Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Patologi Serangga, dan Laboratorium Fisiologi dan Toksikologi Serangga, Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, mulai bulan Maret sampai Agustus 2011.
Bahan
Wereng Batang Cokelat Nilaparvata lugens
Wereng batang cokelat (WBC) biotipe 3 diperoleh dari biakan stok wereng Kebun Percobaan BB Padi Muara-Bogor. WBC dibiakkan pada tanaman padi varietas Pelita I-1 di dalam kurungan plastik berbentuk silinder berdiameter 25 cm dan tinggi 85 cm yang pada permukaan atasnya ditutup kain kasa untuk ventilasi (Gambar 1). Benih padi diperoleh dari laboratorium pemuliaan tanaman padi, Kebun Percobaan BB Padi Muara-Bogor. Benih disemai di atas baki plastik berukuran 40 x 30 x 5 cm yang beralaskan tanah basah secukupnya. Dua hingga tiga bibit semaian berumur dua minggu, dipindahkan ke dalam sebuah ember plastik berisi tanah lumpur sawah yang digenangi air. WBC kemudian diinfestasikan pada tanaman padi berumur 30-35 hari dan disungkup dengan plastik mika seperti diuraikan di atas.
Predator Paederus fuscipes
Imago kumbang predator P. fuscipes ditangkap dari pertanaman padi lahan sawah petani yang berlokasi di Desa Cikarawang-Bogor. Di laboratorium, kumbang tersebut dipindahkan ke dalam kotak plastik berukuran 30 x 20 x 20 cm yang dialasi tanah lembab (Gambar 2). Sebelum diujikan, kumbang dipelihara dengan diberi mangsa kutudaun Aphis glycines selama 3-4 hari. Penundaan waktu pengujian ini bertujuan untuk memastikan bahwa kumbang uji yang digunakan dalam percobaan ini sehat dan terbebas dari infeksi patogen berasal di lapangan. Kutudaun diperoleh dari pertanaman kacang kedelai di sekitar lahan sawah milik petani di Cikarawang-Bogor.
Gambar 2 Wadah pemeliharaan kumbang P. fuscipes
Metode
Preparasi Cendawan Entomopatogen
Isolasi cendawan dilakukan dengan cara mengoleksi WBC dari Kebun Percobaan BB Padi Muara-Bogor dalam keedaan sudah mati dan tubuhnya mengalami pengerasan seperti mumi, serta diselimuti miselia cendawan berwarna hijau. Wereng selanjutnya dicuci dengan 1% larutan klorox (Na-hipoklorit) (v/v) dan dibilas dengan akuades. Wereng tersebut kemudian diletakkan di atas permukaan media PDA di dalam cawan petri berdiameter 9 cm. Cendawan yang berasal dari tubuh WBC akan berkecambah dan berkembang membentuk koloni miselium baru pada media PDA. Perkembangan koloni cendawan ini
memerlukan waktu 21 hari. Daerah tepi terluar koloni cendawan tersebut berikut media diiris seluas ± 1 cm2 dan diinokulasikan kembali menggunakan lup inokulan steril ke dalam media PDA baru. Inokulum cendawan yang tumbuh dan berkembang berupa miselia dan konidia pada media PDA ini digunakan sebagai isolat murni pada pengujian selanjutnya.
Sebelum isolat cendawan ini diujicobakan, virulensi isolat diidentifikasi terlebih dahulu dengan menginokulasikan cendawan yang tumbuh dari media PDA ke permukaan tubuh 10 ekor WBC sehat. Cendawan virulen menyebabkan kematian pada WBC. Data kemampuan infeksi ini memberi petunjuk bahwa konidia tersebut positif entomopatogen dan stok isolat murni tersebut di atas dapat diisolasikan kembali pada media PDA untuk digunakan pada percobaan selanjutnya. Bentuk miselia dan konidia cendawan infektif selanjutnya diamati di bawah mikroskop optik.
Penentuan Kerapatan Konidia Stok Suspensi Cendawan Uji
Beras dicuci, dikukus hingga menjadi setengah matang. Sebanyak 20-30 g beras dimasukkan ke dalam kantong plastik tahan panas, kemudian disterilkan selama 15 menit pada suhu 121 °C.
Inokulasi cendawan dilakukan dengan cara mengambil ± 1 cm2 luasan PDA berisi spora dan miselia, kemudian menginokulasikannya di permukaan media beras. Kultur cendawan diinkubasikan pada suhu kamar atau ± 26 °C selama 21 hari, hingga tampak seluruh media beras diselimuti miselia dan konidia cendawan. Beras tersebut dikeluarkan dari kantung plastik dan dituangkan ke dalam mortar yang berisi 100 ml akuades steril, kemudian ditumbuk hingga rata. Konidia dikoleksi dari biakan dengan menyaring suspensi tersebut di atas saringan kain steril berbahan dasar nilon. Suspensi konidia yang lolos dari saringan ditambahkan 0.02% larutan Tween 20 (v/v) dalam air dan dikocok menggunakan vortex selama 30 detik. Kerapatan konidia di dalam suspensi dihitung menggunakan haemocytometer Neubauer-improved.
Penghitungan jumlah konidia dilakukan dengan memipet dan meneteskan suspensi konidia di atas gelas objek haemocytometer, kemudian ditutup dengan gelas penutup. Konidia diamati di bawah mikroskop compound dengan perbesaran 400 kali. Jumlah konidia yang teramati di dalam kotak skala
haemositometer dihitung, kemudian ditera untuk mendapatkan konsentrasi tertinggi jumlah konidia di dalam stok suspensi uji, yaitu 109 konidia/ml. Stok suspensi konidia uji diencerkan dengan air yang mengandung 0.02% larutan Tween melalui pengenceran bertingkat untuk mendapatkan tiga konsentrasi suspensi uji yang lebih rendah, yaitu 108, 107, dan 106 konidia/ml.
Pengujian Infektivitas Cendawan terhadap WBC
Setiap satu ml dari tiga konsentrasi suspensi uji yaitu 108, 107, dan 106 konidia/ml dan kontrol (tanpa konidia) disemprotkan pada 20 ekor imago WBC berumur satu hari yang bertengger pada tiga batang tanaman padi dengan menggunakan sprayer tangan volume semprot ± 5 ml. Tiga konsentrasi perlakuan isolat ini mengacu pengujian lapang yang diuraikan oleh Jin et al. (2008). WBC dan tanaman tersebut selanjutnya dipindahkan ke dalam tabung reaksi berdiameter 4 cm (Gambar 3). Setiap pengujian diulang empat kali. Pengamatan dilakukan setiap hari sampai 6 hari setelah perlakuan. Parameter yang diamati adalah jumlah mortalitas WBC. Keberadaan infeksi cendawan Metarhizium sp. pada tubuh wereng yang telah mati diamati di bawah mikroskop stereo.
Persentase mortalitas terkoreksi WBC dilakukan dengan menggunakan rumus Abbott (1925) sebagai berikut :
Pt = {(P0 – Pc)/(100 – Pc)} x 100% Pt = % Kematian terkoreksi
P0 = % Kematian kumulatif pada perlakuan Pc = % Kematian kumulatif pada kontrol
Pengujian Infektivitas Cendawan terhadap P. fuscipes
Setiap 20 ekor kumbang predator P. fuscipes sehat dan bebas cendawan patogen diambil dan dipindahkan ke dalam cawan plastik berdiameter 6 cm, tinggi 4 cm yang pada permukaan atasnya ditutup dengan kain kasa (Gambar 4a). Dua perlakuan konsentrasi suspensi cendawan yang teruji infektif pada konsentrasi terendah dan tertinggi terhadap WBC yaitu 106/ml dan 108 konidia/ml beserta kontrol disemprotkan pada kumbang predator uji di atas. Perlakuan diujikan dengan cara menyemprotkan suspensi melalui celah-celah kain kasa penutup cawan plastik. Kumbang yang telah disemprot dipindahkan ke dalam cawan petri berdiameter 15 cm yang telah dialasi kertas tissue dan berisi kutudaun beserta inang daun kedelai (Gambar 4b). Perlakuan diulang 4 kali. Pengamatan kumbang terinfeksi cendawan dan mortalitasnya dilakukan setiap hari, selama 10 hari. Persentase mortalitas terkoreksi kumbang P. fuscipes dilakukan dengan menggunakan rumus Abbott (1925) sama seperti diuraikan di atas.
(a) (b)
Gambar 4 Cawan pengujian kumbang predator P. fuscipes: (a) cawan plastik (b) cawan petri berisi pakan kutudaun
Rancangan Percobaan
Data mortalitas WBC pada 2, 3, 4, dan 5 hari diolah melalui analisis Probit (Finney 1971) dengan menggunakan program POLO PC (LeOra Software 1987). Hasil analisis probit digunakan untuk menentukan konsentrasi suspensi cendawan efektif pada LC 50, LC 95, LT 50, dan LT 95. Data persentase mortalitas kumulatif kumbang P. fuscipes dianalisis menggunakan program SAS (Statistic Analysis System) ver 9.1. Perbedaan nilai rata-rata perlakuan dianalisis dengan pengujian Jarak Berganda Duncan pada taraf nyata 5%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Morfologi dan Infektivitas Cendawan Entomopatogen
Hasil pengamatan pendahuluan menunjukkan bahwa isolasi cendawan yang menginfeksi tubuh WBC dari Kebun Percobaan BB Padi Muara Bogor menghasilkan tiga koloni (Tabel 1). Dari tiga koloni yang diujikan virulensinya terhadap WBC, satu koloni paling infektif menghasilkan kematian 70% dengan perkembangan lanjut menghasilkan pertumbuhan miselia dan konidia berwarna hijau di permukaan tubuh serangga (Tabel 1 dan Gambar 5a).
Tabel 1 Virulensi koloni cendawan isolat Muara-Bogor
Kode isolat Persentase mortalitas WBC (%) Pertumbuhan koloni
CE 1 10 -
CE 2 30 -
CE 3 70 +
Keterangan
CE = Cendawan Entomopatogen.
- = tidak terdapat miselia pada permukaan tubuh WBC. + = terdapat miselia pada permukaan tubuh WBC.
(a) (b)
Gambar 5 Cendawan Metarhizium sp. isolat CE 3 Muara umur 7 hari.
Keterangan: 1) koloni cendawan pada media PDA; (2) morfologi bagian tubuh cendawan perbesaran 400 x: a. konidiofor, b. konidia, c. fialid.
Sesuai dengan kunci identifikasi Barnett & Hunter (1972), isolat cendawan infektif tersebut termasuk genus Metarhizium. Genus ini memiliki ciri morfologi sebagai berikut: konidiofor hialin, bercabang, bentuk sporulasi bertunas/berlapis, fialid satu atau sepasang, konidia bersel satu berwarna hialin dan sedikit berpigmen hijau, dibentuk dalam rantai basipetal dan teratur (Gambar 5b).
Cendawan Metarhizium sp. isolat CE 3 Muara-Bogor paling efektif mematikan WBC pada hari ke-2 setelah perlakuan (Tabel 2, Lampiran 1, 2, 3, & 4). Kematian meningkat seiring dengan bertambahnya hari pengamatan hingga hari ke empat setelah perlakuan. Pengaruh infeksi cendawan isolat CE 3 terhadap mortalitas WBC ditunjukkan dengan nilai Nilai LC50 berkisar antara 1.1 x 105 hingga 6.5 x 105 konidia/ml dan Nilai LC95 berkisar antara 3.2 x 108 hingga 8.2 x 108 konidia/ml pada pengamatan 2-4 HSP dengan nilai g 0.42-0.49 (Tabel lampiran 1, 2, 3, & 4). Pada percobaan ini menunjukkan bahwa perlakuan konsentrasi terendah 106 konidia/ml suspensi cendawan Metarhizium sp. telah menunjukkan efektivitasnya mematikan 50% populasi WBC sebelum hari ke dua yaitu pada 1.6 HSP dan kematian meningkat hingga 95% pada 5.5 HSP (Tabel 3, Tabel lampiran 5, 6, & 7). Peningkatan konsentrasi suspensi cendawan uji ini dapat memperpendek waktu kematian WBC, ditunjukkan dengan LT50 dan LT95 pada konsentrasi 107 dan 108 masing-masing sebesar 1.1-1.2 hari dan 3.2-3.8 hari. Tabel 2 Respon mortalitas imago WBC terhadap konsentrasi pemaparan suspensi
cendawan Metarhizium sp. isolat CE3 Muara Pengamatan hari ke- Jumlah WBC LC50 konidia/ml LC95 konidia/ml Persamaan garis regresi g 2 80 1.1 x 105 3.2 x 108 y = -2.42 + 0.47x 0.42 3 80 3.7 x 105 6.8 x 108 y = -2.81 + 0.50x 0.48 4 80 6.5 x 105 8.2 x 108 y = -3.08 + 0.53x 0.49 5 80 1.0 x 106 1.7 x 109 y = -0.26 + 0.26x 3.78 g = Penetapan kesesuaian model probit hasil analisis Pearson chi-square (α = 0.05) dengan
Virulensi cendawan Metarhizium sangat bervariasi pada serangga, baik pada serangga hama devoliator maupun serangga penusuk dan penghisap tanaman. Vijayavani et al. (2010) melaporkan bahwa pemaparan konsentrasi 1.1 x 107 dan 1.1 x 108 konidia/ml suspensi cendawan M. anisopliae mematikan larva instar 2 Helicoverpa armigera yang diamati pada hari ke 8 setelah perlakuan. Bai et al. (2010) melaporkan juga bahwa isolat paling patogenik membunuh larva Spilarctia obliqua terjadi pada LC50 sebesar 2.11 X 105 konidia/ml dan LT50 sebesar 4,6, 5,1, 6,0 dan 7,0 hari pada masing-masing konsentrasi 1 x 107, 1 x 106, 1 x 105 dan 1 x 104 konidia/ml. Keadaan yang mirip dengan hasil pengujian pada WBC bahwa makin tinggi konsentrasi konidia yang digunakan dalam perlakuan, maka makin cepat terjadi kematian wereng.
Perlakuan suspensi M. anisopliae pada konsentrasi104 dan 107 konidia/ml akuades dilaporkan membunuh 40% dan 45% jumlah populasi WBC empat hari setelah dilakukan penyemprotan pada rumpun tanaman padi di rumah kaca (Suryadi & Kadir 2007). Hal ini berarti bahwa keefektifan perlakuan suspensi cendawan Metarhizium sp. isolat CE 3 muara, yaitu 1.1 x 105 konidia/ml di laboratorium hampir mendekati kriteria keefektifan M. anisopliae perlakuan semi lapang. Jin et al. (2008) melaporkan bahwa isolat M. anisopliae Filipina (ARSEF 456) dan Indonesia (ARSEF 456) dapat membunuh lebih dari 50% nimfa WBC di lapangan. Perlakuan tiga konsentrasi suspensi cendawan yang disemprotkan pada tanaman yaitu 1.1 x 106, 1.1 x 107, dan 1.1 x 108 konidia/ml efektif mengendalikan populasi WBC dengan LC50 sebesar 731 dan 1124 konida/mm2 pada hari ke 7 dan menurun menjadi 284 dan 306 konidia/mm2 pada hari ke 10. Tabel 3 Respon mortalitas imago WBC terhadap waktu pemaparan suspensi
cendawan Metarhizium sp. isolat CE3 Muara Konsentrasi perlakuan Konidia/ml Jumlah WBC LT50 (hari) LT95 (hari) Persamaan garis regresi g 106 80 1.6 5.5 y = 0.17 − 0.31x 0.31 107 80 1.1 3.8 y = - 0.17 + 3.08x 0.28 108 80 1.2 3.2 y = - 0.30 + 3.76x 0.30 g = Penetapan kesesuaian model probit hasil analisis Pearson chi-square (α = 0.05) dengan
Mortalitas Kumbang P. fuscipes oleh Metarhizium sp.
Hasil uji perlakuan suspensi cendawan Metarhizium sp. terhadap WBC dan predator P. fuscipes menunjukkan bahwa konsentrasi 106 dan 108 konidia/ml efektif mematikan WBC, namun virulensinya lemah terhadap kumbang predator (Tabel 3, Lampiran 8, 9, 10, 11, 12, 13). Pada pengamatan hari pertama, kematian cendawan rendah pada semua perlakuan baik pada WBC maupun kumbang
P. fuscipes, yaitu berkisar antara 0-21%. Keefektifan cendawan baru tampak pada hari ke-2 setelah inokulasi, terutama pada konsentrasi rendah 106 konidia/ml nyata mampu membunuh populasi WBC hingga 60% dibandingkan dengan konsentrasi tinggi 108 konidia/ml mencapai 90%. Kematian meningkat pada hari ke-5 dan ke- 6 setelah inokulasi, yaitu pada konsentrasi 106 konidia/ml, cendawan mampu membunuh populasi WBC hingga 58.8%-87.5% tidak berbeda nyata dibandingkan dengan konsentrasi tinggi 108 konidia/ml mencapai 85-95.5%. Keadaan sebaliknya bahwa cendawan Metarhizium sp. nyata tidak efektif membunuh kumbang predator teramati mulai pada hari ke-2 hingga ke 6 setelah inokulasi dengan tingkat mortalitas yang rendah hanya mencapai 0.9-2.5%. Kematian pada kumbang P. fuscipes meningkat hingga akhir pengamatan yaitu hari ke-10 mencapai 9% pada konsentrasi 106 konidia/ml dan 12.8% pada konsentrasi dengan 108 konidia/ml, sedangkan kematian WBC tidak teramati karena seluruh perlakuan kontrol mati akibat keterbatasan lama hidup imago yang Tabel 4 Infektivitas cendawan Metarhizium sp. terhadap mortalitas kumbang
P. fuscipes Perlakuan K
Mortalitas terkoreksi WBC pada perlakuan hari ke- (%)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
WBC 106 9a 60.8b 52.8b 58.8b 58.8a 87.5a − − − −
WBC 108 21a 90.0a 87.0a 85.0a 85.0a 95.5a − − − −
P. fuscipes 106 0a 0 c 1.3c 1.3c 1.3b 0.9b 2.2 7.0 8.2 9.0
P. fuscipes 108 0a 0 c 0 c 0 c 2.5b 2.5b 4.1 8.7 13.9 12.8
a
Nilai rataan yang diikuti huruf kecil yang sama pada setiap lajur menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji Duncan pada taraf α = 0,05.
lebih pendek dibandingkan kumbang predator. Hasil penelitian pada percobaan ini menunjukkan bahwa efektifitas cendawan baru tampak menginfeksi pada hari ke dua. Hal ini diduga bahwa konidia cendawan yang diinokulasikan baru berkecambah dan membentuk apressoria dan mulai penetrasi antara hari pertama dan ke dua, kemudian infasi hifa terjadi hari berikutnya yang baru menunjukkan daya bunuh dan keefektifannya dengan berturut-turut meningkatnya persentase kematian WBC hingga hari ke-6 dan kumbang predator pada hari ke-10 (Arruda 2005).
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Cendawan Metarhizium sp. isolat CE3 Muara efektif menginfeksi hama WBC Nilaparvata lugens.
Keefektifan cendawan terhadap WBC dinyatakan dengan nilai LC50 sebesar 1.1 x 105 konidia/l dan LC95 sebesar 3.2 x 108.
Cendawan Metarhizium sp. isolat CE3 Muara tidak berpengaruh nyata pada motalitas kumbang predator P. fuscipes.
Saran
Keefektifan cendawan Metarhizium sp. isolat CE3 Muara terhadap hama WBC dan predatornya dari hasil penelitian ini perlu diuji lanjut pada percobaan semi lapang maupun lapangan untuk mendukung program pengendalian terpadu hama WBC.