KUNCI IDENTIFIKASI NIMFA DAN IMAGO SERTA DETEKSI KUTU PUTIH (Hemiptera: Pseudococcidae) PADA BUAH
NAGA BERBASIS ANALISIS CITRA DIGITAL
MILA SERI REZEKI
PROGRAM STUDI ENTOMOLOGI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2021
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis dengan judul “Kunci Identifikasi Nimfa dan Imago serta Deteksi Kutu Putih (Hemiptera: Pseudococcidae) pada Buah Naga Berbasis Analisis Citra Digital” adalah karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2021 Mila Seri Rezeki NIM A351190101
RINGKASAN
MILA SERI REZEKI. Kunci Identifikasi Nimfa dan Imago serta Deteksi Kutu Putih (Hemiptera: Pseudococcidae) pada Buah Naga Berbasis Analisis Citra Digital.
Dibimbing oleh IDHAM SAKTI HARAHAP, DEWI SARTIAMI, dan IRMANSYAH.
Buah naga (Hylocereus spp.) merupakan salah satu komoditas hortikultura yang dikembangkan di Indonesia untuk tujuan ekspor. Eksportasi produk pertanian mempersyaratkan buah tersebut terbebas dari hama dan penyakit, termasuk kutu putih (Hemiptera: Pseudococcidae). Spesies kutu putih yang ditemukan pada buah naga di Indonesia yaitu Ferrisia virgata (Cockerell), Phenacoccus solenopsis Tinsley, Planococcus minor (Maskell), dan Pseudococcus jackbeardsleyi Gimpel
& Miller. Identifikasi spesies pada fase nimfa serangga tersebut sulit dilakukan karena terbatasnya kunci identifikasi, sehingga perlu dibuat kunci identifikasi nimfa empat spesies kutu putih yang terdapat pada buah naga di Indonesia.
Kunci identifikasi dikotomis disusun berdasarkan karakter morfologi secara mikroskopis pada bagian kutikula kutu putih. Keempat spesies tersebut dapat dibedakan berdasarkan karakter morfologi secara umum maupun khusus dari masing-masing spesies pada nimfa maupun imago betina. Karakter morfologi yang dapat digunakan untuk membedakan keempat spesies nimfa dan imago betina kutu putih tersebut adalah ada tidaknya pori discoidal di sekitar mata, lobus anal, tubular duct, seta, dan denticle pada kuku tarsus.
Selain pembuatan kunci identifikasi, perlu adanya teknik deteksi cepat keberadaan kutu putih melalui pendekatan analisis citra digital. Citra yang digunakan berasal dari buah naga yang telah diinfestasi nimfa instar-3 dan imago betina dari empat spesies kutu putih dengan latar kulit buah berwarna merah dan hijau kekuningan. Analisis citra dilakukan dengan menggunakan metode segmentasi thresholding Otsu dan Yen.
Segmentasi citra nimfa instar-3 dan imago betina dari keempat spesies kutu putih dengan latar kulit buah merah menghasilkan nilai akurasi yang sangat baik hingga cukup baik pada kedua metode thresholding. Citra imago betina dengan latar kulit buah berwarna hijau kekuningan menunjukkan nilai akurasi segmentasi yang baik pada thresholding Otsu dan buruk pada tresholding Yen. Selain itu, segmentasi keempat spesies nimfa instar-3 dengan latar kulit buah berwarna hijau kekuningan menunjukkan nilai akurasi buruk pada kedua metode thresholding.
Identifikasi spesies dapat dilakukan dengan menggunakan kunci identifikasi nimfa dan imago betina empat spesies kutu putih pada buah naga di Indonesia dan keberadaan kutu putih dapat dideteksi dengan metode segmentasi citra. Segmentasi citra nimfa instar-3 dan imago betina pada latar kulit buah merah dapat dilakukan dengan menggunakan metode thresholding Yen dan Otsu, sedangkan segmentasi citra imago betina pada latar kulit buah berwarna hijau kekuningan dengan thresholding Otsu.
Kata kunci: Ferrisia virgata, Phenacoccus solenopsis, Planococcus minor, Pseudococcus jackbeardsleyi, segmentasi
SUMMARY
MILA SERI REZEKI. Identification Key to Nymphs and Adult and The Detection of Mealybugs (Hemiptera: Pseudococcidae) on Dragon Fruit Based on Digital Imaging Analysis. Supervised by IDHAM SAKTI HARAHAP, DEWI SARTIAMI, and IRMANSYAH.
Dragon fruit (Hylocereus spp.) is one of horticultural commodities being developed in Indonesia for export. Phytosanitary regulations require that fruits for export must be free from diseases and pests, including mealybugs (Hemiptera:
Pseudococcidae). Mealybug species commonly found on dragon fruits in Indonesia are Ferrisia virgata (Cockerell), Phenacoccus solenopsis Tinsley, Planococcus minor (Maskell) and Pseudococcus jackbeardsleyi Gimpel & Miller. Species-level identification of these insects in the nymphal phase is difficult due to the limited number of identification keys available, so it has been necessary to create an identification key to four nymphs of mealybug species found on dragon fruit in Indonesia.
A dichotomous identification key was constructed based on microscopic morphological characteristics of the cuticle. The four species can be differentiated based on general and unique characteristics of each species in the nymphal and adult stages. The diagnostic characters that can be used to separate the four species in the nymphal phase are the presence or absence of discoidal pores around the eyes, anal lobe bars, tubular ducts on the dorsum, setae, and a denticle on each tarsal claw.
Besides the identification keys, a quick method based on digital imaging analysis for mealybug detection is also important. The image used is derived from dragon fruit that has been infested with third-nymphs and adult females of four species of mealybugs with red and yellowish-green skins on the background. Image analysis was carried out using the Otsu and Yen thresholding segmentation methods.
The image segmentation of third-instar nymphs and adult females of the four mealybug species with red background resulted in very good to good accuracy values in both thresholding methods. The image segmentation of an adult female with a yellowish-green skin background showed a good segmentation accuracy value at the Otsu threshold and poor accuracy at the Yen threshold. In addition, the image segmentation of the four third-instar nymphs species showed poor accuracy values in both methods.
Species identification can be using the key to identify nymphal and adult females of four species of mealybugs on dragon fruit in Indonesia, and the presence of mealybugs can be detected using image segmentation methods. Image segmentation of third-instar nymphs and adult females on the red background skin can be using the Yen thresholding method, while segmentation of adult female images on yellowish-green background with Otsu thresholding
Key words: Ferrisia virgata, Phenacoccus solenopsis, Planococcus minor, Pseudococcus jackbeardsleyi, segmentation
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2021 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah, dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister
pada
Program Studi Entomologi
MILA SERI REZEKI
PROGRAM STUDI ENTOMOLOGI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2021
KUNCI IDENTIFIKASI NIMFA DAN IMAGO SERTA DETEKSI KUTU PUTIH (Hemiptera: Pseudococcidae) PADA BUAH
NAGA BERBASIS ANALISIS CITRA DIGITAL
Tim Penguji pada Ujian Tesis:
Dr. Ir. Purnama Hidayat, M.Sc.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanaahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2020 sampai bulan Maret 2021 ini ialah tesis, dengan judul “Kunci Identifikasi Nimfa dan Imago serta Deteksi Kutu Putih (Hemiptera: Pseudococcidae) pada Buah Naga Berbasis Analisis Citra Digital”.
Terima kasih penulis ucapkan kepada para pembimbing, Dr. Ir. Idham Sakti Harahap, M.Si., Dr. Dra. Dewi Sartiami, M.Si., dan Dr. Ir. Irmansyah, M.Si. yang telah membimbing dan banyak memberi saran. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada moderator seminar, dan penguji luar komisi pembimbing, Dr.
Ir. Purnama Hidayat, M.Sc. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Badan Penyuluhan dan Pengembangan Sumber Daya Manusia (BPPSDM) Kementerian Pertanian, Balai Besar Karantina Pertanian Soekarno Hatta, beserta pegawai Laboratorium Karantina Tumbuhan BBKP Soekarno Hatta dan tenaga kependidikan Laboratorium Biosistematika Serangga yang telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ibu, suami, dan anak-anak yang telah memberikan dukungan, doa, dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan dan bagi kemajuan ilmu pengetahuan.
Bogor, Juli 2021 Mila Seri Rezeki
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR LAMPIRAN ix
I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Tujuan 2
1.3 Manfaat 3
II TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 Buah Naga 4
2.2 Kutu Putih 4
2.2.1 Taksonomi 4
2.2.2 Morfologi Imago Betina 4
2.3 Empat Spesies Kutu Putih pada Buah Naga di Indonesia 6
2.3.1 Ferrisia virgata 6
2.3.2 Planococcus minor 7
2.3.3 Phenacoccus solenopsis 7
2.3.4 Pseudococcus jackbeardsleyi 7
2.4 Citra Digital sebagai Teknik Deteksi Kutu Putih 8 III METODE
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian 10
3.2 Prosedur Kerja 10
3.2.1 Penyiapan dan Perbanyakan Serangga Uji 10
3.2.2 Pembuatan Preparat Mikroskop 10
3.2.3 Pembuatan Kunci Identifikasi 10 3.2.2 Pengambilan dan Segmentasi Citra 11
3.3 Analisis data dan Evaluasi Sistem Citra 11
IV HASIL DAN PEMBAHASAN 12
4.1 Karakter Morfologi Ferrisia virgata 12 4.2 Karakter Morfologi Planococcus minor 13 4.3 Karakter Morfologi Phenacoccus solenopsis 13 4.4 Karakter Morfologi Pseudococcus jackbeardsleyi 14 4.5 Kunci Identifikasi Dikotomi Empat Spesies Kutu Putih pada buah naga
di Indonesia 16
4.6 Segmentasi dan Analisis Citra 20
V SIMPULAN DAN SARAN 25
5.1 Simpulan 25
5.2 Saran 25
DAFTAR PUSTAKA 26
LAMPIRAN 30
RIWAYAT HIDUP 55
DAFTAR TABEL
1 Pembobotan hasil segmentasi citra imago betina dan nimfa instar-3 empat
spesies kutu putih 23
DAFTAR GAMBAR
1 Morfologi imago betina kutu putih secara umum (dimodifikasi dari McKenzie (1967) Mealybugs of California with Taxonomy, Biology and Control of North American Species) 6 2 Kutu putih yang berasosiasi pada buah naga. (a, Ferrisia virgata; b, Planococcus
minor; c, Phenacoccus solenopsis; d, Pseudococcus jackbeardsleyi) (dimodifikasi dari Mani dan Shivaraju (2014) Mealybugs and Their Management in Agricultural and Horticultural Crops) 8 3 Nimfa dan imago betina kutu putih yang berasosiasi pada buah naga di Indonesia.
(a, nimfa instar-1 F. virgata; b, nimfa instar-2 F. virgata; c, nimfa instar-3 F.
virgata; d, imago betina F. virgata; e, nimfa instar-1 Pl. minor; f, nimfa instar-2 Pl. minor; g, nimfa instar-3 Pl. minor; h, imago betina Pl. minor; i, nimfa instar- 1 Ph. solenopsis; j, nimfa instar-2 Ph. solenopsis; k, nimfa instar-3 Ph.
solenopsis; l, imago betina Ph. solenopsis; m, nimfa instar-1 Ps. jackbeardsleyi;
n, nimfa instar-2 Ps. jackbeardsleyi; o, nimfa instar-3 Ps. jackbeardsleyi; p, imago betina Ps. jackbeardsleyi) 15 4 Karakter morfologi Ps. jackbeardsleyi. (a, pori discoidal di sekitar mata; b,
ventral oral rim tubular duct) 16
5 Karakter morfologi Ps. jackbeardsleyi. (a, serari lobus anal pada nimfa instar-1;
b, seta auxiliary di serari lobus anal pada nimfa instar-2) 16 6 Karakter morfologi Ph. solenopsis. (a, seta lanceolate; b, kuku tarsus dengan
denticle) 17
7 Karakter morfologi Ph. solenopsis. (a, pori quinquelocular; b, ventral oral collar
tubular duct) 17
8 Karakter morfologi Pl. minor. (a, lobus anal pada nimfa instar-1 dengan penebalan garis lobus anal; b, serari lobus anal pada nimfa instar-2 dengan seta
auxiliary) 18
9 Karakter morfologi F. virgata. (a, Ferrisia-type tubular duct; b, ventral oral
collar tubular duct) 18
10 Karakter morfologi imago betina kutu putih berupa vulva dan pori
multilocular 19
11 Nilai akurasi segmentasi citra imago betina dan nimfa instar-3 F. virgata 21 12 Nilai akurasi segmentasi citra imago betina dan nimfa instar-3 Pl. minor 22 13 Nilai akurasi segmentasi citra imago betina dan nimfa instar-3 Ph.
solenopsis 22
14 Nilai akurasi segmentasi citra imago betina dan nimfa instar-3 Ps. jackbeardsleyi 23
DAFTAR LAMPIRAN
1 Segmentasi dan nilai threshold imago betina F. virgata pada latar kulit buah
merah 31
2 Segmentasi dan nilai threshold nimfa instar-3 F. virgata pada latar kulit buah
merah 32
3 Segmentasi dan nilai threshold imago betina F. virgata pada latar kulit buah
hijau kekuningan 33
4 Segmentasi dan nilai threshold nimfa instar-3 F. virgata pada latar kulit buah
hijau kekuningan 34
5 Segmentasi dan nilai threshold imago betina Pl. minor pada latar kulit buah
merah 35
6 Segmentasi dan nilai threshold nimfa instar-3 Pl. minor pada latar kulit buah
merah 36
7 Segmentasi dan nilai threshold imago betina Pl. minor pada latar kulit buah hijau
kekuningan 37
8 Segmentasi dan nilai threshold nimfa instar-3 Pl. minor pada latar kulit buah
hijau kekuningan 38
9 Segmentasi dan nilai threshold imago betina Ph. solenopsis pada latar kulit buah
merah 39
10 Segmentasi dan nilai threshold nimfa instar-3 Ph. solenopsis pada latar kulit
buah merah 40
11 Segmentasi dan nilai threshold imago betina Ph. solenopsis pada latar kulit buah
hijau kekuningan 41
12 Segmentasi dan nilai threshold nimfa instar-3 Ph. solenopsis pada latar kulit
buah hijau kekuningan 42
13 Segmentasi dan nilai threshold imago betina Ps. jackbeardsleyi pada latar kulit
buah merah 43
14 Segmentasi dan nilai threshold nimfa instar-3 Ps. jackbeardsleyi pada latar kulit
buah merah 44
15 Segmentasi dan nilai threshold imago betina Ps. jackbeardsleyi pada latar kulit
hijau kekuningan 45
16 Segmentasi dan nilai threshold nimfa instar-3 Ps. jackbeardsleyi pada latar kulit
buah hijau kekuningan 46
17 Nilai pembobotan citra imago betina dan nimfa instar-3 F. virgata pada latar
kulit buah merah 47
18 Nilai pembobotan citra imago betina dan nimfa instar-3 F. virgata pada latar
kulit buah hijau kekuningan 48
19 Nilai pembobotan citra imago betina dan nimfa instar-3 Pl. minor pada latar kulit
buah merah 49
20 Nilai pembobotan citra imago betina dan nimfa instar-3 Pl. minor pada latar
kulit buah hijau kekuningan 50
21 Nilai pembobotan citra imago betina dan nimfa instar-3 Ph. solenopsis pada latar
kulit buah merah 51
22 Nilai pembobotan citra imago betina dan nimfa instar-3 Ph. solenopsis pada latar
kulit buah hijau kekuningan 52
23 Nilai pembobotan citra imago betina dan nimfa instar-3 Ps. jackbeardsleyi pada
latar kulit buah merah 53
24 Nilai pembobotan citra imago betina dan nimfa instar-3 Ps. jackbeardsleyi pada
latar kulit buah hijau kekuningan 54
x
