Forcipomyia spp.: Sang Penghulu Bunga...

5
27 | 2 | Juni 2015 >> 24 PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA Warta Forcipomyia spp.: Sang Penghulu Bunga Kakao Fakhrusy Zakariyya 1) , Dwi Suci Rahayu 1) , Endang Sulistyowati 1) , Adi Prawoto 1) , dan John Bako Baon 1) 1) Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jl. PB. Sudirman 90 Jember 68118 Produksi buah kakao sangat ditentukan oleh keberhasilan proses penyerbukan dan pembuahan. Proses penyerbukan kakao membutuhkan bantuan serangga penyerbuk (pollinator) Forcipomyia spp. Selama ini, hal tersebut tidak diketahui oleh para petani kakao. Tanpa bantuan koloni serangga penyerbuk tersebut produksi kakao bisa turun hingga 90%. Besarnya peranan Forcipomyia spp. dalam menentukan produktivitas kakao, maka layak dijuluki sebagai penghulu bunga kakao. anaman kakao merupakan tanaman yang memiliki karakter bunga spesifik. Tanaman kakao dewasa mampu menghasilkan 6.000–10.000 bunga dalam satu tahun bahkan kadang-kadang bisa mencapai 50.000 bunga akan tetapi hanya sebagian kecil saja dari jumlah tersebut yang berhasil terserbuki, yakni sekitar 2,5–5%. Bunga yang tidak diserbuki akan gugur setelah 2–3 hari, di sisi lain bunga yang mampu berkembang menjadi buah dan dapat dipanen hanya 0,5–2,0%. Tanaman kakao sebagian ada yang bersifat kompatibel menyerbuk sendiri (self compatible), sebagian bersifat tidak kompatibel menyerbuk sendiri (self incompatible) namun secara umum kakao bersifat penyerbuk silang ( outcrossing plant). Proses penyerbukan kakao terhambat oleh struktur bunga yang tidak memungkinkan penyerbukan terjadi secara alami tanpa bantuan agen penyerbuk (pollinator). Struktur serbuk sari kakao saling lengket serta letaknya tersembunyi di dalam “mangkok” petala sehingga akan menghalangi kemungkinan terjadinya penyerbuk- an melalui bantuan angin atau air. Bunga kakao membawa dua tipe nektar kecil (20–450 mikron) yang mensekresikan madu untuk menarik serangga. Mekanisme inilah yang menyebabkan penyerbukan kakao dibantu oleh serangga. United Nations Environment Programme (UNEP) tahun 2011 menyebutkan bahwa serangga penyerbuk memberi kontribusi sebesar 212 miliar USD dari total produksi pangan dunia, termasuk buah-buahan, sayur-sayuran, biji-bijian, dan kacang- kacangan. Beberapa dekade terakhir ini FAO menjelaskan arti pentingnya serangga sebagai pendukung produksi pangan dunia. Dengan demikian, menjadi penting untuk diketahui peran serangga penyerbuk dalam produksi kakao. Serangga pollinator inilah yang dijadikan sebagai “mesin” hidup untuk meningkatkan produksi kakao nasional. Penyerbuk Bunga Kakao Serangga yang berada di kebun kakao bermacam jenisnya, tetapi hanya beberapa serangga saja yang datang dan mengunjungi bunga kakao. Serangga-serangga yang berada pada agroekosistem kakao berasal dari famili Ceratopogoniidae (termasuk Forcipomyia spp.), Cecydomiidae diantaranya adalah aphids, semut, thrips Drosophila spp, dan beberapa Diptera (misalnya Cecydomiidae) lainnya.

Transcript of Forcipomyia spp.: Sang Penghulu Bunga...

Page 1: Forcipomyia spp.: Sang Penghulu Bunga Kakaoiccri.net/download/warta_puslit_koka/warta_puslitkoka_vol_27_no._2... · bunga kakao, ditandai gugurnya bunga. Genus serangga yang berperan

27 | 2 | Juni 2015

>> 24PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIAWarta

Forcipomyia spp.:Sang Penghulu Bunga Kakao

Fakhrusy Zakariyya1), Dwi Suci Rahayu1), Endang Sulistyowati1),Adi Prawoto1), dan John Bako Baon1)

1)Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jl. PB. Sudirman 90 Jember 68118

Produksi buah kakao sangat ditentukan oleh keberhasilan proses penyerbukandan pembuahan. Proses penyerbukan kakao membutuhkan bantuan seranggapenyerbuk (pollinator) Forcipomyia spp. Selama ini, hal tersebut tidak diketahuioleh para petani kakao. Tanpa bantuan koloni serangga penyerbuk tersebut produksikakao bisa turun hingga 90%. Besarnya peranan Forcipomyia spp. dalammenentukan produktivitas kakao, maka layak dijuluki sebagai penghulu bunga kakao.

anaman kakao merupakan tanamanyang memiliki karakter bunga spesifik.Tanaman kakao dewasa mampumenghasilkan 6.000–10.000 bunga

dalam satu tahun bahkan kadang-kadang bisamencapai 50.000 bunga akan tetapi hanyasebagian kecil saja dari jumlah tersebut yangberhasil terserbuki, yakni sekitar 2,5–5%. Bungayang tidak diserbuki akan gugur setelah 2–3 hari,di sisi lain bunga yang mampu berkembang menjadibuah dan dapat dipanen hanya 0,5–2,0%.

Tanaman kakao sebagian ada yang bersifatkompatibel menyerbuk sendiri (self compatible),sebagian bersifat tidak kompatibel menyerbuksendiri (self incompatible) namun secara umumkakao bersifat penyerbuk silang (outcrossingplant). Proses penyerbukan kakao terhambat olehstruktur bunga yang tidak memungkinkanpenyerbukan terjadi secara alami tanpa bantuanagen penyerbuk (pollinator). Struktur serbuk sarikakao saling lengket serta letaknya tersembunyidi dalam “mangkok” petala sehingga akanmenghalangi kemungkinan terjadinya penyerbuk-an melalui bantuan angin atau air. Bunga kakaomembawa dua tipe nektar kecil (20–450 mikron)yang mensekresikan madu untuk menarik

serangga. Mekanisme inilah yang menyebabkanpenyerbukan kakao dibantu oleh serangga.

United Nations Environment Programme(UNEP) tahun 2011 menyebutkan bahwa seranggapenyerbuk memberi kontribusi sebesar 212 miliarUSD dari total produksi pangan dunia, termasukbuah-buahan, sayur-sayuran, biji-bijian, dan kacang-kacangan. Beberapa dekade terakhir ini FAOmenjelaskan arti pentingnya serangga sebagaipendukung produksi pangan dunia. Dengan demikian,menjadi penting untuk diketahui peran seranggapenyerbuk dalam produksi kakao. Serangga pollinatorinilah yang dijadikan sebagai “mesin” hidup untukmeningkatkan produksi kakao nasional.

Penyerbuk Bunga KakaoSerangga yang berada di kebun kakao

bermacam jenisnya, tetapi hanya beberapaserangga saja yang datang dan mengunjungibunga kakao. Serangga-serangga yang beradapada agroekosistem kakao berasal dari familiCeratopogoniidae (termasuk Forcipomyia spp.),Cecydomiidae diantaranya adalah aphids, semut,thrips Drosophila spp, dan beberapa Diptera(misalnya Cecydomiidae) lainnya.

Page 2: Forcipomyia spp.: Sang Penghulu Bunga Kakaoiccri.net/download/warta_puslit_koka/warta_puslitkoka_vol_27_no._2... · bunga kakao, ditandai gugurnya bunga. Genus serangga yang berperan

25 <<27 | 2 | Juni 2015

PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIAWarta

Penelitian tentang ketertarikan seranggapenyerbuk yang mempengaruhi penyerbukankakao menunjukkan bahwa terdapat beberapaserangga penyerbuk tanaman kakao, akan tetapispesies Forcipomyia spp. yang memberi kontribusiterhadap penyerbukan alami4). PopulasiForcipomyia spp. bergantung pada keadaan iklimsuatu daerah yang disesuaikan dengan musim.Beberapa studi menjelaskan bahwa iklim mikroyang cocok untuk Forcipomyia spp. tumbuh danberkembang serta melakukan penyerbukan padakisaran suhu 25–35oC dan kelembaban relatifsebesar 60–80%, walaupun iklim mikro tidakmenentukan secara signifikan2). Secara umum,

Forcipomyia spp. terdiri dari banyak spesies.Beberapa spesies Forcipomyia spp. berlakusebagai polinator alami. Forcipomyia spesiesForcipomyia hardyi, Forcipomyia quasiingramiyang paling banyak ditemukan hinggap padabunga kakao.

Biologi Forcipomyia spp.Identifikasi Forcipomyia spp. mudah dilakukan

khususnya pada tempat berkembang biak. TelurForcipomyia spp. berbentuk gelondong diletakkandalam kelompok yang bebas satu sama lain1).Pada suhu 20–25OC stadium telur berlangsung

Ordo serangga yang ada pada agroekosistem kakao1)

Ordo Spesies Serangga Jumlah IndividuPersentase terhadap

seluruh jumlah serangga

Hymenoptera 10 1264 46,45Hemiptera 3 21 0,78Lepidoptera 7 57 2,09Orthoptera 1 25 0,93Diptera 4+ 1266 46,52Coleoptera 2 37 1,36Heteroptera 2 51 1,87Total 2721 100

(+) Karena kendala taksonomi, semua ngengat dikelompokkan dengan nama yang umum.

Page 3: Forcipomyia spp.: Sang Penghulu Bunga Kakaoiccri.net/download/warta_puslit_koka/warta_puslitkoka_vol_27_no._2... · bunga kakao, ditandai gugurnya bunga. Genus serangga yang berperan

27 | 2 | Juni 2015

>> 26PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIAWarta

sekitar 2–4 hari6). Larva Forcipomyia spp. sangatmemerlukan keadaan yang lembab dan basah.Larva Forcipomyia spp. dapat dibedakan denganmudah dari larva Diptera lainnya, yaitu adanyadua baris “duri” pada punggungnya dan masing-masing puncaknya menyerupai kelompok titik-titikair yang rapat. Adanya titik air inilah yangmemberikan ciri khas pada larva Forcipomyia spp.Stadium larva berwarna putih terjadi sekitar 12hari dan untuk menjadi pupa mengalami 4 kalipergantian kulit6). Pupa Forcipomyia spp. seringditemukan dalam medium berbiaknya larva. Pupa

ini berwarna kekuningan dan berkelompok antara3–100 ekor. Periode perkembangan pupa padasuhu 20–25OC selama 2–3 hari.

Imago berwarna kekuningan dengan tubuhyang berbulu. Ukuran panjang tubuh seranggabetina sekitar 1,3 mm dan mampu bertahan hidup8–16 hari. Seluruh siklus hidupnya sekitar 28 haridan populasinya meningkat selama musim hujan.Serangga Forcipomyia spp. betina lebih berperanaktif dalam penyerbukan kakao dibandingkandengan serangga jantan.

Siklus Forcipomyia spp.; stadia larva (A), pupa (B), imago betinadengan tanda panah menunjukkan bagian toraks (C), imago jantan (D),

ngengat yang baru keluar dari bagian sepal bunga (E)

(Sumber foto: A dan B: Sulistyowati, 1990; C, D, dan E: Zakariyya, 2014)

Page 4: Forcipomyia spp.: Sang Penghulu Bunga Kakaoiccri.net/download/warta_puslit_koka/warta_puslitkoka_vol_27_no._2... · bunga kakao, ditandai gugurnya bunga. Genus serangga yang berperan

27 <<27 | 2 | Juni 2015

PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIAWarta

Proses Penyerbukan KakaoBunga kakao memiliki struktur yang rumit,

tersusun atas pedikel panjang dan memiliki 5sepala, 5 petala, 10 stamen dan ovary yangbersatu dengan karpel. Kompleksnya susunanbunga tersebut menguatkan dugaan bahwa perluagen khusus dalam membantu terjadinyapenyerbukan bunga kakao. Tidak semuaserangga yang mengunjungi bunga akanmembantu penyerbukan bunga, hanya seranggaForcipomyia spp. yang paling berperan dalamproses penyerbukan tersebut. Hal ini berdasar-kan bentuk tubuh serangga yang berbulu,punggung (thorax) yang lebar, perilaku yang lebihsering mengunjungi bunga serta gerakan yangmemasuki staminodia dan menyentuh putik.Serangga lain yang hadir di kebun hanyamengunjungi bunga dan tidak memasukinyasehingga menguatkan dugaan bahwa seranggatersebut tidak berperan penting terhadappenyerbukan kakao.

Serangga Forcipomyia spp. mengunjungibunga kakao dan mengumpulkan polen denganmenggunakan bagian punggung yang dilengkapidengan bulu-bulu rambut. Forcipomyia spp.datang mengunjungi bunga kakao yang didugatertarik pada garis-garis merah staminodia.Walaupun sampai sekarang masih dilakukanstudi ketertarikan serangga tersebut dalam

mengunjungi garis merah sampai polen, tetapibeberapa studi menjelaskan bahwa seranggatersebut mencari protein yang terkandung dalambunga untuk keperluan reproduksi. Garis merahtersebut mengarahkan ke antera yang terletakdi dalam petala.

Ngengat yang telah hinggap pada stamino-dia kemudian berjalan mengikuti alur garis merahmengarah pada petala. Beberapa literaturmenyebutkan bahwa serangga tersebut mencariprotein untuk tujuan bereproduksi. ThoraxForcipomyia spp. dengan ukuran 0,16 mmdan panjang 1,00 mm mampu mengumpulkanbanyak polen kakao yang berdiameter 16 µm.Bagaimanapun juga, efektifitas penyerbukan olehserangga tergantung pada ukuran tubuhserangga (<1 mm–3 mm), karena hal tersebutberkaitan dengan menyentuhnya bagian thoraxyang masuk pada bagian dalam staminodia lalumenempelkan polen pada stigma.

Dua kunci yang menentukan keberhasilanpenyerbukan kakao adalah sampainya serbuk sarike kepala putik dan sifat kompatibilitaspenyerbukan. Keberhasilan penyerbukan bungakakao membutuhkan penempelan serbuk sari,minimal sebanyak 35 butir reseptif putik sampaipada kepala putik yang saling kompatibel. Apabilajumlah serbuk sari reseptif kurang dari 35 butirdapat menyebabkan kegagalan penyerbukanbunga kakao, ditandai gugurnya bunga.

Genus serangga yang berperan dalam penyerbukan bunga kakao

Drosopila spp. 190 -Forcipomyia spp 467 60,1Cecydomiidae 578 20

DipteraJumlah serangga terperangkapdengan menggunakan metode

UV trapping

Penempelan polen pada putik (per mm3)setiap kali mengunjungi bunga

Sumber: Adjaloo & Oduro (2013).

Page 5: Forcipomyia spp.: Sang Penghulu Bunga Kakaoiccri.net/download/warta_puslit_koka/warta_puslitkoka_vol_27_no._2... · bunga kakao, ditandai gugurnya bunga. Genus serangga yang berperan

27 | 2 | Juni 2015

>> 28PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIAWarta

PenutupSerangga yang hidup dalam agroekosistem

kakao banyak macamnya mayoritas berasal dariordo Diptera dan berperan penting dalam prosespenyerbukan bunga kakao. Serangga yangberperan penting sebagai pollinator bunga kakaoadalah Forcipomyia spp. sehingga keberadaanserangga tersebut memiliki arti penting dalamupaya meningkatkan produktivitas tanaman. Untukitu faktor-faktor yang mendukung kehidupanserangga Forcipomyia spp. perlu mendapatperhatian khusus dalam budidaya kakao.

Sumber Pustaka1)Adjaloo M. K1 & Oduro, W. (2013). Insect assemblage

and the pollination system of cocoa (Theobromacacao L). J. Applied Bioscience, 62, 4582–4594.

2)Ibrahim, A.G. & A.M. Hussein (1987). Role of Insects inthe Pollination of cocoa flowers. Pertanika, 10,103–106.

3)Kaufmann, T. (1974). Behavioral biology of a cocoapollinator, Forcipomyia inornatioennis (Diptera,Ceratopogonidae) in Ghana. Rev. appl. Ent. Ser. A.,63, 1253 (Abstract).

4)Kaufmann, T. (1975). Studies on the ecology and biologyof cocoa pollinator, Forcipomyia squamipennis I.& M. (Diptera, Ceratopogonidae) in Ghana. Bull.Ent. Res., 65, 263–268.

5)Saunders, L.G. (1960). Insect pollinators of cacao. Coff.Cacao J., 3, 35, 43, 46–47, 54.

6)Winder, J.A. (1977). Recent research on insect pollinationof cocoa. Cocoa Grower’s Bull., 26, 11–19.

**0**

Ngengat (Forcipomyia spp.) yang berjalan mengikuti garis merah staminodia;ngengat berjalan di bagian luar staminodia menuju serbuk sari (A) dan

ngengat berjalan di bagian dalam staminodia untuk menempelkan putik (B)