Jumat, 16 Desember 2011

Review Journal: NUTRITIONAL INDICES OF THE COTTON BOLLWORM, Helicoverpa armigera, ON 13 SOYBEAN VARIETIES

Indeks Nutrisi Helicoverpa armigera Pada 13 Varietas Kedelai



I.         PENDAHULUAN
A.      Latar belakang
Helicoverpa armigera (Hϋbner) (Lepidoptera:Noctuidae) merupakan serangga penyebab kerusakan pada tanaman budidaya. Salah satu tanaman budidaya utama yang diserang oleh larva H.armigera yaitu kedelai. Hal ini menyebabkan kerugian ekonomi dan masalah pada pertanian. Untuk mengurangi kerugian yang disebabkan oleh serangga ini, banyak hal yang telah dilakukan salah satunya, yaitu penggunaan insektisida. Pengendalian menggunakan insektisida memiliki banyak dampak negatif yaitu membuat hama menjadi resisten, membunuh serangga yang menguntungkan, ledakan populasi hama sekunder, polusi lingkungan, dan bahaya kesehatan (Kehat dalam Cahayanti, 2006). Hal ini menyebabkan banyak penelitian yang mengarah kepada pengukuran alternative untuk pengendalian kimia.
Pertumbuhan, perkembangan, dan reproduksi dari suatu serangga sangat dipengaruhi oleh kuantitas dan kualitas pakan yang dicerna yang disebabkan oleh komposisi kimia pada tanaman inang. Serangga akan memiliki respon yang berbeda pada variasi kualitas pakannya. Respon ini akan berpengaruh pada konsumsi dan penggunaan pakan yang berhubungan dengan proses fisiologi dan perilaku. Sedangkan aspek kuantitas dapat dilihat dari tingginya efisiensi dalam penggunaan pakan sebagai indikator tingginya kualitas nutrisi dari tanaman tersebut.
Tanaman dengan mekanisme antibiosis dapat menurunkan kemampuan bertahan serangga, ukuran maupun berat, umur, dan reproduksi pada stadium dewasa. Resistensi tanaman dapat digunakan sebagai program pengendalian hama pertanian. Resistensi tanaman selain menguntungkan dalam segi lingkungan juga menguntungkan dalam segi ekonomi karena mengurangi biaya produksi petani.
Indeks nutrisi digunakan sebagai indicator resistensi tanaman terhadap H. armigera sehingga digunakan untuk menentukan varietas tanaman kedelai terbaik yang nantinya dapat digunakan oleh petani untuk mengurangi biaya produksi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui indeks nutrisi H. armigera terhadap 13 varietas kedelai.
B.     Perumusan Masalah
·         Bagaimanakah indeks nutrisi Helicoverpa armigera pada 13 varietas kedelai?
C.     Tujuan
·         Mengetahui indeks nutrisi dari Helicoverpa armigera pada 13 varietas kedelai.
II.       TINJAUAN PUSTAKA
a.   Helicoverpa armigera
Helicoverpa armigera merupakan serangga yang termasuk kedalam Ordo Lepidoptera dengan Famili Noctuidae atau sering disebut dengan ngengat. H.armigera merupakan serangga yang dalam kehidupannya mengalami metamorfosa sempurna “Holometabola”, yaitu telur, larva, pupa dan dewasa (Nursal dan Pasaribu, 2003).
Stadium telur kurang lebih 4 hari, larva baru menetas biasanya langsung memakan cairan daun atau bagian tanaman yang lain, kemudian pada instar berikutnya menyerang bagian generatif tanaman yaitu kuncup bunga, bunga dan buah. Masa hidup larva 16-19 hari dan mengalami 5 instar. Selama stadium larva dapat merusak buah muda, larva berpupa di dalam tanah masa pupa 10-12 hari. Serangga dewasa berupa ngengat berumur 10-12 hari, aktif pada malam hari dan terbang cukup jauh (Sarwono, et.al., 2003).
b. Indeks Nutrisi
Kandungan tanaman akan mempengaruhi hubungan serangga dengan tanaman inangnya yaitu faktor nutrisi dan bukan nutrisi. Nutrisi dapat disebut sebagai substansi umum yang digunakan untuk fungsi metabolisme seperti protein, asam amino, karbohidrat, vitamin, dll. Sedangkan alelokimia disebut juga dengan komponen bukan nutrisi yang berefek pada pertumbuhan, kesehatan, perilaku atau populasi biologi organimse terhadap spesies lain. Alelokimia terdiri dari beberapa substansi (alkaloid, terpenoid, saponin, dll) (Slansky, 1990). Respon serangga terhadap senyawa alelokimia yang terdapat pada pakan yang dikonsumsi, yakni dengan perubahan konsumsi makan.
Hal ini akan mempengaruhi indeks nutrisi yang meliputi:
-  CI (consumption index) atau indeks konsumsi.
-  AD (approximate digestibility) atau perkiraan jumlah makanan yang dicerna.
-  ECI (efficiency of conversion of ingested food) atau efisiensi konversi makanan yang dimakan.
-  ECD (efficiency of conversion of digested food) atau efisiensi konversi makanan yang dicerna.
b.   Kedelai (Glycine max L.)
Kedelai (Glycine max) merupakan tanaman yang termasuk kedalam Divisi Fabaceae. Kedelai merupakan salah satu tanaman biji-bijian semusim yang tegak dan merumpun, kadang-kadang menjalar. Kedelai merupakan komoditas pangan penting yang mendapat prioritas untuk dikembangkan setelah padi dan jagung (Asadi, 2009).
III.      METODOLOGI
Sumber Tanaman
Biji dari 13 varietas kedelai (Glycine max L.) mencakup 356 (Delsoy4210), M4, M7, M9, Clark, Sahar, JK, BP, Williams, L17, Zane, Gorgan3, dan DPX diperoleh dari Plant and Seed Modification Research Institute, Karaj, Iran. Semua varietas ini ditumbuhkan di lahan penelitian Tarbiat Modares University pada Mei 2008. Pada penelitian ini, daun dan polong dari varietas kedelai yang berbeda dipindahkan ke ruangan pada suhu 25 ± 1 oC, 65 ± 5 % RH dan fotoperiode 16: 8 L: D dan yang digunakan untuk memberi makan instar pertama yaitu daun dan instar kedua sampai lima diberi makan polong.
Koloni Laboratorium
      H. armigera didapatkan dari lahan kapas di daerah Moghan yang berlokasi di baratlaut Iran pada Juli 2007. Biakan persediaan diberikan makan buatan pada ruang pertumbuhan pada suhu 25 ± 1 oC, 65 ± 5 % RH dan fotoperiode 16: 8 L: D.
Eksperimen
Larva yang baru menetas dikumpulkan ke biakan persedian dan dibagi menjadi empat ulangan (masing-masing 10 larva) dan dipindahkan ke container plastic (diameter 16,5 cm, tinggi 7,5 cm) dengan lubang yang ditutupi dengan mesh net untuk ventilasi, berisikan daun segar dari setiap tanaman uji. Pelepah daun disisipkan kapas basah untuk memelihara kesegaran.
Indeks nutrisi ditentukan menggunakan instar kedua sampai kelima karena instar kedua sampai kelima lebih mudah untuk diukur dibandingkan instar pertama. Instar pertama dibesarkan bersama hingga instar ketiga, setelah itu masing-masing dipisahkan ke tabung plastik (diameter 3 cm, tinggi 5 cm) untuk mencegah kanibalisme. Larva instar kelima disimpan ke tabung plastik untuk masa pra pupa dan pupa.
Teknik gravimetri digunakan untuk menentukan berat badan, konsumsi pakan, dan feses yang dihasilkan. Indeks nutrisi diukur berdasarkan berat kering. Setelah mengukur berat larva instar kedua, larva diberikan varietas kedelai yang berbeda, dan berat larva dicatat setiap hari sebelum dan setelah makan sampai selesai makan dan mencapai tahap pra-pupa. Pra-pupa, pupa, dan dewasa dari larva yang dipelihara pada setiap varietas dan ditimbang juga. Berat polong awal, polong sesudah dan kotoran sisa pada akhir setiap percobaan ditimbang setiap hari. Jumlah pakan ditelan adalah ditentukan dengan mengurangi pakan yang tersisa pada akhir setiap percobaan dari berat total pakan yang disediakan. Berat feses yang dihasilkan oleh larva diberi masing-masing varietas kedelai tercatat setiap hari. Untuk menemukan bobot kering polong, feses, dan larva ke tahap dewasa, spesimen tambahan (20 spesimen untuk masing-masing) ditimbang, dikeringkan dengan oven(48 jam pada suhu 60 ° C), dan kemudian kembali ditimbang untuk membentuk persentase berat kering. Daerah sayap depan dewasa H. armigera pada masing-masing varietas kedelai selama tahap dewasa juga diukur.
Rumus yang digunakan untuk menghitung , CI, AD, ECI, dan ECD yaitu Waldbauer (1968):
Keterangan:
A = rata-rata berat kering serangga, E = berat kering pakan yang dikonsumsi, F= berat kering feses, P = total berat kering serangga.

Analisis Data
Indeks nutrisi H. armigera pada varietas kedelai yang berbeda dianalisis dengan ANOVA satu arah menggunakan software Minitab 14 untuk menentukan kesamaan atau perbedaan yang signifikan dengan α = 0.05. Dendrogram dari varietas kedelai yang berbeda pada H. armigera pada larva instar kedua hingga kelima menggunakan metode Ward dengan software statistic SPSS 16.0.
IV.    HASIL DAN PEMBAHASAN
A.      Hasil
Tabel 1. Indeks nutrisi larva instar keempat dari Helicoverpa armigera pada varietas kedelai yang berbeda.
Tabel 2. Indeks nutrisi larva instar kelima dari Helicoverpa armigera pada varietas kedelai yang berbeda.
Tabel 3. Indeks nutrisi larva semua instar dari Helicoverpa armigera pada varietas kedelai yang berbeda.
Tabel 4. Rata-rata berat badan stadium pra-pupa, pupa, dan dewasa dan area sayap depan dari Helicoverpa armigera pada varietas kedelai yang berbeda.
Dari hasil penelitian pada tabel 1, 2, dan 3, indeks nutrisi pada larva instar keempat H. armigera terdapat perbedaan yang signifikan. Larva yang ditumbuhkan pada Zane memperlihatkan nilai tertinggi dari ECD dan AD dibandingkan varietas lain. Nilai terendah dari ECD dan konsumsi pakan pada 356. Larva yang memakan DPX memiliki nilai AD terendah. CI paling tinggi pada M7. Sedangkan terendah pada Zane. Pada Tabel 1 mengindikasikan bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan antara berat larva dan ECI pada H.armigera pada varietas kedelai.
Berat larva dan ECI pada instar kelima H.armigera didapatkan perbedaan yang signifikan berdasarkan varietas kedelai yang berbeda (Tabel 2). Akan tetapi, tidak ada perbedaan yang signifikan pada parameter lain. Nilai tertinggi dan terendah dari ECI yaitu Zane dan M4. Berat larva dari H. armigera memperlihatkan perbedaan yang signifikan dengan paling berat pada Williams dan paling ringan pada Sahar.
Pada Tabel 3 larva semua instar memperlihatkan tidak ada perbedaan yang signifikan untuk produksi feses dan berat larva. Nilai ECI dan ECD paling tinggi pada M7 dan terendah pada Sahar. Akan tetapi, nilai tertinggi dan terendah pada M7 dan BP. Diantara varietas kedelai yang lain, nilai AD tertinggi pada M9 dan terendah pada Zane.
Pada varietas yang berbeda tidak terlihat adanya perbedaan yang signifikan pada berat dewasa dan daerah sayap depan. Prepupa dan pupa pada Clark merupakan yang terberat dibandingkan varietas lain.
Gambar 1. Dendrogram dari varietas kedelai yang berbeda berdasarkan indeks nutrisi dari Helicoverpa armigera yang ditumbuhkan pada varietas kedelai yang berbeda.
Analisis Kelompok (Cluster)
Pada Gambar 1 dendrogram indeks nutrisi dari H. armigera pada varietas kedelai yang berbeda untuk larva semua instar memperlihatkan dua kluster yang berbeda yaitu A dan B (termasuk sub kluster B1 dan B2). Varietas yang berbeda dikelompokan dengan masing-masing kelompok berdasarkan perbandingan indeks nutrisi dari H.armigera pada varietas berbeda. Kluster A yaitu M4, Sahar, dan JK termasuk kelompok resisten, sedangkan kluster B terdiri subkluster B1(M7 dan Zane) sebagai kelompok yang tidak resisten dan B2 (DPX, Gorgan3, Clark, Williams, 356, L17, BP, dan M9) sebagai kelompok sedang.
B.     Pembahasan
Resistensi tanaman terhadap serangga merupakan salah satu strategi yang digunakan dalam pengendalian hama. Resistensi tanaman disebabkan oleh adanya mekanisme antibiosis atau pertahanan diri pada tanaman. Tanaman yang memiliki senyawa kimia pertahanan merupakan metabolit sekunder atau alelokimia yang dihasilkan pada jaringan tanaman, dan dapat bersifat toksik, menurunkan kemampuan serangga dalam mencerna pakan bagi hewan yang memakannya (Aryal, et.al, 2007). Sedangkan kemampuan organisme untuk mengkonversi nutrisi, khususnya protein, positif akan mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangannya (Sogbesan dan Ugwumba dalam Naseri et.al., 2008).
Terdapat perbedaan yang signifikan pada indeks nutrisi terutama pada nilai ECI dan ECD H. armigera pada varietas kedelai yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa semua varietas memiliki kandungan nutrisi yang berbeda. ECI mengukur efisiensi keseluruhan konversi makanan yang ditelan ke dalam biomassa dan metabolisme untuk keperluan aktivitas serangga (Schoonhoven, et.al., 2005). Sedangkan ECD adalah ukuran dari efisiensi konversi makanan yang dicerna menjadi pertumbuhan. Serangga tidak mungkin menyeleksi makanannya karena tidak tersedianya variasi makanan, maka konsekuensi yang muncul adalah kompensasi pada efisiensi makanan yang dicerna dan yang dimakan (ECD dan ECI). Oleh karena itu, tidak ada perubahan dalam nilai ECI dan ECD menunjukkan bahwa metabolit sekunder yang tidak menunjukkan kronis toksisitas.
Pada Tabel 2 menunjukkan bahwa tidak adanya perbedaan yang signifikan pada indeks nutrisi larva instar kelima kecuali pada berat larva dan ECI. Namun pada indeks nutrisi larva instar keempat memperlihatkan adanya perbedaan yang signifikan (Tabel 1). Hal ini memperlihatkan bahwa pada masing-masing instar tidak sama. Perbedaan ini disebabkan oleh kenyataan bahwa keperluan nutrisi pada saat perkembangan serangga pun berbeda dan ini terlihat dari perubahan konsumsi dan perilaku makan. Pada larva dengan periode perkembangan yang berbeda akan membutuhkan nutrisi yang berbeda juga. Semakin tinggi instar suatu larva maka semakin banyak makanan yang berkorelasi positif dengan massa serangga.
Nilai ECI tertinggi H. armigera yaitu pada varietas Zane dan M7 menunjukkan bahwa larva pada kedua varietas ini lebih efisien dalam mengkonversi makanan yang ditelan menjadi biomassa. Sedangkan Sahar memiliki nilai terendah untuk ECD (Tabel 3) yang menunjukkan bahwa larva pada varietas ini tidak efisien dalam mengubah makanan yang dicerna menjadi biomassa. Tingkat pemanfaatan makanan tergantung pada cerna makanan dan efisiensi makanan yang dicerna diubah menjadi biomassa. Pengurangan penggunaan makanan menunjukkan bahwa pengurangan nilai nutrisi dapat disebabkan efek perilaku dan fisiologi.
Nilai untuk berat pupa paling ringan dihasilkan oleh larva pada Sahar dan M4 dibandingkan larva pada varietas lain. Sedangkan nilai berat pupa paling berat yaitu pada varietas Clark. Berat pupa yang lebih rendah pada Sahar dan M4 dapat terjadi karena ketidakstabilan komposisi hormone yang terdapat dalam tubuh larva. Menyebabkan hormon juvenile dalam cairan tubuh larva tetap tinggi. Hal ini mengakibatkan masa pre pupa larva berlangsung lebih lama dari normal. Lama periode pre pupa menyebabkan larva kehilangan berat badan sehingga menyebabkan berat pupa lebih rendah (Rustama dan Niloperbowo, 2005). Tanaman yang mengandung senyawa alelokimia juga dapat menyebabkan larva tidak akan mencapai berat kritis untuk menjadi pupa. Tidak ada perbedaan yang signifikan pada berat dewasa dan daerah sayap depan. Daerah sayap depan stadium dewasa Lepidoptera merupakan parameter umum yang digunakan untuk mengetahui efek makanan pada larva di stadium dewasa.
Pada hasil analisis kluster, terjadinya pengelompokan dalam setiap kluster disebabkan karena tingkatan fisiologis yang sama pada varietas kedelai. Sedangkan kluster yang terpisah disebabkan perbedaan variabilitas karakter fisiologis antara kluster. Hasil dari perbandingan indeks nutrisi H. armigera pada varietas kedelai yang berbeda memperlihatkan bahwa varietas pada kluster A termasuk kedalam kelompok resisten, B1 termasuk kelompok yang tidak resisten, dan B2 termasuk kelompok yang sedang. Pada penelitian Naseri, et.al (2011) tanaman kedelai dengan varietas M4, Sahar, dan JK juga merupakan kelompok varietas yang resisten terhadap H. armigera. Hal ini disebabkan larva mengkonsumsi pakan yang kurang optimal, yang disebabkan pakan mengandung senyawa alelokimia. Akibatnya terjadi gangguan pada pertumbuhan dan perkembangannya (Ambarningrum, et.al., 2009).
Analisis dari indeks nutrisi berfungsi untuk mengetahui respon H. armigera terhadap tanaman inangnya. Nutrisi indeks yang berbeda pada varietas yang berbeda menunjukkan bahwa tanaman memiliki kualitas yang berbeda. Kurang cocoknya tanaman sebagai tanaman inang untuk H. armigera disebabkan adanya beberapa senyawa fitokimia pada varietas yang berperan dalam mekanisme antibiosis atau tidak adanya nutrisi primer esensial untuk pertumbuhan dan perkembangan H. armigera.
V.      KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN
A.      Kesimpulan
Indeks nutrisi ECI, ECD, dan CI yang rendah menunjukkan bahwa varietas tersebut resisten terhadap H. armigera. Indeks AD yang rendah menunjukkan bahwa varietas tersebut tidak resisten terhadap H. armigera. Varietas M4, Sahar, dan JK merupakan kelompok varietas yang resisten terhadap H. armigera.
B.     Implikasi
M4, Sahar, dan JK diketahui merupakan kelompok varietas kedelai yang resisten terhadap H. armigera. Penggunaan kedelai yang resisten dapat digunakan sebagai strategi dalam pengendalian H. armigera.
C.     Saran
Pada penelitian ini tidak dijelaskan kandungan metabolit sekunder yang ada pada kedelai secara pasti. Maka diharapkan diadakannya identifikasi senyawa metabolit sekunder pada kedelai. Karena dengan mengetahuinya maka akan diketahui secara pasti penyebab perbedaan indeks nutrisi pada tanaman.

DAFTAR PUSTAKA
Ambarningrum, T.B., Pratiknyo, H., & Slamet P. 2009. Indeks Nutrisi dan Kesintasan Larva Spodoptera litura F. yang diberi Pakan Mengandung Ekstrak Kulit Jengkol (Pithecellobium lobatum Benth.). J. HPT Tropika ISSN 1411-7525 Vol. 9 No. 2: 109-114.
Aryal, A. Guan, L., & Wei X. 2007.  Influences of secondary metabolites on the performance of lepidopterous larvae. Germany: Faculty of Forest and Environment Science.
Naseri, B., Fathipour, Y., Moharramipour, S., & Hosseininaveh, V. 2008. Nutritional indices of the cotton bollworm, Helicoverpa armigera, on 13 soybean varieties. Journal of Insect Science: Vol. 10: 1-14.
Naseri, B., Fathipour, Y., Moharramipour, S., & Hosseininaveh, V. 2011.  Comparative Reproductive Performance of Helicoverpa armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) Reared on Thirteen Soybean Varieties. J. Agr. Sci. Tech. Vol. 13: 17-26.
Nursal dan Nursahara Pasaribu. 2003. Indeks Nutrisi Larva Instar V Heliothis Armigera Hubner pada Makanan yang Mengandung Ekstrak Kulit Batang Bakau (Rhizophora mucronata Lamk.) dan Temperatur yang Berbeda. Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Sarwono, Pikukuh, B., Sukarno, R., Korlina, E., dan Jumadi. 2003. Serangan Ulat Penggerek Tongkol Helicoverpa armigera pada Beberapa Galur Jagung. Agrosains Volume 5 No 2: 28-33.
Slansky, Frank. 1990. Insect Nutritional Ecology as Basis for Studying Host Plant Resistance. Florida Entomologist 73(3): 359-378.


Tidak ada komentar:

Poskan Komentar