tiga blok lahan
pertanian ubi yang berbeda seluas 7500 m2. Perangkap dipasang pada pukul 09.00
dan koleksi dilakukan setiap jam selama 24 jam. Serangga jantan yang dikoleksi
dicatat jumlahnya. Disamping itu dilakukan juga pengukuran faktor lingkungan
yang meliputi suhu udara dan kelembapan udara.
Gambar 3
(a)
(b)
Lahan percobaan uji perilaku kumbang C. formicarius (a) Posisi
perangkap air berferomon di lahan percobaan pada ketinggian 50 cm,
(b) kebun ubi lokasi pengamatan waktu aktif seksual kumbang C.
formicarius
Pemeliharaan Kumbang C. formicarius
Pemeliharaan kumbang C. formicarius (Gambar 4) dilakukan di Rumah
Kaca Cikeumeuh BB Biogen dengan mengoleksi umbi ubi jalar yang terserang C.
formicarius di lapang. Ubi tersebut kemudian disimpan di tempat penyimpanan
berupa toples bervolume 10 dm3 yang bentuknya telah dimodifikasi. Umbi ubi
jalar yang terserang C. formicarius ini memiliki rongga pada permukaan kulitnya.
Umbi ubi jalar yang disimpan tersebut kemudian ditunggu hingga
kumbang keluar dari dalam umbi. Setelah kumbang keluar, kumbang dipisahkan
ke tempat yang baru untuk menyeragamkan usia kumbangnya. Sebagai pakan
diberikan umbi ubi jalar ke dalam wadah. Kumbang C. formicarius hasil
pemeliharaan ini digunakan sebagai stok untuk keperluan pengamatan perilaku
kawin.
5
Gambar 4 Tempat pemeliharaan kumbang C. formicarius berisi umbi
ubihjalar yang terserang kumbang C. formicarius.
Pengamatan Perilaku Kawin C. formicarius
Kumbang C. formicarius hasil pemeliharaan di tempat pemeliharaan
dimasukkan sebanyak 5 jantan dan 5 betina ke dalam cup plastik transparan
berukuran 400 ml. Sebagai stimulus bagi populasi imago dimasukkan beberapa
daun ubi jalar untuk tempat kawin dan satu potong ubi jalar sebagai makanan C.
formicarius. Pengamatan perilaku kawin dilakukan melalui perekaman
menggunakan handycam Sony Digital HDD DCRSR880 untuk melihat perilaku
pre mating, mating, dan post mating dari kumbang C. formicarius. Pengamatan
dimulai pada waktu puncak berdasarkan uji waktu aktif seksual kumbang C.
formicarius. Jarak antara handycam dengan cup adalah 50 cm.
Analisis Data
Analisis data dilakukan menggunakan Analysis of Variance (ANOVA)
melalui program SAS 9.1.3 dengan uji lanjut menggunakan uji Beda Nyata
Terkecil Duncan pada taraf 5 %.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Uji Daya Tarik Kumbang C. formicarius Jantan terhadap Konsentrasi
Feromon Sintetik
Konsentrasi feromon yang diuji terdiri dari lima konsentrasi yang berbeda
yaitu 0, 100, 250, 500, dan 1000 µg. Uji ini menggunakan feromon sintetik (Z)-3dodecen-1-ol (E)-2-butenoat yang tergolong gugus alkohol yang sifatnya non
polar (tidak larut dalam air). Rata-rata suhu adalah 20,11oC, kecepatan angin ratarata 1,38 km/jam, dan kelembapan rata-rata 69,03% selama koleksi berlangsung
pada bulan Januari-Februari 2013.
Konsentrasi 0 µg memperlihatkan jumlah kumbang C. formicarius jantan
(Gambar 5) yang masuk ke dalam perangkap paling sedikit dibanding keempat
konsentrasi lainnya pada koleksi 1 hingga 8 (Tabel 1). Kumbang C. formicarius
jantan banyak terperangkap ke dalam perangkap berkonsentrasi 1000 µg/karet
septa dengan rerata 1860; 163; dan 33 individu pada koleksi 1, 7, dan 8.
Konsentrasi 250 µg/karet septa merupakan konsentrasi yang paling banyak
dimasuki oleh kumbang C. formicarius jantan dibanding konsentrasi lainnya
6
dengan rerata 169,5; 200,5; 95,3; dan 50,5 individu pada koleksi 2, 3, 5, dan 6.
Hal ini dapat terjadi karena populasi kumbang C. formicarius jantan pada titik
tempat dipasangnya perangkap dengan konsentrasi 250 µg/karet septa lebih
banyak dibanding titik-titik lainnya di lahan percobaan tersebut. Kelima
konsentrasi memperlihatkan hasil yang berbeda nyata antar perlakuan (p < 0,05)
pada koleksi 1 hingga 8. Konsentrasi feromon sintetik yang optimal dalam
menarik kumbang C. formicarius jantan terdapat pada kisaran 250-1000 µg/karet
septa. Namun secara keseluruhan konsentrasi 1000 µg/karet septa memiliki daya
tarik kumbang C.formicarius jantan tertinggi selama koleksi berlangsung.
Tabel 1 Rerata Jantan yang terperangkap ke dalam perangkap berferomon dengan
konsentrasi feromon berbeda
Konsentrasi
(µg/karet
septa)
0
100
250
500
1000
Nilai p
Koleksi
1
0,0b
1108,0a
1449,0a
1334,0a
1860,0a