PENGUJIAN KETAHANAN GALUR JAGUNG HIBRIDA UMUR GENJAH
TERHADAP HAMA KUMBANG BUBUK Sitophilus zeamais Motschulsky
A. Tenrirawe, M. S. Pabbage, dan A.Takdir Balai Penelitian Tanaman Serealia
ABSTRAK
Kumbang bubuk jagung (Sitophilus zeamais) merupakan hama utama jagung dalam penyimpanan. S. zeamais termasuk dalam ordo Coleoptera, famili Curculionidae, yang
merupakan hama gudang utama pada komoditi sereal, yang dapat menyebabkan kehilangan hasil 30% hingga 80%. Kehilangan hasil tersebut disebabkan karena larva makan dan hidup di dalam biji selama satu siklus hidupnya. Tujuan penelitian adalah untuk mendapatkan varietas/galur jagung yang tahan terhadap hama kumbang bubuk S. zeamais. Pengujian dilakukan di laboratorium Hama dan Penyakit Balai Penelitian Serealia dari bulan November 2010 hingga September 2011 dengan menguji 70 bahan genetik entry/varietas. Setiap varietas/galur ditimbang 25 gram biji dan dimasukkan ke dalam wadah plastik yang tutupnya diberi kain kasa, kemudian diinfestasikan serangga S. zeamais masing-masing 5 ekor jantan dan 5 ekor betina. Rancangan percobaan yang digunakan adalah acak lengkap dan diulang dua kali. Pengamatan dimulai pada saat imago S. zeamais muncul pertama kali, dan pengamatan berikutnya dilakukan setiap 2 hari sampai tidak ada lagi imago yang muncul. Dari 70 varietas/galur uji, 12 diantaranya menunjukkan ketahanan yang tinggi yaitu B2, ST201021, ST201007, B4, B3, TS-4, B5, TS-2, ST201035, ST201029, TS-5, ST201004. Ketahanan tersebut terlihat pada indeks kerentanan, populasi projeni baru (F1) yang dihasilkan, kerusakan biji jagung. Indeks kerentanan 12 varietas/galur tersebut berkisar 1,4-3,9, kerusakan biji berkisar 1,70-8,95% dan jumlah projeni F1 S. zeamais berkisar 3-9 ekor.
Kata kunci: Kumbang bubuk (S. zeamais), biji jagung, varietas/galur, ketahanan,
PENDAHULUAN
Upaya peningkatan produksi jagung nasional selain melalui pembentukan varietas unggul yang produktivitasnya tinggi, teknik budidaya dan perluasan areal pertanaman jagung juga dikembangkan. Telah didata sekitar 6,96 juta ha lahan yang ada di 14 propinsi berpotensi untuk pengembangan jagung (Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat 2002). Salah satu strategi pengembangan jagung adalah peningkatan mutu hasil. Mutu hasil tidak hanya ditentukan oleh proses produksi tetapi juga ditentukan oleh proses pasca panen. Dalam proses pasca panen, salah satu unsur penting adalah penyimpanan. Di dalam proses penyimpanan jagung hama kumbang bubuk merupakan kendala utama.
Kumbang bubuk jagung (Sitophilus zeamais), termasuk dalam ordo Coleoptera, famili Curculionidae, yang merupakan hama gudang utama pada komoditi sereal, terutama di daerah tropis (Dobie et al. 1984; Soekarna 1982; Santos et al. 2002). dan
menyebabkan kehilangan hasil sebesar 30% dan kerusakan biji sebesar 100%. Serangan hama ini dimulai dari lapangan sampai di gudang penyimpanan. S.zeamais Motch memakan bagian embrio dan endosperm benih jagung untuk memperoleh nutrisi yang dibutuhkan (Ortega et al. 1980). kelangsungan hidup larva yang berada di dalam biji yang menyebabkan pengendaliannya sangat sulit dilakukan, maka perlu dipersiapkan teknologi pengendaliannya. Salah satu strategi pengendalian S. zeamais adalah merakit varietas jagung yang tahan terhadap S. zeamais, dengan serangkaian kegiatan yang panjang, dan dimulai dari seleksi galur-galur yang mempunyai genetik yang tahan.
Penekanan populasi hama S. zeamais yang diharapkan adalah dengan cara yang praktis, yaitu dengan memanfaatkan sifat resistensi yang mungkin ada pada jagung terhadap hama S. zeamais. Painter (1951) mengemukakan bahwa ada 3 mekanisme resistensi tanaman terhadap serangga yaitu nonpreferensi, antibiosis dan toleran. Kultivar jagung resisten terhadap kumbang bubuk diperlukan untuk menanggulangi hama gudang dan memelihara mutu benih. Bahkan penggunaan kultivar jagung yang resisten akan mengurangi penggunaan pestisida kimia yang merusak lingkungan sehingga metoda ini merupakan cara yang paling efektif dan ekonomis untuk mengendalikan hama gudang pada jagung (Ruswandi et al. 2004). Tenrirawe dan Tandiabang (2009) melaporkan bahwa ada beberapa galur jagung yang tahan terhadap S. zeamais karena mengandung asam fenolat yang tinggi.
Dalam kegiatan pengujian/skrining ketahanan di laboratorium, hal yang perlu diperhatikan adalah indikator yang menunjukkan ketahanan varietas terhadap serangan hama S. zeamais. Indikator ketahanan varietas dapat dilihat dari besarnya indeks kerentanan, persentase kerusakan biji, dan jumlah projeni F1 yang dihasilkan.
BAHAN DAN METODE
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Hama dan Penyakit Tumbuhan, Balitsereal, Maros dari bulan November 2010 sampai bulan Juni 2011.
Perbanyakan Bubuk jagung
Identifikasi spesies bubuk jagung dilakukan pada awal penelitian berdasarkan karakteristik alat kelamin serangga jantan (aedeagus) dan alat kelamin serangga betina (‘Y’ shape) (Gambar 1). Penentuan jenis kelamin bubuk jagung didasarkan karakteristik rostrumnya (Tenrirawe 2004) (Gambar 2).
a b
Gambar 1 Alat kelamin jantan (aedeagus/a) dan betina (‘Y’ shape/b) S. Zeamais
a. Jenis kelamin jantan b. jenis kelamin betina Gambar 2 Penentuan jenis kelamin bubuk jagung berdasarkan rostrum
Perbanyakan S. zeamais dilakukan dengan cara S. zeamais dalam populasi kurang lebih 200 ekor imago dimasukkan dalam wadah plastik yang berisi biji jagung selama satu minggu untuk meletakkan telur, kemudian serangga tersebut dikeluarkan dengan harapan akan keluar serangga baru yang berumur seragam, Setelah penyimpanan selama 45 hari, muncul serangga baru yang berumur seragam untuk selanjutnya digunakan dalam penelitian.
Pengujian Ketahanan Varietas/Galur Penentuan Indeks Kerentanan
Pengujian ketahanan terhadap S. zeamais dilakukan pada bulan November 2010 hingga September 2011 dengan menguji tujuh puluh bahan genetik entry/varietas jagung kemudian entry tersebut disimpan didalam freezer selama 2 minggu yang
ditimbang 25 gram biji dan dimasukkan ke dalam wadah plastik yang tutupnya diberi kain kasa, kemudian diinfestasikan S. zeamais masing-masing 5 ekor jantan dan 5 ekor betina imago S. zeamais diambil dari hasil perbanyakan sebelumnya yang berumur seragam, kemudian disimpan sampai serangga baru keluar. Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap dan diulang dua kali. Pengamatan dimulai pada saat imago S. zeamais muncul pertama kali, dan pengamatan berikutnya dilakukan setiap 2 hari sampai tidak ada lagi imago yang muncul. Untuk mencegah terjadinya infestasi generasi kedua, semua imago yang muncul pada saat pengamatan dikeluarkan dari wadah. Pengamatan meliputi:
Indeks kerentanan dihitung dengan indeks Dobie (1977), yaitu dengan persamaan: Ln F x 100 SI = --- DME Dimana : SI : Indeks kerentanan Ln : Logaritma biasa
F : Jumlah total projeni F1
DME : Waktu perkembangan F1 (Gudrups et al. 2001).
Projeni F1 S. zeamais Kerusakan Biji
Jumlah biji rusak dihitung setelah seluruh imago S. zeamais muncul dari setiap perlakuan. Kerusakan biji diduga dengan metode hitung Bergvinson (2002) yaitu:
Biji rusak
Kerusakan biji = --- x 100% Total biji
HASIL DAN PEMBAHASAN Populasi F1
Indeks kerentanan ditemukan berkorelasi dengan faktor-faktor resistensi genetik yang penting seperti: jumlah populasi baru F1, dan kerusakan biji. Rata-rata jumlah populasi F1 S. zeamais yang dihasilkan berkisar dari 2 sampai 146 ekor. Dari 70 entry yang diuji ada 20 entry yang memperlihatkan jumlah populasi projeni baru yang muncul (F1) nyata lebih rendah dan lebih kecil dari sepuluh ekor yaitu entry no B2, BS-2, ST 201021, ST 201052, ST 201007, B4, ST 201051, ST 201053, B3, TS-4, HS 8, ST 2001006, ST 201056, ST 201032, B5, TS-2, ST 201035, TS-7, ST 201045,
HS-7, ST 201027 dan yang memperlihatkan jumlah populasi projeni baru yang muncul (F1) yang tinggi adalah pada 50 entry (Tabel 1).
Tabel 1. Rata-rata Indeks kerentanan, Jumlah populasi serangga S. zeamais, dan kerusakan biji (%) pada beberapa entry/galur jagung hibrida umur genjah Lab, Balitsereal 2011
Entry
Variable pengamatan Indeks
Kerentanan
Populasi F1 S. zeamais Kerusakan Biji (%) 2 3 4 5 ST201043 6,30 24,00 28,95 B-2 3,55 5,50 6,05 Bs-2 5,10 10,00 12,30 ST201039 4,60 13,00 11,00 HS-9 4,40 21,00 23,05 ST201041 5,40 18,00 21,70 ST201021 3,60 6,00 6,80 HS-2 6,10 16,50 17,70 ST201052 4,35 7,50 4,85 ST201054 5,35 21,50 21,55 HS-5 6,80 36,50 28,80 ST201007 3,90 6,00 4,65 ST201047 4,15 11,00 13,00 ST201024 5,10 11,50 12,35 ST201028 4,80 13,00 10,00 ST201022 5,50 14,50 14,15 B-4 3,85 6,00 7,00 ST201051 4,60 7,00 6,20 ST201046 5,65 17,50 14,30 HS-10 5,55 13,00 13,25 Bs-16 6,90 31,00 30,65 Hs-4 4,85 13,00 15,45 ST201053 4,40 7,50 7,35 ST201057 6,15 25,50 34,00 B-3 1,40 2,00 1,75 ST201048 5,80 27,50 34,15 TS-4 1,55 2,00 1,70 ST201026 9,45 88,50 56,60 ST201038 8,55 50,00 49,85 ST201008 6,90 62,50 40,60 HS-8 4,05 6,00 6,55 ST201010 6,70 23,00 25,45 TS-6 6,85 17,00 18,20 Bs-2 6,55 19,50 19,60 ST201001 6,50 20,00 14,35 ST201001 5,50 19,50 15,75 ST201006 4,30 9,00 13,10 HS-1 7,30 29,00 30,85 ST201023 5,90 10,50 11,35 TS-3 6,90 22,00 20,30
Lanjutan Tabel 1…. 2 3 4 5 ST201042 5,65 19,50 16,90 ST201056 4,35 7,50 7,35 B-5 2,60 3,00 3,45 ST201050 5,05 8,00 8,95 ST201032 5,25 14,50 15,60 ST201002 5,00 12,00 14,35 TS-2 3,35 4,50 5,05 ST201035 3,35 7,00 7,90 ST201031 4,65 14,00 18,60 ST201024 5,15 14,00 13,50 ST201058 5,25 10,50 11,20 ST201029 3,90 8,00 8,00 TS-7 6,25 23,00 19,55 ST201005 6,65 27,50 29,20 TS-5 3,75 6,00 5,55 ST201045 6,10 18,00 12,40 ST201055 4,10 6,00 6,70 ST201004 3,15 4,50 5,20 HS-7 5,80 15,00 17,85 B-5 2,95 4,50 4,60 ST201027 7,70 31,50 31,70 HS-6 6,75 22 17,40 ST201034 6,05 24,00 25,40 HS-3 7,65 39,50 39,70 ST201003 9,45 113,0 72,70 ST201037 9,30 146,0 57,45 TS-1 5,75 16,50 17,40 ST201020 5,45 11,00 11,25 B-2 5,75 16,50 17,40 P21 7,05 17,50 17,10 LSD 2,8 53,07 24,74
Meningkatnya populasi projeni baru (F1) S. zeamais menyebabkan semakin berat infestasinya dan semakin tinggi indeks kerentanannya yang dihasilkan dengan kata lain bahwa semakin peka galur/varietas tersebut terhadap S. zeamais. Munculnya populasi projeni baru (F1) S. zeamais berkorelasi positif antara indeks kerentan.
Indeks Kerentanan
Rendahnya nilai indeks kerentanan sangat dipengaruhi oleh populasi projeni baru yang muncul (F1), semakin rendah nilai indeks kerentanan semakin tahan suatu entry/galur terhadap hama kumbang bubuk S. zeamais. Suatu entry/galur dikatakan tahan bila menunjukkan nilai indeks kerentanan lebih kecil dari empat, dengan demikian maka ada 12 entry uji yaitu no entry B2, ST 201021, ST 201007, B4, B3, TS-4, B5, TS-2, ST 201035, ST 201029, TS-5, ST 20100TS-4, dikatakan tahan terhadap
kumbang bubuk S. zeamais (Tabel 1). Dobie (1974) melaporkan bahwa semakin rendah indeks kerentanan suatu galur semakin tahan galur tersebut terhadap hama kumbang bubuk S. zeamais, dengan asumsi bahwa indeks kerentanan suatu galur lebih kecil dari 4, maka galur/varietas tersebut menunjukkan semakin tahan terhadap hama kumbang bubuk S. zeamais.
Entry/galur dengan nilai indeks kerentanan yang rendah memungkinkan kemunculan serangga dewasa (F1) yang rendah dengan periode perkembangan yang lebih lama. Kekerasan butir jagung merupakan faktor penting pada permulaan infestasi serangga S. zeamais dan lebih menyukai butir yang lunak karena lebih mudah meletakkan telur (Seshagiri 1953). Adetunji (1988) melaporkan bahwa jumlah serangga dewasa F1 merupakan akibat dari antibiosis dan berkorelasi dengan jumlah telur yang diletakkan oleh S. zeamais, yang tergantung pada ketidak sukaan untuk melakukan oviposisi. Dengan meningkatnya populasi projeni baru yang muncul (F1) maka nilai indeks kerentanan semakin besar dan mengakibatkan varietas/galur tersebut semakin peka terhadap hama kumbang bubuk S. zeamais, dan berkorelasi positif antara indeks kerentanan dengan populasi projeni baru yang muncul (F1). Indeks kerentanan berkorelasi dengan faktor-faktor seperti penurunan bobot biji, jumlah projeni F1, kekerasan biji, dan laju peningkatan populasi serangga (Classen 1990). Shazali (1987) melaporkan bahwa varietas dengan nilai indeks kerentanan (SI) rendah dapat secara langsung memiliki sifat ketahanan akibat faktor intrinsik atau secara tidak langsung karena tidak disukai untuk digunakan sebagai tempat meletakkan telur.
Ketahanan varietas/galur ini juga sangat dipengaruhi oleh komposisi kimia biji salah satunya adalah adanya asam fenolat dalam biji. Kekerasan biji sangat dipengaruhi oleh kandungan asam fenolat biji, semakin tinggi asam fenolat biji semakin keras biji tersebut sehingga untuk infestasi telur sangat rendah (Classen 1990). Peningkatan kandungan asam fenolik biji mengakibatkan projeni baru yang muncul (F1) semakin rendah dan waktu perkembangan serangga semakin lama, sehingga indeks kerentanan semakin rendah. Gudrups et al. (2001) melaporkan bahwa peningkatan ukuran biji yang dikombinasikan dengan karakteristik biji lainnya seperti tekstur biji, menghasilkan penurunan tingkat kerentanan terhadap kumbang S. zeamais.
Kerusakan biji
nomor B2, ST 201021, ST 201052, ST 201007, B4, ST 201051, B3, ST 201053, TS-4, ST 201050, ST 201006, B5, TS-2, ST 201035, TS-5, ST 201029, ST 201004, ST 201055 lebih rendah dibanding dengan beberapa entry/galur lainnya. Rendahnya kerusakan biji tersebut sangat dipengaruhi oleh populasi projeni baru yang muncul (F1), dan kemungkinan juga disebabkan entry tersebut mengandung asam fenolik yang tinggi yang menyebabkan serangga S.zeamais sulit menembus untuk meletakkan telur dan menyebabkan entry tersebut sehingga populasi F1 yang dihasilkan lebih rendah yang mengakibatkan kerusakan biji juga lebih rendah. Tenrirawe dan Tandibang (2009) melaporkan bahwa dengan kandungan asam fenolik yang tinggi dapat menyebabkan kerusakan biji lebih rendah dibanding dengan biji dengan kandungan fenolik yang rendah. Classen et al. (1990) melaporkan bahwa populasi jagung dengan kandungan asam fenolat yang tinggi pada kulit biji (perikarp) lebih resisten terhadap serangan hama gudang S. zeamias dibanding dengan populasi jagung dengan kandungan asam fenolat yang rendah. Dobie (1973) menemukan korelasi positif antara kelunakan varietas jagung dan kerentanannya terhadap S . zeamais. Lebih lanjut Serratos (1987) melaporkan bahwa adanya suatu kemungkinan peranan dari asam fenolik jagung sebagai penolak terhadap S. zeamais. Arnason et al. (1994) melaporkan bahwa genotip resisten memiliki konsentrasi asam diferulic dalam jumlah yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan genotip rentan.
KESIMPULAN
Dari 70 entry jagung hibrida umur genjah yang diuji ketahanannya terhadap serangan S. zeamais, 12 galur diantaranya menunjukkan ketahanan yang tinggi, yaitu entry nomor B2, ST 201021, ST 201007, B4, B3, TS-4, B5, TS-2, ST 201035, ST 201029, TS-5, dan ST 201004. Ketahanan tersebut terlihat pada indeks kerentanan, kerusakan biji, dan jumlah projeni F1. S. zeamais yang dihasilkan.
DAFTAR PUSTAKA
Adetunji J. F. 1988. A Study of the resistance of some sorgum seed cultivars to Sitophilus orizae (L.) (Coleoptera: Curculionidae). Journal of Stored Products Reserch 24:67-71.
Arnason, J.T et al. 1994. Variation in resistance of Mexican landraces of maize to maize weevil Sitophilus zeamais, in relation in taxonomic and biochemical parameters. Euphytica 74,227-236.
Bergvinson D. 2002. Post Harvest Training Manual. Major Insect Pest Maize in Stored. CIMMYT, Mexico.
Classen D. 1990. Correlation of phenolic acid content of maize to resistance to Sitophilus zeamais, the maize weevil, in CIMMYT’S colections. J. Chem. Ecol 16:301-315.
Dobie P. 1973. Laboratory essessment of the inherent suscebtibility of 25 varieties of Malawi maize to post-harvest infestation by Sitophilus zeamais Motsch. Tropical Product Institute Report L33.
Dobie P. 1974. The laboratory essessment of the inherent suscebtibility of maize variety the postharvest by S. zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae). Stored Prod Res 10:183-197.
Dobie P. 1977. The contribution of the Tropical Stored Product Center to the study of insect resistance in stored maize. Trop. Stored Prod Inf 34:7-22.
Dobie P, Haines CP, Hodges RJ, Prevet PF, Rees DP. 1984. Insects and Arachnids of Tropical Stored Products: Their Biologi and Idntification. (A Training Manual). Gudrups I, Sien F, Jennifer GK, Nilsa ABP, Orchard JE. 2001. A comparison of two
metods of assessment of maize variental resistance to maize weevil Sitophilus zeamais Motschulsky and the influence of kernel hardness and zise on suscebtibility. Journal of Stored Prod. Res. 37:187-202. PERGAMON.
Ortega, A. S.K. Vasal, J. Milton, and C. Hershey. 1980. Breeding for insect resistance in maize. In: F.G. Maxwell and P.R. Jennings (Eds.). Breeding Plants Resistant to Insects. A volume in Environmental Science and Technology
Painter RH. 1951. Insects Resistance in Crops Plants. The University Press of Kansas Lawrence and London.
Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat. 2002. Peta : Potensi Lahan Pengembangan Jagung di Indonesia. Bahan Pameran pada Festival Jagung Pangan Pokok Alternatif di Bogor, 26-27 April.
Ruswandi, D. N. Carsono, A. Susanto, and F.D. Puspita. 2004. Preliminary study on resistance against maize weevil (Sitophilus zeamais MOTSCH) in tropical maize lines. Dikutip dari makalah LISA 2003.
Santos JP, Guimaraes PEO, Waquil JM. 2002. Resistance to Maize Weevil in Quality Protein Maize Lines and Comersial Corn Hybrids. Ministry of Agriculture. EMBRAPA/National Corn and Sorgum Research Centre.
Serratos. 1987. The factors contributing to resistance of exotic maize population to maize weevil Sitophilus zeamais. J Chem Ecol 13:751-762.
Seshagiri R.D. 1953. The breeding of S. zeamais L. in rice. Indian. J. Of Entomology 15:157-159.
Shazali MEH. 1987. Relative Susceptibility of store sorghum varieties to Sitophilus oryzae (L.) and Sitotroga cerealella (Oliv) Beitrage Tropical Landwirtsch
Soekarna, D. 1982. Serangga-serangga gudang dan pengendaliannya. Makalah Coaching Pengendalian Hama Gudang. Direktorat Perlindungan Tanaman Pangan. Bogor. Hlm. 1−5
Tandiabang J. 1998. Kehilangan hasil jagung oleh kumbang bubuk Sitophilus zeamais pada berbagai umur simpan dan wadah penyimpanan. Hasil Penelitian Hama dan Penyakit. Balai Penelitian Tanaman Jagung dan Serealia. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian.
Tenrirawe.A. 2004. Pengujian Ketahanan Berbagai Varietas/galurJjagung Berprotein Tinggi Terhadap Bubuk jagung Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae). Tesis IPB, Bogor .
Tenrirawe. A, J. Tandiabang. 2009. The effect of phenolic acid of several quality protein maizelines (QPM) on the resistance to maize weevil, Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae). Proceeding on Workshop Maize International.
