Embed Size (px)
Citation preview
i
DISERTASI DIAJUKAN UNTUK UJIAN TERTUTUP
DISERTASI
BIONOMI Liriomyza chinensis KATO
(DIPTERA : AGROMYZIDAE) PADA TANAMAN
BAWANG MERAH (Allium cepa L.) DI BALI
HAMID
NIM. 1690411003
PROGRAM STUDI DOKTOR (S3) ILMU PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2018
ii
Halaman Persyaratan Gelar Doktor
BIONOMI Liriomyza chinensis KATO
(DIPTERA : AGROMYZIDAE) PADA TANAMAN
BAWANG MERAH (Allium cepa L.) DI BALI
Disertasi untuk Memperoleh Gelar Doktor
pada Program Studi Doktor (S3) Ilmu Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Udayana
HAMID
NIM. 1690411003
PROGRAM STUDI DOKTOR (S3) ILMU PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2018
iii
Lembar Pengesahan
DISERTASI INI TELAH DISETUJUI
PADA TANGGAL……………………
Promotor
Prof. Dr. Ir. I Wayan Supartha, M.S.
NIP. 19570330 198601 1 001
Kopromotor I Kopromotor II
Prof. Ir. I Wayan Susila, M.S. I Putu Sudiarta, S.P., M.Si., Ph.D.
NIP. 19540129 198601 1 001 NIP. 19791107 200501 1 002
Mengetahui,
Koordinator Program Studi Doktor (S3) Ilmu Pertanian Dekan Fakultas
Fakultas Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Udayana Universitas Udayana
Prof. Dr. Ir. I Made Adnyana, M.S. Prof. Dr. Ir. I Nyoman Rai, M.S.
NIP. 19560525 198303 1 002 NIP. 19630515 198803 1 001
iv
Disertasi ini Akan Diuji pada Ujian Tertutup
Tanggal.....................................................
Panitia Penguji Disertasi Berdasarkan SK. Rektor
Universitas Udayana No. :.................................., Tanggal ...............................
Ketua : Prof. Dr. Ir. I Made Adnyana, M.S.
Anggota :
1. Prof. Dr. Ir. I Wayan Supartha, M.S.
2. Prof. Ir. I Wayan Susila, M.S.
3. I Putu Sudiarta, S.P., M.Si., Ph.D.
4. Prof. Dr. Ir. I Nyoman Wijaya, M.S.
5. Prof. Dr. Dra. Made Sritamin, M.S.
6. Dr. Ir. Ketut Ayu Yuliadhi, M.P.
7. Dr. Ir. Purnama Hidayat, M.Sc.
v
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Hamid
NIM : 1690411003
Program Studi : Ilmu Pertanian
Judul Disertasi : Bionomi Liriomyza chinensis Kato (Diptera : Agromyzidae)
pada Tanaman Bawang Merah (Allium Cepa L.) di Bali.
Dengan ini menyatakan bahwa karya Ilmiah Disertasi ini bebas plagiat.
Apabila di kemudian hari terbukti plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima
sangsi sesuai peraturan Mendiknas RI No. 17 Tahun 2010 dan Peraturan Perundang-undangan
yang berlaku.
Denpasar, Agustus 2018
Yang membuat pernyataan
( Hamid )
vi
UCAPAN TERIMA KASIH
Pertama-tama perkenankan penulis memanjatkan puji syukur kepada Allah SWT (Tuhan
Yang Maha Esa), atas segala anugerah dan karunia-Nya sehingga disertasi dengan judul
“Bionomi Liriomyza chinensis Kato (Diptera : Agromyzidae) pada Tanaman Bawang Merah
(Allium cepa L.) di Bali” dapat diselesaikan.
Melalui kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang
sebesar-besarnya kepada Prof. Dr. Ir. I Wayan Supartha, M.S., selaku Promotor yang dengan
penuh perhatian telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan dan saran selama penulis
mengikuti Program Doktor, khususnya dalam penyelesaian disertasi. Terima kasih juga penulis
sampaikan kepada Prof. Ir. I Wayan Susila, M.S., selaku Kopromotor I dan I Putu Sudiarta, S.P.,
M.Si., Ph.D., selaku Kopromotor II yang dengan penuh perhatian memberikan dorongan,
semangat, bimbingan, dan saran kepada penulis selama penyusunan disertasi ini.
Ucapan terima kasih juga penulis tujukan kepada Rektor Universitas Udayana Prof.
Dr.dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K) atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis
untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Doktor di Universitas Udayana.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Ir. I Nyoman Rai, M.S., selaku
Dekan Fakultas Pertanian Universitas Udayana. Ucapan yang sama penulis sampaikan kepada
Prof. Dr. Ir. I Made Adnyana, M.S., selaku Koordinator Program Studi Doktor (S3) Ilmu
Pertanian Universitas Udayana, atas semua masukan dan saran yang telah diberikan. Ungkapan
terima kasih juga penulis sampaikan kepada para penguji yang telah memberikan masukan,
saran, sanggahan, dan koreksi sehingga disertasi ini dapat terwujud, serta semua pihak yang telah
membantu dalam penyusunan disertasi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih sebesar-
besarnya kepada Lembaga Pengelola Dana Pendidikan (LPDP) yang telah memberi bantuan
finansial, sehingga meringankan penulis dalam menyelesaikan studi.
Pada kesempatan ini juga penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada Ayah dan Ibu yang telah mengasuh dan membesarkan penulis, memberikan dasar-dasar
berfikir logis dan suasana demokratis sehingga tercipta adanya kreativitas. Kepada Istri tercinta
Tut Wuri Handayani Baria, S.P., dan Ananda Namira Putri Hamid yang dengan penuh
vii
pengorbanan telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk lebih berkonsentrasi dalam
menyelesaikan disertasi ini.
Semoga Allah SWT (Tuhan Yang Maha Esa) selalu melimpahkan rahmat dan hidayah-
Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian disertasi ini.
Denpasar, Agustus 2018
Penulis,
Hamid
viii
ABSTRAK
BIONOMI Liriomyza chinensis KATO
(DIPTERA : AGROMYZIDAE) PADA TANAMAN
BAWANG MERAH (Allium cepa L.) DI BALI
Liriomyza chinensis merupakan hama eksotis yang saat ini telah menjadi hama utama
pada pertanaman bawang merah di Bali. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik
morfologi dan molekuler L. chinensis dari beberapa lokasi pertanaman bawang merah,
mengetahui kapan penerbangan imago L. chinensis di lapang paling aktif, mengetahui preferensi
L. chinensis terhadap beberapa varietas tanaman bawang merah di laboratorium, mengetahui
perkembangan populasi dan serangan L. chinensis terhadap tanaman bawang merah di lapang,
mengetahui kelimpahan, keragaman dan dominasi parasitoid dari beberapa lokasi pertanaman
bawang merah di Bali.
Untuk identifikasi ciri morfologi Liriomyza sp. yang didapat dari beberapa lokasi
pertanaman bawang merah di Bali dengan mengacu pada Shiao et al. (1991) dan Shiao (2004).
Sementara identifikasi molekulernya melalui beberapa langkah yaitu isolasi DNA total,
elektroforesis DNA total, reaksi berantai PCR, kemudian hasil amplifikasi DNA dielektroforesis,
setelah itu dilakukan sekuensing, hasil dari sekuen kemudian dimasukkan dalam BLAST NCBI
untuk melihat homologinya dengan spesies terdekat dalam data GenBank dan terakhir membuat
pohon filogenetik dengan menggunakan metode neighbor-joining. Pengamatan aktivitas
penerbangan imago L. chinensis mulai pukul 06.00-18.00. Peubah yang diamati adalah jumlah
imago L. chinensis yang tertangkap perangkap kartu kuning berperekat (PKKB). Pada penelitian
ini juga dilakukan uji preferensi L. chinensis terhadap lima varietas bawang merah (varietas
Bima Brebes, Bauji, Tajuk, Probo dan Bali Karet) di laboratorium dan juga pengamatan tingkat
serangan L. chinensis terhadap lima varietas bawang merah tersebut di lapang. Untuk
mendapatkan data kelimpahan, keragaman dan dominasi parasitoid di lapang, dengan cara
pengambilan sampel daun bawang merah yang terserang L. chinensis, yang dilakukan setiap
minggu dari beberapa lokasi pertanaman bawang merah dengan ketinggian tempat yang berbeda.
Berdasarkan hasil identifikasi morfologi dan analisis molekuler, maka sepesies Liriomyza
sp. yang ditemukan menyerang pertanaman bawang merah di Bali adalah L. chinensis.
Sementara aktivitas penerbangan imago L. chinensis di lapang paling banyak terjadi pada pukul
08.00-11.00. Berdasarkan uji preferensi L. chinensis terhadap lima varietas bawang merah di
laboratorium, varietas Bali Karet yang paling dipilih oleh L. chinensis, baik sebagai keperluan
makan maupun sebagai tempat meletakkan telur. Rata-rata persentase serangan L. chinensis
terhadap lima varietas bawang merah di lapang, varietas Bima Brebes (12,91%), Bauji (9,68%),
Tajuk (10,09%), Probo (9,96%) dan Bali Karet (13,56%). Begitu juga dengan rata-rata intensitas
serangan L. chinensis terhadap lima varietas bawang merah di lapang, varietas Bima Brebes
(19,79%), Bauji (15,55%), Tajuk (16,80%), Probo (17,10%) dan Bali Karet (20,20%). Jenis
parasitoid yang didapat dari beberapa lokasi pertanaman bawang merah di Bali yaitu dari Famili
Eulopidae (Hemiptarsenus varicornis) dan Famili Braconidae (Opius spp.). Rendahnya
keragaman parasitoid yang ditemukan di lapang, kemungkinan dikarenakan aplikasi insketisida
sintetik oleh petani yang berlebihan.
Kata kunci: Liriomyza chinensis, aktivitas penerbangan, preferensi, persentase serangan,
parasitoid
ix
ABSTRACT
BIONOMICS of Liriomyza chinensis KATO
(DIPTERA : AGROMYZIDAE) on ONION (Allium cepa L.) in BALI
Liriomyza chinensis, is an exotic pest that has now become a major pest in onion
plantings in Bali. The aim of this study was to determine the morphological and molecular
characteristics of L. chinensis from several onion planting sites, to find out when flight of L.
chinensis in the field is the most active, to know the preferences of L. chinensis for several onion
varieties in the laboratory, to know the population development and attack of L chinensis on
onion plants in the field, knowing the diversity, abundance and dominance of parasitoid from
several locations of onion plantations in Bali.
For identify the morphological characteristics of Liriomyza sp. obtained from several
locations in the field with reference to Shiao et al. (1991) and Shiao (2004). While the molecular
identification is through several steps, namely total DNA isolation, total DNA electrophoresis,
PCR chain reaction, then electrophoretic DNA amplification, then sequencing, the results of
sequences are then included in BLAST NCBI to see the homology with the closest species in
GenBank data and finally make trees phylogenetic using the neighbor-joining method.
Observation of flight activity of L. chinensis adult from 06.00-18.00. The variables observed
were the number of L. chinensis adult caught in adhesive yellow card traps (AYCT). In this
study the preference of L. chinensis on five onion varieties (Bima Brebes, Bauji, Tajuk, Probo
and Bali Karet) were tested in the laboratory as well as observing the level of attack of L.
chinensis on the five varieties of onion in the field. To obtain data on abundance, diversity and
dominance of parasitoid in the field, by sampling onion leaves attacked by L. chinensis, which is
carried out every week from several locations of onion plantations with different altitudes.
Based on the results of morphological identification and molecular analysis, the species
Liriomyza sp. which was found in attacking onion plantations in Bali is L. chinensis. While the
flight activity of L. chinensis in the field is the mostly occurs between at 08.00-11.00. Based on
the preference test of L. chinensis on five onion varieties in the laboratory, the Bali Karet variety
was chosen by L. chinensis, both as a food requirement and as a place to lay eggs. The average
percentage of L. chinensis attack on five onion varieties in the field, Bima Brebes variety
(12.91%), Bauji (9.68%), Tajuk (10.09%), Probo (9.96%) and Bali Karet (13.56%). Likewise,
the average intensity of L. chinensis attack on five onion varieties in the field, Bima Brebes
variety (19.79%), Bauji (15.55%), Tajuk (16.80%), Probo (17.10 %) and Bali Karet (20.20%).
The type of parasitoid obtained from several locations of onion planting is from the Eulopidae
family (Hemiptarsenus varicornis) and the Braconidae family (Opius spp.). The low parasitoid
found in the field, probably due to the excessive application of synthetic insecticides by farmers.
Keywords: Liriomyza chinensis, flight activity, preference, percentage of attack, parasitoid
x
RINGKASAN
BIONOMI Liriomyza chinensis KATO
(DIPTERA : AGROMYZIDAE) PADA TANAMAN
BAWANG MERAH (Allium cepa L.) DI BALI
Bawang merah (Allium cepa L.) merupakan komoditas unggulan yang mempunyai
prospek untuk dikembangkan. Prospek pengembangan bawang merah sangat baik ditinjau dari
segi permintaan yang terus meningkat sejalan dengan peningkatan jumlah penduduk dan
kebutuhan akan bawang merah. Produksi bawang merah di tingkat petani masih rendah dan
berfluktuasi antara 1-5 ton/ha. Salah satu faktor penyebab rendahnya produktivitas bawang
merah di Indonesia adalah adanya serangan L. chinensis. Saat ini L. chinensis merupakan hama
penting tanaman bawang merah yang menyebar luas di kawasan Asia Tenggara dan Pasifik
seperti Indonesia, China, Jepang, Korea, Thailand, Malaysia, Singapura, Taiwan dan Vietnam.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik morfologi dan molekuler L. chinensis
dari beberapa lokasi pertanaman bawang merah, mengetahui kapan penerbangan imago L.
chinensis di lapang paling aktif, mengetahui preferensi L. chinensis terhadap beberapa varietas
tanaman bawang merah di laboratorium, mengetahui perkembangan populasi dan serangan L.
chinensis terhadap tanaman bawang merah di lapang serta mengetahui kelimpahan, keragaman
dan dominasi parasitoid dari beberapa lokasi pertanaman bawang merah di Bali.
Sampel daun bawang merah yang menunjukkan gejala serangan Liriomyza sp., diambil
dari lokasi penelitian, selanjutnya dibiakkan di Laboratorium. Imago Liriomyza sp. yang didapat
dari hasil pembiakan kemudian diidentifikasi ciri morfologinya dengan mengacu pada Shiao et
al. (1991) dan Shiao (2004). Sementara identifikasi molekulernya melalui beberapa langkah
yaitu isolasi DNA total, elektroforesis DNA total, reaksi berantai PCR, kemudian hasil
amplifikasi DNA dielektroforesis, setelah itu dilakukan sekuensing, hasil dari sekuen kemudian
dimasukkan dalam BLAST NCBI untuk melihat homologinya dengan spesies terdekat dalam
data GenBank dan terakhir membuat pohon filogenetik dengan menggunakan metode neighbor-
joining. Pengamatan aktivitas penerbangan imago L. chinensis meliputi waktu penerbangannya
di lapang, melalui pemasangan perangkap kartu kuning berperekat (PKKB) satu minggu sekali
sebanyak delapan kali yaitu 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 dan 8 minggu setelah tanam (MST). PKKB
dipasang dengan ketinggian 15 cm dari permukaan tanaman bawang merah. PKKB dibuat dari
xi
map pelastik berwarna kuning berukuran 10 x 18 cm2. Jumlah perangkap yang digunakan 15
buah. PKKB dipasang pada tiang bambu dengan tali gantungan yang terbuat dari benang katun.
Setiap kartu perangkap diolesi lem perangkap tikus cap gajah, pada kedua permukaannya.
Pengamatan aktivitas penerbangan imago L. chinensis dengan interval waktu penerbangan yaitu
pukul 06.00-07.00, ˃07.00-08.00, ˃08.00-09.00, ˃09.00-10.00, ˃10.00-11.00, ˃11.00-12.00,
˃12.00-13.00, ˃13.00-14.00, ˃14.00-15.00, ˃15.00-16.00, ˃16.00-17.00 dan ˃17.00-18.00.
Peubah yang diamati adalah jumlah imago L. chinensis yang tertangkap PKKB. Untuk menguji
preferensi L. chinensis terhadap beberapa varietas bawang merah di laboratorium, yang terdiri
dari lima perlakuan (varietas Bima Brebes, Bauji, Tajuk, Probo dan Bali Karet). Tanaman
bawang merah yang diuji masing-masing ditanam dalam pot plastik berukuran 12 cm dan
diameter 15 cm. Umur tanaman yang digunakan adalah 2 minggu. 25 pot tanaman dimasukkan
ke dalam kurungan yang berukuran 50 cm x 40 cm x 40 cm secara acak dengan menggunakan
sistem lotre. Imago L. chinensis hasil pemeliharaan diambil dengan menggunakan tabung gelas.
Kemudian 25 pasang imago hasil biakan diinfestasikan ke dalam kurungan yang berisi 25
tanaman perlakuan, dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL). Peubah yang
diamati adalah (1) jumlah tusukan ovipositor imago pada permukaan daun (2) jumlah telur (3)
jumlah larva (4) jumlah korokan dan (5) persentase serangan. Faktor biofisik daun yang diamati
adalah ketebalan daun masing-masing varietas. Untuk keperluan pengamatan tersebut diambil 25
daun (sebagai ulangan) per varietas. Pengukuran ketebalan daun bawang merah dilakukan
dengan mikro meter. Untuk mengetahui kandungan senyawa nutrisi dan non-nutrisi dari tanaman
bawang merah, maka dilakukan perhitungan kandungan senyawa biokimia daun bawang merah,
yang meliputi : tanin, polifenol, protein, gula total, kadar abu dan kadar air.
Untuk keperluan pengamatan tingkat serangan L. chinensis terhadap beberapa varietas
tanaman bawang merah di lapang, yang terdiri dari lima perlakuan (varietas Bima Brebes, Bauji,
Tajuk, Probo dan Bali Karet). Setiap perlakuan diulang sebanyak lima kali sehingga terdapat 25
petak satuan percobaan. Setiap petak satuan percobaan diambil 10 rumpun tanaman sebagai
sampel yang diberi nomor urut dari 1 sampai 10. Pengamatan tingkat serangan L. chinensis
terhadap beberapa varietas tanaman bawang merah dilakukan setiap minggu sejak tanaman
bawang merah berumur 1 MST sampai 8 MST. Untuk mengetahui kelimpahan, keragaman dan
dominasi parasitoid di lapang. Pengambilan sampel daun bawang merah yang terserang L.
xii
chinensis, dilakukan setiap minggu dari beberapa lokasi pertanaman bawang merah dengan
ketinggian tempat yang berbeda. Sampel daun terkoleksi dimasukkan ke dalam kantung pelastik
(45 daun terserang) per lokasi, kemudian disimpan sementara di dalam cool box untuk
dipindahkan ke dalam stoples penetasan di laboratorium. Imago Liriomyza sp. dan parasitoid
yang muncul dimasukkan secara terpisah ke dalam botol koleksi berisi alkohol 90% untuk
kebutuhan identifikasi. Untuk mengidentifikasi parasitoid yang muncul dari hasil penetasan
menggunakan acuan kunci dasar parasitoid di Asia oleh Fisher et al. (2005).
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa jenis Liriomyza sp. yang ditemukan dari
beberapa lokasi pertanaman bawang merah di Bali, mempunyai karakteristik morfologi dengan
ciri-ciri pola warna tergit pada abdomen yang sederhana dengan tanpa garis penghubung antara
segmen dengan segmen berikutnya, scutellum berwarna abu-abu gelap atau mendekati hitam.
Ciri-ciri tersebut merujuk kepada spesies L. chinensis. Hasil penelusuran data GenBank melalui
identifikasi hasil pensejajaran sekuen menunjukkan bahwa asam nukleat gen COI Liriomyza sp.
yang ditemukan, menunjukkan homologi tertinggi dengan L. chinensis (EF104701.1), L.
chinensis (AB721340.1) dan L. chinensis (AB721343.1) dengan tingkat identik sebesar 99%.
Jika hasil tersebut dibandingkan dengan Liriomyza sp. (KR691019.1), Liriomyza sp.
(KM864539.1) dan Liriomyza sp. (KY831514.1) menunjukkan tingkat identik sebesar 88%, dan
jika dibandingkan dengan L. huidobrensis (FJ435888.1), L. huidobrensis (EU219615.1) dan L.
huidobrensis (KR476572.1) dengan tingkat identik sebesar 87%. Berdasarkan hasil identifikasi
morfologi dan molekuler tersebut, maka sepesies Liriomyza sp. yang ditemukan menyerang
pertanaman bawang merah di Bali adalah L. chinensis.
Berdasarkan uji preferensi L. chinensis terhadap lima varietas bawang merah di
laboratorium, varietas Bali Karet yang paling dipilih oleh L. chinensis, baik sebagai keperluan
makan maupun sebagai tempat meletakkan telur. Varietas Bauji lebih toleran terhadap serangan
L. chinensis, jika dibandingkan dengan varietas yang lain.
Hasil penelitian di lapang menunjukkan bahwa imago L. chinensis sudah mulai
menginvasi tanaman sejak kemunculan daun tanaman bawang merah ke permukaan tanah.
Puncak invasi tersebut terjadi pada saat tanaman berumur 3 minggu setelah tanam (MST).
Sementara aktivitas penerbangan imago L. chinensis paling banyak terjadi pada pukul 08.00-
11.00. Perkembangan populasi imago L. chinensis mulai tampak sejak 1 MST dan mencapai
xiii
puncaknya pada 3 MST, kemudian menurun sampai 5 MST dan naik lagi pada 6 MST kemudian
menurun sampai 8 MST. Sementara populasi larva mulai terpantau 2 MST dan mencapai
puncaknya pada 5 MST kemudian menurun terus sampai 8 MST. Rata-rata persentase serangan
L. chinensis terhadap varietas Bima Brebes (12,91%), Bauji (9,68%), Tajuk (10,09%), Probo
(9,96%) dan Bali Karet (13,56%). Begitu juga dengan rata-rata intensitas serangan L. chinensis
terhadap varietas Bima Brebes (19,79%), Bauji (15,55%), Tajuk (16,80%), Probo (17,10%) dan
Bali Karet (20,20%). Hal itu menunjukkan bahwa kelima varietas bawang merah yang diuji
cukup rentan terhadap serangan L. chinensis, tetapi varietas Bauji cenderung lebih toleran
terhadap serangan L. chinensis.
Indeks kelimpahan, keragaman dan dominansi parasitoid yang didapat dari beberapa
lokasi pertanaman bawang merah di Bali. Pada lokasi pertanaman bawang merah dengan
ketinggian <500 m dpl, meliputi daerah Kabupaten Badung dan Kabupaten Gianyar, pada areal
pertanaman bawang merah di lokasi tersebut tidak ditemukan adanya parasitoid (indeks
kelimpahan (R1) = 0,00; indeks keragaman (H’) = 0,00; indeks dominasi (D) = 0,00). Pada
lokasi dengan ketinggian ≥500–1000 m dpl, meliputi beberapa lokasi di Kabupaten Tabanan,
ditemukan 2 jenis parasitoid yaitu Hemiptarsenus varicornis sebanyak 3 ekor (indeks
kelimpahan (R1) = 0,6213; indeks keragaman (H’) = 0,2544; indeks dominasi (D) = 0,0100) dan
Opius spp. 22 ekor (indeks kelimpahan (R1) = 6,5239; indeks keragaman (H’) = 0,1125; indeks
dominasi (D) = 0,7700). Sedangkan pada lokasi dengan ketinggian ≥1000 m dpl, meliputi
beberapa lokasi Kabupaten Tabanan dan Kabupaten Bangli ditemukan juga 2 jenis parasitoid
yaitu H. varicornis 5 ekor (indeks kelimpahan (R1) = 1,2941; indeks keragaman (H’) = 0,3380;
indeks dominasi (D) = 0,0433) dan Opius spp. 17 ekor (indeks kelimpahan (R1) = 5,1763; indeks
keragaman (H’) = 0,2013; indeks dominasi (D) = 0,5887). Lingkungan yang stabil memiliki nilai
indeks kelimpahan (R1) dan keragaman (H’) tinggi serta dominasi (D) rendah. Rendahnya
keragaman parasitoid yang ditemukan di lapang, kemungkinan dikarenakan aplikasi insketisida
sintetik oleh petani yang berlebihan, yang aplikasinya dapat mencapai 2-3 kali perminggu.
xiv
DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL DALAM ...................................................................................................... i
PERSYARATAN GELAR .......................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................... iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI ............................................................................ iv
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ............................................................ v
UCAPAN TERIMA KASIH......................................................................................... vi
ABSTRAK ................................................................................................................... viii
ABSTRACT ................................................................................................................. ix
RINGKASAN .............................................................................................................. x
DAFTAR ISI ................................................................................................................ xiv
DAFTAR TABEL ......................................................................................................... xvii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xviii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ xx
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................. 4
1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................. 4
1.3.1 Tujuan Umum Penelitian ............................................................. 5
1.3.2 Tujuan Khusus Penelitian ............................................................ 5
1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................ 6
1.4.1 Manfaat Akademik....................................................................... 6
1.4.2 Manfaat Praktis ............................................................................ 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 7
2.1 Klasifikasi Liriomyza chinensis ............................................................ 7
2.2 Karakter Morfologi Liriomyza spp. ..................................................... 7
2.3 Persebaran Populasi Liriomyza dan Tanaman Inang ........................... 9
xv
2.4 Perilaku Makan dan Kerusakan ........................................................... 11
2.5 Biologi Liriomyza spp. ......................................................................... 13
2.6 Resistensi Tanaman terhadap Liriomyza spp. ...................................... 17
2.7 Pengendalian Liriomyza spp. ................................................................ 20
2.7.1 Penggunaan Varietas Tahan ........................................................ 20
2.7.2 Budi Daya Tanaman ................................................................... 22
2.7.3 Kultur Teknis .............................................................................. 23
2.7.4 Penggunaan Perangkap ............................................................... 23
2.7.5 Penggunaan Musuh Alami .......................................................... 24
2.7.6 Penggunaan Insektisida ............................................................... 27
2.8 Faktor yang Mempengaruhi Perkembangan Kehidupan
Serangga ............................................................................................... 29
2.8.1 Faktor Instrinsik .......................................................................... 29
2.8.2 Faktor Ekstrinsik ......................................................................... 30
2.9 Mitokondria Citochrome Oxidase I (mtCOI) ...................................... 31
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS
PENELITIAN ............................................................................................ 35
3.1 Kerangka Berpikir ................................................................................ 35
3.2 Kerangka Konsep ................................................................................. 42
3.3 Hipotesis Penelitian ............................................................................. 45
BAB IV METODE PENELITIAN ........................................................................... 46
4.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ............................................................... 46
4.2 Bahan dan Alat ..................................................................................... 46
4.3 Pelaksanaan Penelitian ......................................................................... 47
4.3.1 Percobaan 1 : Identifikasi Ciri Morfologi dan Analisis
Karakteristik Genetik Liriomyza dari Beberapa Lokasi
Pertanaman Bawang Merah di Bali ............................................ 47
4.3.2 Percobaan 2 : Aktivitas Penerbangan Imago L. chinensis
di Lapang .................................................................................... 53
4.3.3 Percobaan 3 : Uji Preferensi L. chinensis terhadap Beberapa
xvi
Varietas Tanaman Bawang Merah .............................................. 53
4.3.4 Percobaan 4 : Perkembangan Populasi dan Serangan
L. chinensis terhadap Beberapa Varietas Tanaman
Bawang Merah ............................................................................ 55
4.3.5 Percobaan 5 : Kelimpahan, Keragaman dan Dominasi
Parasitoid di Lapang ................................................................... 58
4.4 Analisis Data . ....................................................................................... 60
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 61
5.1 Identifikasi Ciri Morfologi dan Analisis Karakteristik Genetik
Liriomyza dari Beberapa Lokasi Pertanaman Bawang Merah
di Bali ................................................................................................. 61
5.2 Aktivitas Penerbangan Imago L. chinensis ......................................... 70
5.3 Preferensi L. chinensis terhadap Beberapa Varietas Bawang
Merah .................................................................................................. 72
5.4 Perkembangan Populasi L. chinensis pada Tanaman Bawang
Merah di Lokasi Penelitian .................................................................. 78
5.5 Persentase Serangan L. chinensis terhadap Lima Varietas Bawang
Merah .................................................................................................. 80
5.6 Intensitas Serangan L. chinensis terhadap Lima Varietas Bawang
Merah .................................................................................................. 83
5.7 Kelimpahan, Keragaman dan Dominasi Parasitoid dari Beberapa
Lokasi Pertanaman Bawang Merah di Bali ....................................... 84
5.8 Pembahasan Umum ............................................................................. 87
5.9 Novelty (Temuan terbaru)..................................................................... 93
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 95
6.1 Simpulan .............................................................................................. 95
6.2 Saran .................................................................................................... 96
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 97
LAMPIRAN ................................................................................................................. 107
xvii
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1 Spesies Liriomyza dan Tanaman Inang Utama ................................................ 10
4.1 Primer Oligonukleotida yang Digunakan untuk Amplifikasi PCR .................. 51
4.2 Cocktail yang Digunakan untuk Amplifikasi PCR .......................................... 51
4.3 Rangkaian Amplifikasi Daerah Sitokrom Oksidase I DNA Mitokondria ....... 52
4.4 Nilai Skala untuk Menduga Kerusakan Tanaman Akibat
Serangan L. chinensis ....................................................................................... 57
5.1 Tingkat Identik Data di Genbank yang Memiliki Similiritas dengan Data
Liriomyza yang Didapat dari Lokasi Bedugul Bali .......................................... 65
5.2 Tingkat Identik Data di GenBank yang Memiliki Similiritas dengan Data
Liriomyza yang Didapat dari Lokasi Kintamani Bali ..................................... 66
5.3 Jumlah Imago L. chinensis yang Terperangkap dengan Menggunakan
15 PKKB antar Waktu pada Pertanaman Bawang Merah di Lokasi
Penelitian .......................................................................................................... 70
5.4 Rata-rata Jumlah Tusukan, Jumlah Telur, Jumlah Larva dan Jumlah
Korokan terhadap Lima Varietas Bawang Merah di Laboratorium ................ 74
5.5 Persentase Serangan L. chinensis terhadap Lima Varietas Tanaman
Bawang Merah di Laboratorium ...................................................................... 74
5.6 Kandungan Senyawa Nutrisi, Non-nutrisi dan Ketebalan Daun pada Lima
Varietas Tanaman Bawang Merah di Laboratorium ........................................ 77
5.7 Persentase Serangan L. chinensis terhadap Lima Varietas Tanaman
Bawang Merah di Lapang ................................................................................ 82
5.8 Intensitas Serangan L. chinensis terhadap Lima Varietas Tanaman
Bawang Merah di Lapang ................................................................................ 84
5.9 Jenis Parasitoid yang di Temukan di Pertanaman Bawang
Merah dengan Beberapa Lokasi Ketinggian Tempat yang Berbeda ............... 86
xviii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1 Karakteristik Morfologi imago dan korokan larva Liriomyza spp. ...................... 8
2.2 Bekas Korokan Larva Liriomyza sp. pada Daun Bawang Merah ........................ 11
2.3 Bekas Tusukan Ovipositor Liriomyza sp. ............................................................ 12
2.4 Siklus Hidup L. chinensis .................................................................................... 16
2.5 Daerah Gen Mitokondria. Gen Penyandi Sitokrom Oksidase Memiliki Tiga
Subunit yaitu Cox I, Cox II dan Cox III ............................................................... 33
3.1 Kerangka Berpikir Penelitian ............................................................................... 41
3.2 Kerangka Konsep Penelitian ................................................................................ 44
4.1 Kurungan Tempat Perlakuan ............................................................................... 54
5.1 Warna Scutellum Liriomyza yang Didapat dari Lokasi Penelitian ...................... 61
5.2 Pola Warna Tergit pada Abdomen Liriomyza yang Didapat dari
Lokasi Penelitian .................................................................................................. 62
5.3 Pola Warna Caput, Antenna, Mata Majemuk, Femor, Tibia dan Tarsus dari
Liriomyza yang Didapat dari Lokasi Penelitian ................................................... 62
5.4 Sayap Kanan Imago Liriomyza Betina yang Didapat dari Lokasi Penelitian ...... 63
5.5 Bekas Korokan Larva Liriomyza (Tanda Panah Merah) pada Daun Bawang
Merah, yang Didapat dari Lokasi Penelitian ....................................................... 63
5.6 Hasil Amplifikasi DNA ....................................................................................... 64
5.7 Tingkat Kesamaan Sekuen Gen COI (682 bp) dari Liriomyza Lokasi
Bedugul Bali, dengan Data GenBank NCBI ....................................................... 64
5.8 Tingkat Kesamaan Sekuen Gen COI (684 bp) dari Liriomyza Lokasi
Kintamani Bali, dengan Data GenBank NCBI .................................................... 65
5.9 Pohon Filogenetik Gen COI Liriomyza dari Lokasi Bedugul Bali
(IclQuery_6219) Dibandingkan dengan Data dari NCBI .................................... 68
5.10 Pohon Filogenetik Gen COI Liriomyza dari Lokasi Kintamani Bali
(IclQuery_76017) Dibandingkan dengan Data dari NCBI .................................. 69
5.11 Perangkap Kartu Kuning Berperekat (PKKB) di Tempat Penelitian ................. 71
xix
5.12 Perkembangan Populasi L. chinensis yang Terperangkap dengan
Menggunakan15 PKKB dan Jumlah Larva dari 50 Daun Tanaman
Bawang Merah di Lokasi Penelitian ................................................................... 80
5.13 Bekas Tusukan Ovipositor Imago Betina dan Bekas Korokan Larva
L. chinensis pada Daun Bawang Merah .............................................................. 81
5.14 Perkembangan Persentase Serangan L. chinensis terhadap Lima Varietas
Tanaman Bawang Merah .................................................................................... 83
5.15 Perkembangan Intensitas Serangan L. chinensis terhadap Lima Varietas
Tanaman Bawang Merah .................................................................................... 84
5.16 Jenis parasitoid yang ditemukan di pertanaman bawang merah ......................... 86
xx
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Hasil sekuensing Liriomyza sp. yang didapat dari lokasi Bedugul dan
Kintamani ........................................................................................................... 108
2. Analisis of Variance pada Uji Preferensi terhadap Jumlah Tusukan
Setelah 1 Minggu Inokulasi L. chinensis ........................................................... 115
3. Analisis of Variance pada Uji Preferensi terhadap Jumlah Telur
Setelah 1 Minggu Inokulasi L. chinensis ........................................................... 117
4. Analisis of Variance pada Uji Preferensi terhadap Jumlah Larva
Setelah 1 Minggu Inokulasi L. chinensis ........................................................... 119
5. Analisis of Variance pada Uji Preferensi terhadap Jumlah Korokan
Setelah 1 Minggu Inokulasi L. chinensis ........................................................... 121
6. Analisis of Variance Persentase Serangan terhadap Lima Varietas
Bawang Merah di Lapang .................................................................................. 123
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bawang merah (Allium cepa L.) merupakan komoditas unggulan yang
mempunyai prospek untuk dikembangkan. Prospek pengembangan bawang merah
sangat baik ditinjau dari segi permintaan yang terus meningkat sejalan dengan
peningkatan jumlah penduduk dan kebutuhan akan bawang merah. Hasil bawang
merah di tingkat petani masih rendah dan berfluktuasi antara 1-5 ton/ha. Salah satu
faktor penyebab rendahnya produktivitas bawang merah di Indonesia adalah adanya
serangan Liriomyza chinensis (Sahabuddin et al., 2012). Hama ini merupakan
serangga kosmopolitan, dan dalam beberapa tahun terakhir L. chinensis menjadi
hama penting pada Allium spp. di beberapa negara Asia Tenggara (Tran & Takagi,
2007), termasuk Indonesia (Rauf et al., 2000). L. chinensis termasuk hama monofag
dan ditemukan pertama kali di Indonesia menyerang tanaman bawang merah di
Desa Klampok, Kabupaten Brebes (Jawa Tengah) pada awal Agustus tahun 2000
(Rauf & Shepard, 2001).
Pentingnya pengenalan hama adalah sebagai dasar perlindungan tanaman
dari kerusakan yang disebabkan oleh hama tersebut. Identifikasi merupakan suatu
cara menggolongkan suatu organisme pada status tertentu baik itu takson ataupun
berdasarkan kerugian secara ekonomi yang ditimbulkannya. Secara umum untuk
identifikasi morfologi Liriomyza terdiri dari karakter sayap, caput, torak, warna
tungkai, warna scutellum dan pola tergit abdomen serta melihat ciri gejala serangan
(Shiao et al., 1991). Metode yang digunakan untuk menelusuri hubungan
filogenetik Liriomyza dengan cara melihat kemiripan DNA mitokondrianya. Untuk
1
2
identifikasi DNA Liriomyza dengan menggunakan gen COI mtDNA sebagai marker
(barcode genetik). Gen COI dalam studi molekuler merupakan salah satu gen yang
dapat digunakan sebagai penanda genetik, untuk mempelajari karakteristik genetik
antar spesies maupun antar individu (Folmer et al., 1994).
Pada awalnya, area yang terserang L. chinensis hanya sedikit, tetapi
serangan makin meluas dari tahun ke tahun sehingga menimbulkan kerugian yang
sangat besar bagi petani karena tanaman mereka gagal panen. Hasil penelitian
Gellang et al. (2009) di Watutela menunjukkan, terdapat perbedaan tingkat
kerusakan yang nyata, serangan L. chinensis pada tiga varietas bawang merah yang
diuji (Lokal Palu, Palasa, dan Tinombo), dengan tingkat serangan antara 35,2-
100%. Sementara itu Nonci et al. (2009) melaporkan, serangan L. chinensis pada
tanaman bawang merah umur 1 bulan berkisar antara 22,6-41,4%. Begitu juga
serangan pada bawang putih dapat mencapai 36,52% dengan kepadatan populasi
lalat dewasa pada tanaman 9 ekor/rumpun (Supriadi et al., 2000). Populasi L.
chinensis berkembang sangat cepat, satu hektar pertanaman bawang merah dapat
rusak hanya dalam semalam (Soetiarso, 2007). Serangan hama Liriomyza spp. di
Palu pada tahun 2007 dan 2008 dilaporkan meyebabkan gagal panen pada area 24-
50 hektar pertanaman bawang merah. Kemudian dalam kurun waktu enam tahun
telah mampu menyerang dengan total serangan mencapai 219 hektar (Nonci &
Muis, 2011; Sahabuddin et al., 2012).
Gejala awal pada daun bawang merah yang terserang L. chinensis berupa
bintik putih akibat tusukan ovipositor imago betina saat meletakkan telur. Larva
yang baru menetas langsung masuk ke dalam rongga daun kemudian mengorok
daun dari dalam. Arah korokan biasanya dari atas menuju ke bawah sampai ke
3
umbi, dan hal ini yang membedakannya dengan jenis pengorok daun lainnya
(Soetiarso, 2007). Fase tanaman bawang merah yang peka terhadap serangan L.
chinensis adalah tanaman muda, yaitu umur 2-3 minggu setelah tanam (Setyono,
2009). Korokan larva L. chinensis dapat menurunkan kapasitas fotosintesis tanaman
akibat rusaknya jaringan palisade daun saat larva membuat liang korokan bahkan
pada serangan berat mengakibatkan pengguguran daun lebih dini serta tanaman
akan rentan terhadap serangan pathogen (Trumble et al., 1985; Supartha, 1998;
Baliadi, 2009).
Sejauh ini upaya pengendalian L. chinensis yang dilakukan oleh petani di
beberapa daerah umumnya adalah dengan aplikasi beberapa jenis insektisida
sintetik, bahkan aplikasinya dapat mencapai 2-3 kali perminggu (Baliadi, 2009).
Menurut pengalaman mereka, insektisida yang digunakan sampai saat ini belum
mampu menekan serangan hama tersebut secara optimal. Salah satu penyebab
sulitnya pengendalian L. chinensis adalah ukuran hama yang relatif kecil sehingga
sulit terpantau dan baru disadari setelah populasinya meningkat, serta terlindungnya
fase pradewasa mereka yang terjadi di dalam jaringan daun tanaman, sehingga
terlindung dari insektisida kontak (Salvo & Valladares, 2007). Penggunaan
insektisida sintetik yang berlebihan tidak hanya dapat berdampak buruk bagi
lingkungan dan kesehatan tetapi juga menyebabkan terbunuhnya musuh alami hama
dan memicu terjadinya resistensi hama. Beberapa jenis lalat pengorok daun telah
mengalami peningkatan resistensi terhadap insektisida sintetik (Keil & Parrella,
1990; Ferguson, 2004). Tidak hanya itu umumnya penggunaan insektisida sintetik
berpengaruh negatif terhadap survivalitas dan keanekaragaman musuh alami lalat
pengorok daun (Prijono et al., 2004; Hidrayani et al., 2005; Hossain & Poehling,
4
2006; Hernandez et al., 2011). Untuk mengantisipasi masalah tersebut, diperlukan
pendekatan secara menyeluruh dan terpadu guna mendapatkan sistem pengendalian
yang lebih efektif dan aman serta dapat meminimalisir penggunaan insektisida
sintetik.
Beberapa usaha untuk mengurangi penggunaan insektisida sintetik, yaitu
melalui sistem pengendalian hama terpadu yang pendekatnnya didasari dengan
pendekatan ekologi. Sistem pengendalian hama terpadu pada perinsipnya
merupakan ekologi terapan, dimana dalam penerapannya memerlukan pemahaman
secara menyeluruh terhadap bioekologi serangga hama. Kebijakan perlindungan
tanaman melalui program pengendalian hama terpadu diharapkan mampu
meningkatkan kuantitas, kualitas dan kontinuitas produksi serta keuntungan
ekonomi, kelestarian lingkungan dan efisiensi produksi.
Berkaitan dengan permasalahan diatas, diperlukan serangkaian penelitian
bionomi L. chinensis pada tanaman bawang merah, yang mencakup: karakteristik
morfologi dan molekuler, aktivitas penerbangan, uji preferensi, perkembangan
populasi dan serangan, serta kelimpahan, keragaman dan dominasi parasitoid dari
beberapa lokasi pertanaman bawang merah di Bali.
1.2 Rumusan Masalah
Beberapa masalah yang dirumuskan dalam penelitian ini antara lain:
1. Apakah sama karakteristik morfologi dan molekuler Liriomyza sp. yang
ditemukan dari beberapa lokasi pertanaman bawang merah di Bali dengan
L. chinensis ?
2. Kapankah penerbangan imago L. chinensis di lapang paling aktif ?
5
3. Bagaimanakah preferensi L. chinensis terhadap beberapa varietas
tanaman bawang merah di laboratorium ?
4. Bagaimanakah perkembangan populasi dan serangan L. chinensis
terhadap tanaman bawang merah di lapang ?
5. Bagaimanakah kelimpahan, keragaman dan dominasi parasitoid dari
beberapa lokasi pertanaman bawang merah ?
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1 Tujuan Umum Penelitian
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk memahami bionomi L. chinensis
dari beberapa lokasi pertanaman bawang merah di Bali.
1.3.2 Tujuan Khusus Penelitian
1. Untuk mengetahui kesamaan karakteristik morfologi dan molekuler
Liriomyza sp. yang ditemukan dari beberapa lokasi pertanaman bawang
merah di Bali dengan L. chinensis.
2. Untuk mengetahui kapan penerbangan imago L. chinensis di lapang
paling aktif.
3. Untuk mengetahui preferensi L. chinensis terhadap beberapa varietas
tanaman bawang merah di laboratorium.
4. Untuk mengetahui perkembangan populasi dan serangan L. chinensis
terhadap tanaman bawang merah di lapang.
5. Untuk mengetahui kelimpahan, keragaman dan dominasi parasitoid dari
beberapa lokasi pertanaman bawang merah.
6
1.4 Manfaat Penelitian
1.4.1 Manfaat Akademik
Secara akademik hasil penelitian ini dapat memberikan data ilmiah
mengenai bionomi L. chinensis, sebagai informasi dasar dalam pengelolaan
ekosistem pertanian berkelanjutan.
1.4.2 Manfaat Praktis
Hasil penelitian ini berupa informasi tentang karakteristik morfologi dan
molekuler, aktivitas penerbangan, perkembangan populasi serta persentase dan
intensitas serangan L. chinensis terhadap beberapa varietas tanaman bawang merah.
Hasil penelitian ini juga diharapkan bermanfaat untuk petani, yang nantinya mereka
mampu memahami kapan waktu yang tepat mengendalikan hama L. chinensis.
