Strategi Konservasi
Serangga Pollinator
Oleh:
Dr. rer. nat. Imam Widhiono, MZ, MS.
Penerbit :
ISBN: 978-602-1004-08-1
Perpustakaan Nasional RI: Katalog Dalam Terbitan
STRATEGI KONSERVASI SERANGGA POLLINATOR
© 2015 Universitas Jenderal Soedirman
Cetakan Pertama, Oktober 2015
Hak Cipta dilindungi Undang-undang All Right Reserved
Penulis:
Imam Widhiono
Perancang Sampul:
Imam Widhiono
Penelaah Isi:
Dr. Agus Suyanto, SU.
Penelaah Bahasa:
Drs. Subandi, M.Pd.
Diterbitkan oleh:
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
Jalan Prof. Dr. H.R. Boenyamin 708 Purwokerto Kode Pos 53122 Kotak Pos 115
Telefon 635292 (Hunting) 638337, 638795 Faksimile 631802
www.unsoed.ac.id Dicetak oleh:
Tim BPU Percetakan dan Penerbitan Universitas Jenderal Soedirman
x + 86 hal., 15,5 x 23 cm
Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari penerbit, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, photoprint, microfilm dan sebagainya.
KATA PENGANTAR
Pertama-tama, penulis sungguh bersyukur kehadirat Allah swt, atas segala rakhmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan buku ini. Buku ini merupakan hasil penelitian penulis yang dilakukan sejak tahun 2009 sampai tahun 2015 di kawasan pertanian lereng Utara Gunung Slamet, Jawa Tengah dan kawasan sekitarnya, pada berbagai tanaman pertanian serta habitat yang ada.
Buku ini dilatarbelakangi oleh adanya kenyataan bahwa serangga penyerbuk merupakan layanan jasa ekosistem yang penting bagi kehidupan manusia dan alam, karena sebagaian besar tanaman penghasil sumber pangan manusia maupun sumber pakan bagi hewan penyerbukannya dilakukan dengan bantuan serangga. Namun demikian kenyataan tersebut belum banyak diketahui dan perhatikan oleh para peneliti di Indonesia. Nilai penting serangga penyerbuk di berbagai negara di dunia sejak tahun 80 an sedang mengalami ancaman terutama dengan menurun dan menghilangnya populasi lebah madu yang disebabkan oleh adanya fenomena “Colony Collaps Disorder”. Gejala tersebut menyebabkan pengalihan perhatian terhadap serangga penyerbuk liar terutama lebah liar dari Ordo Hymenoptera, serta upaya konservasi serangga penyerbuk liar dengan munculnya model “Agro-Enviromental Services” di Eropa.
Indonesia sebagai negara dengan jumlah penduduk yang besar dan mengandalkan pertanian untuk berbagai komoditas serta berupaya untuk terus mempertahankan ketahanan panganya, sangat bergantung pada layanan jasa ekosistem dari serangga penyerbuk. Oleh karena itu penulis tertarik untuk menyusun buku yang berisi bagaimana strategi yang tepat untuk melindungi serangga penyerbuk pada lahan pertanian.
Penulis menyadari bahwa buku ini masih belum sempurna dan masih terdapat kekurangan, oleh karena itu pembaca sangat diharapkan untuk dapat memberikan saran dan masukan untuk penyempurnaan buku ini di masa yang akan datang.
Akhirnya penulis sangat berharap agar buku ini dapat bermanfaat bagi para mahasiswa, peneliti maupun praktisi di
UCAPAN TERIMA KASIH
Buku ini ditulis berdasarkan hasil penelitian yang didanai dari berbagai sumber terutama dari DIPA Unsoed 2009 -2013, dan dana dari DIKTI (Foundamental Research) 2013-2015, untuk itu penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Prof. Drs. Edy Yuwono, Ph.D. (Rektor Unsoed 2010-2014) dan Dr. Ir. Ahmad Iqbal, M.Si. (Rektor Unsoed 2014-2018), Prof. Ir. Totok Agung DH, Ph.D. (Ketua Lembaga Penelitian dan Pengabdian Pada Masyarakat Unsoed 2010-2015). Terima kasih saya yang tulus juga saya sampaikan kepada Dr. Eming Sudiana M.Si., Drs. Edy Trisucianto M.Si. dan Setyawan Yuliatmoko, S.Si. yang telah banyak membantu selama penulis melakukan penelitian. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Dr. Agus Suyanto, SU. selaku penelaah bidang ilmu Entomologi dan Drs. Subandi, M.Pd. selaku penelaah tata bahasa Indonesia.
Akhirnya penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada istri tercinta Endang Retnaning, anak-anak tersayang Wiman Rizkydarajat, S.H., dan Irfan Rizkydarajat, S.Sos. yang selalu mendorong penulis untuk mewujudkan buku ini.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... iii
UCAPAN TERIMA KASIH ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... ix
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Tujuan ... 2
1.3. Pokok Bahasan ... 2
BAB II. PENYERBUKAN TUMBUHAN OLEH SERANGGA 2.1. Latar Belakang ... 7
2.2. Proses Penyerbukan Tumbuhan ... 7
2.3. Penyerbukan Oleh Serangga ... 9
2.4. Modifikasi Tampilan Bunga dan Serangga Penyerbuk ... 9
2.5. Efektivitas Penyerbukan oleh Serangga ... 12
2.6. Faktor lingkungan yang Mempengaruhi Penyerbukan oleh Serangga ... 13
BAB III. JENIS SERANGGA PENYERBUK 3.1. Latar Belakang ... 15
3.2. Ordo Hymenoptera ... 17
3.3. Ordo Lain sebagai Penyerbuk ... 34
BAB IV. PERAN SERANGGA PENYERBUK PADA TANAMAN PERTANIAN 4.1. Latar Belakang ... 39
4.2. Jenis Tanaman Pertanian dan Serangga Penyerbuknya ... 41
4.3. Dampak dari Penurunan Serangga Penyerbuk pada Produksi Pertanian ... 45
4.4. Peran Serangga Penyerbuk Dalam Konservasi Tumbuhan ... 46
BAB V. FAKTOR YANG MENYEBABKAN PENURUNAN KERAGAMAN DAN KELIMPAHAN SERANGGA PENYERBUK
5.1. Latar Belakang ... 49 5.2. Kerusakan dan Fragmentasi Habitat ... 50 5.3. Intensifikasi Pertanian ... 52 5.4. Dampak Pemanasan Global Terhadap Serangga
Penyerbuk ... 55 BAB VI. STRATEGI KONSERVASI SERANGGA PENYERBUK PADA
LAHAN PERTANIAN
6.1. Latar Belakang ... 61 6.2. Konservasi Serangga Penyerbuk pada Lahan
Pertanian ... 63 6.3. Konservasi Serangga Penyerbuk di Luar Lahan
Pertanian. ... 70 DAFTAR PUSTAKA ... 79
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Spesies serangga penyerbuk yang ditemukan
pada tanaman pertanian di lereng Gunung Slamet 16 Tabel 6.1 Jenis tumbuhan liar berbunga yang dikunjungi
DAFTAR GAMBAR
Gambar.3.1. Apis dorsata pada bunga bunga Wedelliacinensis (koleksi pribadi) ... 19 Gambar 3.2. Apis cerana pada bunga pukul delapan
(Turnera ulmifolia) ... 20 Gambar 3.3. Trigona laeviceps pada bunga strowberi
(Fragraria x anannasa) (koleksi pribadi ) ... 22 Gambar 3.4. Amegilla cingulata pada bunga Rubus
parviforus (koleksi pribadi) ... 24 Gambar 3.5. Xylocopa latipes pada bunga tanaman buncis
Phaseolus vulgaris (koleksi pribadi) ... 25 Gambar 3.6. Ceratina dupla pada bunga kacang panjang
Vigna unguiculata (koleksi pribadi ) ... 26 Gambar 3.7. Lasioglossum malachurum pada bunga Wedelia
cinensis (koleksi pribadi) ... 27 Gambar 3.8. Augochlora pura pada tumbuhan Cleome
rutidospermae (koleksi pribadi) ... 28 Gambar 3.9. Delta companiformepada tumbuhan Euphorbia
heterphyla (koleksi pribadi) ... 29 Gambar 3.10. Polistes fuscatapada tumbuhan Acalypta indica
(koleksi pribadi ) ... 30 Gambar 3.11. Ropalidia romandi pada tumbuhan Borreria
laevicaulis (koleksi pribadi) ... 31 Gambar 3.12. Megachille centuncularis pada tumbuhan
Borreria laevicaulis (koleksi pribadi) ... 32 Gambar 3.13. Osmia spp. pada tumbuhan Hyptis capitata
(koleksi pribadi) ... 33 Gambar 3.14. Nomia melanderi pada tanaman Vigna
Gambar 3.16. Syrphidae yang bayak ditemukan sebagai serangga penyerbuk pada lahan pertanian
(koleksi pribadi) ... 37 Gambar 6.1. a. Sarang Trigona laeviceps. b. Setup lebah
madu. c. Sarang lebah Rhopalidia sp (foto
pribadi) ... 66 Gambar 6.2. Jenis tumbuhan liar yang dikunjungi serangga
penyerbuk. a. Borreria laevicaulis b. Euphorbia heterophyla c. Tridax procumbers. d. Cleome
rutidospermae (koleksi pribadi) ... 68 Gambar 6.3. Jumlah individu serangga penyerbuk dan
hubungannya dengan jarak dari hutan pada tanaman starawbery dan tomat di desa Serang,
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakangampir 90% dari 250.000 tumbuhan berbunga penyerbukannya atau reproduksi seksualnya bergantung atau dibantu oleh hewan terutama serangga (Kearns et al., 1998). Serangga membantu mentransfer tepungsari dari antherke stigma yang menyebabkan terjadinya pembuahan. Hubungan tersebut sangat penting bagi kehidupan manusia melalui dua mekanisme, yaitu penyedia bahan makanan dan keberlanjutan keragaman hayati tumbuhan. Sebagian besar tanaman pertanian sangat bergantung pada kehadiran serangga penyerbuk sehingga 35% sumber pangan dunia berasal dari proses penyerbukan oleh serangga (Klein, et al., 2007).
Di alam sebenarnya tumbuhan penyedia sumber bahan pangan utama bagi manusia adalah jenis tanaman yang penyerbukannya dibantu oleh angin (jenis padi-padian) dan tanaman penghasil umbi, tetapi tanaman yang penyerbukannya bergantung pada serangga berperan penting sebagai penyedia protein nabati, makanan berserat, vitamin A dan vitamin C, serta penyedia berbagai bahan makanan penyeimbang. Selain itu, serangga penyerbuk menghasil-kan produk tanaman yang dibutuhmenghasil-kan oleh berbagai jenis ternak. Di benua Asia diperkirakan terdapat 1.330 tumbuhan yang 70% penyerbukannya dibantu serangga (Roubik, 1995), sedangkan di Eropa sekitar 85% dari 264 spesies tumbuhan yang penyerbukannya dibantu serangga (Williams, 1994). Berbagai jenis tanaman buah dan sayuran sangat bergantung pada kehadiran dan peran serangga penyerbuk untuk menghasilkan buah-buahan. Pada beberapa jenis
H
mutu dan jumlah buah yang dihasilkan (Klein, 2007).Sejumlah besar spesies tanaman membutuhkan kehadiran serangga penyerbuk untuk menghasilkan biji sebagai alat untuk memperbanyak diri (Kremen et al., 2007). Oleh karena itu, serangga penyerbuk sangat penting bagi pertanian global dan keamanan pangan manusia dunia. Namun demikian, perhatian terhadap serangga penyerbuk di Indonesia masih sangat kurang, baik informasi tentang keragaman serangga penyerbuk, peranannya dalam reproduksi tanaman, maupun upaya-upaya konservasi yang dilakukan.
1.2. Tujuan
Tujuan penulisan buku ini adalah untuk meningkatkan kompetensi mahasiswa S1 maupun S2 yang berminat pada bidang biologi, pertanian, perkebunan dan kehutanan serta mahasiswa yang berminat di bidang konservasi sumber daya hayati, khususnya serangga.
1.3. Pokok Bahasan
Untuk mencapai tujuan tersebut akan dibahas hal-hal penting terkait dengan pokok bahasan buku ini. Pembahasan hal-hal penting tersebut adalah sebagai berikut :
1.3.1. Peran Serangga Dalam Penyerbukan Tanaman
Penyerbukan adalah proses perpindahan tepungsari (pollen) dari anther ke pistil atau stigmasebagai proses perkawinan (fertilisasi) untuk menghasilkan biji sebagai alat perkembangbiakan tumbuhan. Pembentukan biji selalu melalui proses pembentukan buah yang dimanfaatkan oleh manusia maupun hewan, sehingga proses penyerbukan merupakan proses yang sangat penting bukan hanya bagi tumbuhan itu sendiri tetapi, juga bagi makhluk hidup lainnya. Karena tumbuhan tidak dapat bergerak melakukan perkawinan untuk melaksanakan reproduksi seksual maka tumbuhan membutuhkan sarana bantuan dari luar untuk membantu proses pemindahan tepungsari dari organ kelamin jantan ke stigma sebagai organ kelamin betina.
1.3.2. Keragaman Serangga Penyerbuk.
Hampir semua ordo serangga mempunyai anggota spesies yang berperan sebagai penyerbuk. Namun demikian, yang paling banyak anggotanya sebagai serangga penyerbuk adalah ordo Lepidoptera, Hymenoptera, Diptera, dan Coleoptera. Ordo Hymenoptera merupakan kelompok yang paling banyak anggotanya sebagai penyerbuk terutama dari kelompok lebah (Apiformes). Namun demikian berbagai hasil penelitian menunjukkan bahwa berbagai jenis lebah liar dan serangga lain bukan anggota Apiformes berperan penting dalam penyerbukan tanaman pertanian. Widhiono dan Sudiana (2015a) menemukan 15 spesies serangga penyerbuk dari kelompok lebah liar (Hymenoptera), 2 spesies dari Ordo Diptera dan 1 spesies dari Ordo Coleopteradi lahan pertanian di lereng gunung Slamet. Keragaman serangga penyerbuk pada lahan pertanian selanjutnya akan dibahas pada bab III
1.3.3. Peran Serangga Penyerbuk Pada Tanaman Pertanian Penyerbukan tumbuhan oleh serangga penyerbuk dapat dikategorikan sebagai layanan jasa ekosistem yang diberikan oleh ekosistem terhadap manusia maupun kehidupan lainnya. Serangga penyerbuk juga dapat disebut sebagai layanan pendukung, yaitu layanan oleh proses di dalam ekosistem yang mendukung kesejahteraan manusia dengan cara menjaga atau meningkatkan jasa layanan ekosistem yang lain.Dalam hal penyerbukan oleh serangga, jasa yang diberikan adalah produksi berbagai tanaman pertanian serta menjaga proses reproduksi tumbuhan liar di alam. Selain itu, layanan jasa penyerbuka oleh serangga dapat juga disebut sebagai layanan jasa pengaturan, yaitu proses layanan jasa penyerbukan oleh serangga pada suatu ekosistem yang memberikan dampak pada ekosistem lainya.
Secara teoretis, (Potts et al., 2010) menjelaskan bahwa penurunan keragaman dan kelimpahan serangga penyerbuk akan menyebabkan penurunan layanan jasa penyerbukan pada tumbuhan liar.
memengaruhi tumbuhan dengan berbagai cara, antara lain yang paling jelas adalah menurunnya jumlah buah dan biji, selanjutnya akan memengrauhi sistem reproduksi tumbuhan, sehingga menghasilkan keturunan yang lemah sebagai akibat terjadinya inbreeding (Kearns et al., 1997). Pada tumbuhan yang mempunyai kisaran yang luas terhadap kehadiran serangga penyerbuk penurunan keragaman dan kelimpahan serangga penyerbuk dampaknya sangat kecil karena ketidakhadiran satu spesies serangga dapat digantikan oleh kehairan serangga lain. Dampak buruk yang terjadi adalah pada spesies tumbuhan yang mempunyai kekhususan serangga penyerbuk, karena ketidak hadiran serangga penyerbuk tertentu akan menyebabkan kegagalan penyerbukan tumbuhan dan secara langsung akan menyebabkan kepunahan spesies tumbuhan tersebut. Biasanya, proses kepunahan tersebut berhubungan dengan serangganya karena kepunahan tumbuhan tertentu akan menyebabkan ketiadaan sumber pakan bagi serangga sehingga serangga tersebut ikut punah (Kearns et al., 1997, Potts et al., 2010). Peran ekonomis dan ekologis serangga penyerbuk selanjutnya akan dibahas pada bab IV.
1.3.4. Faktor Yang Menyebabkan Penurunan Keragaman Dan Kelimpahan Serangga Penyerbuk Pada Lahan Pertanian Isu tentang terjadinya penurunan keragaman dan kelimpahan serangga penyerbuk mulai berkembang pada tahun 2006 ketika media massa memberitakan hilangnya lebah madu (Apis mellifera)secara misteriusyang disebabkan oleh kematian masal (colony collaps disorder) di Amerika Serikat dan Eropa. Secara global, serangga penyerbuk yang dikelola untuk meningkatkan produktivitas pertanian adalah lebah madu (Apis mellifera dan Apis cerana) karena mempunyai beberapa keuntungan antara lain a) merupakan penyerbuk generalis sehingga mampu memnyerbuk berbagai tanaman pertanian maupun tumbuhan liar (Widhiono dan Sudiana, 2015b). b)jumlah anggota koloni yang sangat banyak (± 30.000 ekor), c)mampu mencari sumber pakan pada kawasan yang luas, d)mampu berkomunikasi tentang sumber pakan dengan
anggota lain dalam koloni dan e)menghasilkan madu yang mempunyai nilai ekonomis yang tinggi. Lebah madu telah banyak diteliti dibanding jenis lebah yang lain dan terbukti mampu meningkatkan produksi sebesar 96% tanaman pertanian, serta ditemukan sebagai penyerbuk utama pada berbagai tanaman liar (Widhiono dan Sudiana, 2014).
Ternyata, selain lebah madu spesies serangga penyerbuk yang lain juga mengalami penurunan keragaman dan kelimpahannya yang diduga disebabkan oleh berbagai faktor (Van bergen, 2013, Winfree, et al, 2011, Potts et al, 2010). Keragaman serangga penyerbuk yang terus menurun pada berbagai tempat di dunia disebabkan oleh berbagai faktor yang meliputi kehilangan dan kerusakan habitat, fragmentasi habitat, penggunaan pestisida, dan terjadinya pemanasan global (Nicholls dan Arteri, 2012). Kondisi tersebut juga terjadi di Indonesia sehingga mengancam ketersediaan pangan dan ketahan pangan Indonesia. Bukti-bukti yang ada menunjukan bahwa kekurangan serangga penyerbuk dapat menyebabkan menurunnya mutu dan jumlah buah pada berbagai tanaman pertanian sehingga kekurangan serangga penyerbuk pada tanaman pertanian berdampak pada kekurangan produksi pangan.
Penyebab terjadinya penurunan keragaman dan kelimpahan serangga penyerbuk akan dibahas pada bab V.
1.3.5. Strategi Konservasi Serangga Penyerbuk
Dampak penurunan keragaman dan kelimpahan serangga penyerbuk yang paling buruk adalah kerugian ekonomis secara langsung yang disebabkan oleh penurunan produksi pertanian. Penurunan produksi pertanian akan memberikan dampak yang lebih luas terhadap aktivitas pertanian sebagai konsekuensi rendahnya produktivitas ekosistem pertanian yang ada (Bauer dan Wing, 2010). Dari sisi konservasi keragaman hayati ada kekhawatiran dampak yang terjadi akan sangat luas yang merupakan rantai ekosistem yang panjang dimulai dari penurunan serangga penyerbuk, dinamika
karena itu, Indonesia yang sebagian masyarakatnya bergantung pada sektor pertanian perlu dikenalkan cara konservasi serangga penyerbuk pada laha pertanian. Upaya konservasi serangga penyerbuk pada lahan pertanian dapat dilakukan dengan berbagai cara dengan berbasis pada petani yang meliputi pengayaan tumbuhan liar, pengelolaan lahan sekitar dan pengaturan penggunaan pestisida. Strategi konservasi serangga penyerbuk selanjutnya akan dibahas pada bab VI.
BAB II
PENYERBUKAN
TUMBUHAN OLEH
SERANGGA
2.1. Latar Belakang
enyerbukan adalah proses perpindahan tepungsari (pollen) dari anther ke pistil atau stigma, yang merupakan proses perkawinan (fertilisasi) untuk menghasilkan biji sebagai alat perkembangbiakan tumbuhan. Pembentukan biji selalu melalui proses pembentukan buah yang dimanfaatkan oleh manusia maupun hewan, sehingga proses penyerbukan merupakan proses yang sangat penting bukan hanya bagi tumbuhan itu sendiri, tetapi juga bagi makhluk hidup lainnya. Karena tumbuhan tidak dapat bergerak melakukan perkawinan untuk melaksanakan reproduksi seksual maka tumbuhan membutuhkan sarana bantuan dari luar untuk membantu proses pemindahan tepungsari dari organ kelamin jantan ke stigma sebagai organ kelamin betina.
2.2. Proses Penyerbukan Tanaman
Berdasarkan asal tepungsari, tumbuhan dapat dikelompokkan menjadi penyerbukan sendiri dan penyerbukan silang. Penyerbukan sendiri, adalah proses perpindahan tepungsari dari anther ke stigma pada bunga yang sama. Secara genetis, penyerbukan sendiri yang berlangsung terus menerus akan menghasilkan keturunan yang lemah atau biasa disebut inbreeding depression.
Penyerbukan silang adalah proses penyerbukan yang tepungsarinya berasal dari bunga lain yang secara genetis berbeda sehingga keturunan yang dihasilkan memiliki keragaman genetik yang luas.Individu yang memiliki keragaman genetik yang luas akan memiliki sifat yang tahan dan kuat serta mampu beradaptasi
P
Berbagai tumbuhan mengembangkan mekanisme untuk menghindari terjadinya penyerbukan sendiri, mekanisme tersebut meliputi Dichogamy, Herkogamy, Self-sterility, dan Dieliny.
1) Dichogamy adalah spesies tumbuhan yang anther dan stigma matang sexual dalam waktu yang berbeda sehingga waktu matang sexual antara anther dan stigma tidak berkesesuaian sehingga keberhasilan penyerbukan harus mendapatkan tepungsari dari anther bunga lain, baik dari satu tanaman atau tanaman lain.
2) Herkogamy adalah spesies tumbuhan yang melakukan adaptasi struktural untuk menghindarkan terjadinya kontak antara tepungsari dengan stigma dari bunga yang sama atau penyerbukan sendiri. Pada bunga tipe ini, letak anther dan stigma berada pada posisi yang tidak memungkinkan terjadinya penyerbukan sendiri.
3) Self-sterility adalah tipe tumbuhan yang apabila terjadi penyerbukan sendiri maka tidak akan terjadi fertilisasi atau menghasilkan biji.Tepungsari yang mampu mencapai stigma akan mengalami penghambatan perkembangannya. Sehingga untuk menghasilkan buah, tumbuhan ini harus mendapatkan tepung sari dari bunga lain.
4) Dieliny adalah tumbuhan yang mempunyai bunga bersifat uniseksual bunga jantan dan bunga betina terpisah. Apabila bunga jantan dan bunga betina berada pada satu tumbuhan disebut sebagai monoceius, sedangkan apabila berada pada tumbuhan berbeda disebut dioceius.
Sarana atau agensia dari luar yang membantu proses penyerbukan tumbuhan terdiri atas faktor fisik ( angin dan air) dan faktor hayati (serangga, burung, kelelawar). Dalam buku ini hanya dibahas penyerbukan silang tumbuhan yang dibantu oleh serangga atau disebut Entomophily (Thompson, 2001)
2.3. Penyerbukan Oleh Serangga
Proses koevolusi antara tumbuhan berbunga dengan penyerbuk telah berlangsung jutaan tahun yang lalu. Menurut teori Spengel, bahwa setiap pengkhususan dari anatomy dan fisiologi tumbuhan selalu berhubungan dengan kekhususan struktur dan tingkah laku serangga yang mengunjungi bunga untuk melakukan penyerbukan. Dengan demikian dari 250.000 spesies tumbuhan berbunga (Angiospermae), 70% diantaranya melakukan penyerbukan dengan bantuan serangga dan 30% diantaranya adalah penghasil bahan makanan bagi manusia.
Serangga penyerbuk memfasilitasi tumbuhan untuk melakukan penyerbukan silang dengan tumbuhan lain dalam satu spesies serangga juga mampu menyebarkan biji pada jarak yang jauh sehingga dapat menghindarkan pemakanan biji serta menurangi resiko serangan penyakit endemik terhadap tumbuhan. Serangga juga mampu meningkatkan kualitas dan kuantitas buah pada tumbuhan (Thompson, 2001)
Kebanyakan spesies tumbuhan diserbuki oleh berbagai spesies serangga. Hubungan antara type serangga dengan variasi ciri-ciri bunga kemungkinan merupakan gambaran potensi yang sangat penting yang menjelaskan bagaimana serangga dapat memilih suatu bunga.. Hubungan ini menjadi sangat penting karena kebanyakan serangga penyerbuk mempunyai variasi kelimpahan antar waktu dan tempat sehingga mempengaruhi efektivitas penyerbukannya. Variasi tingkat kunjungan serangga penyerbuk pada tumbuhan diduga berhubungan dengan berbagai modifikasi tampilan bunga (warna, bentuk, kandungan nektar) dan waktu pembungaan.
2.4. Modifikasi Tampilan Bunga Dan Serangga Penyerbuk Variasi tingkat kunjungan serangga penyerbuk pada tumbuhan diduga berhubungan dengan berbagai modifikasi tampilan bunga (warna, bentuk, kandungan nektar) dan waktu pembungaan.
2.4.1. Warna bunga
Warna bunga merupakan faktor yang sangat penting yang membatasi serangga penyerbuk khusus untuk mengunjungi suatu jenis bunga serta memengaruhi tingkah laku serangga penyerbuk secara umum. Serangga penyerbuk bertanggung jawab terhadap polimorpisme dalam populasi tumbuhan. Kupu-kupu dan lalat cenderung menyukai bunga berwarna kuning, bombus menyukai bunga berwarna putih. Perubahan warna bunga yang disebabkan oleh umur juga memengaruhi tingkah laku pencarian pakan serangga penyerbuk. Hasil penelitian Widhiono dan Sudiana (2015a) tentang hubungan keragaman serangga penyerbuk dengan warna bunga di lahan pertanian lereng utara Gunung Slamet ternyata menunjukkan serangga penyerbuk, terutama spesies generalis tidak memilih warna bunga. Serangga-serangga tersebut sebagian besar dari jenis lebah liar (Apiformes : Hymenoptera) dari familiaApidae, Bombidae, Meghacilidae,
2.4.2. Bau bunga
Bau bunga juga merupakan faktor yang penting sebagai penarik serangga penyerbuk, karena serangga penyerbuk sangat tertarik pada bau bunga. Bunga yang mekar pada malam hari mempunyai bau bunga yang menyengat yang digunakan untuk menarik serangga dari jarak jauh, sedangkan bunga yang mekar pada siang hari cenderung tidak mempunyai bau yang menyengat. Bunga yang mempunyai bau yang menyengat biasanya berkaitan dengan kandungan nektar yang ada
(Wright dan Schiestl,2009).
2.4.3. Waktu pembungaan
Kesesuaian waktu pembungaan bunga-bunga yang berukuran kecil pada lahan yang luas berperan dalam meningkatkan pengeumpulan energi dan penghematan waktu dan energi yang dibutuhkan oleh serangga penyerbuk dalam pencarian pakan. Waktu pembungaan yang sesuai pada musim bunga akan meningkatkan penyerbukan silang karena menarik serangga penyerbuk dan meningkatkan keberhasilan penyerbukan. Pembungaan vertikal sangat
menguntungkan bagi serangga penyerbuk dari kelompok lebah karena jumlah nektar cenderung berkurang, tetapi konsentrasi gula pada nektar meningkat pada bunga yang letaknya lebih tinggi. Lebah biasanya mencari nektar dimulai dari bunga dengan posisi dibawah dan secara bertahap naik ke bunga yang lebih tinggi letaknya (Scaven dan Laverty, 2013).
2.4.4. Kunjungan Serangga Pada Bunga Secara Konstan (Flower
Constancy)
Flower constancy adalah tingkah laku satu serangga penyerbuk yang membatasi kunjungan hanya pada satu jenis bunga dalam aktivitas pencarian pakannya meskipun bunga tanaman lain banyak melimpah (Kidoro dan Hidashi, 2010). Flower constancy merupakan tingkah laku yang sangat penting karena akan meningkatkan efektivitas penyerbukan bagi tumbuhan dan menghemat waktu pencarian dan energi pakan bagi serangga penyerbuk sehingga mampu menjamin keberlanjutan kehidupan koloninya. Kemampuan ini diduga berhubungan dengan pengenalan bunga, penglihatan, penciuman, dan juga daya ingat dari serangga. Flower constancy terutama dimiliki oleh serangga penyerbuk dari kelompok lebah baik lebah eusosial maupun lebah solitair (Gegear dan Laverty, 2001).
2.4.5. Kandungan Nektar
Nektar adalah cairan gula sebagai sumber pakan dan energi bagi serangga penyerbuk. Kandungan nektar terdiri atas gula kompleks, asam amino, protein, lemak, antioxidan, vitamin, alkaloid, asam organik dan mineral. Jumlah nektar yang sedikit pada bunga dibandingkan dengan kebutuhan, menyebabkan serangga penyerbuk mengunjungi banyak bunga. Kondisi tersebut menyebabkan lebih banyak terjadi penyerbukan silang pada tumbuhan. Jumlah nektar yang terdapat pada bunga bervariasi antara 10 µg perbunga sampai 163 µg.Serangga penyerbuk sendiri membutuhkan nektar dengan kandungan gula bervariasi antara 15%-75%. Nilai kandungan gizi
2.4.6. Kandungan Tepungsari
Tepungsari merupakan sumber pakan utama pada berbagai serangga terutama lebah, lalat, thrips, kumbang, dan kupu-kupu. Tepungsari mempunyai kandungan nutrisi yang sangat tinggi terdiri atas asam amino esensial dan non esensial. Kandungan minyak pada bagian luar tepungsari berperan dalam mengakaitkan satu tepungsari dengan lainnya serta untuk menempel pada bagian tubuh serangga penyerbuk. Kandungan tepungsari meliputi protein 16-30%, 1-7% tepung, 0-15% gula, dan 3-15% lemak yang sangat dibutuhkan oleh lebah penyerbuk (Ghazoul, 2006).
2.5. Efektivitas Penyerbukan
Efektivitas penyerbukan adalah frekwensi kunjungan suatu serangga pada sebuah bunga, dan jumlah biji yang dihasilkan oleh kujungan seranggatersebut, merupakan hal sangat penting dalam proses penyerbukan tumbuhan. Menurut Menzel dan Schmida, (1993) efektivitas penyerbukan sangat bergantung pada kelengkapan dan karakteristik serangga penyerbuk yang meliputi : penglihatan, penciuman , tingkah laku pencarian pakan,
2.5.1. Penglihatan
Secara umum serangga mampu melihat warna dari ultra violet (300 nm) sampai warna kuning oranye (650 nm). Lebah penyerbuk mempunyai mata majemuk yang berbentuk bulat dengan 6300 “facets” dan sangat sensitive terhadap warna biru, kuning dan biru kehijauan , ultraviolet dan polarisasi cahaya.
2.5.2. Penciuman
Lebah madu mempunyai kemampuan penciuman yang diperkirakan 40 kali lebih tajam dibanding manusia, dan berperan sangat penting dalam menemukan sumber sumber pakan dan sebagai alat komunikasi dalam sarang.
2.5.3. Tingkah Laku Pencarian Pakan
Faktor-faktor yang mempengaruhi tingkah laku pencarian pakan dan cara menentukan sumber pakan meliputi cuaca, jarak sumber pakan, kemampuan terbang serangga dan mutu serta jumlah pakan yang tersedia. Serangga penyerbuk mempunyai keragaman kisaran luas pencarian pakan antara 3-12 km dan tingkat aktivitas pencarian pakan sangat bergantung pada ketersediaan bunga.
2.6. Faktor Lingkungan Yang Mempengaruhi Penyerbukan Menurut (Kasper et al., 2008), faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi kunjungan serangga penyerbuk pada bunga, meliputi: ketinggian tempat, suhu, cahaya matahari, dan angin 2.6.1. Ketinggian Tempat
Ketinggian tempat mempengaruhi proses penyerbukan dan tingkah laku pencarian pakan serangga penyerbuk. Serangga penyerbuk banyak ditemukan menyerbuk bunga pada ketinggian tempat yang rendah sampai sedang, dan memulai aktivitas mencari pakan lebih awal sejalan dengan kenaikan ketinggian tempat.
2.6.2. Suhu Udara
Suhu udara sangat berpengaruh terhadap serangga penyerbuk, karena jumlah energi yang dibutuhkan sangat bergantung pada suhu lingkungan.Apabila suhu lingkungan turun maka energi yang didapatkan berkurang sehingga serangga meningkatkan jumlah bunga yang dikunjungi dan bunga harus menyiapkan jumlah energi yang dibutuhkan serangga. Aktivitas pencarian pakan pada serangga penyerbuk malam hari menurun sejalan dengan meningkatnya temperatur. Lebah madu Apis cerana mampu melakukan pencarian pakan pada suhu udara rendah dibanding Apis mellifera, aktivitas pencarian pakan oleh lebah dapat dimulai pada suhu 8o C dan
2.6.3. Cahaya Matahari
Aktivitas serangga penyerbuk sangat dipengaruhi oleh cahaya matahari, baik yang mempunyai aktivitas siang hari, senja hari maupun malam hari. Lebah madu memulai aktivitas pencarian pakan apabila intensitas cahaya matahari mencapai 500 lux atau dibawahnya dan akan berhenti beraktivitas ketika cahaya matahari hanya mencapai 10 lux.Namun demikian, pada pagi hari lebah madu memulai aktivitas pencarian pakan pada intensitas cahaya matahari dibawah 10 lux.
2.6.4. Angin
Angin memengaruhi aktivitas pencarian pakan serangga penyerbuk.Kecepatan angin antara 24-34 km/jam berdampak buruk terhadap aktivitas lebah madu dalam pencarian pakan.
BAB III
JENIS SERANGGA PENYERBUK
3.1. Latar Belakang
ada bab ini akan dibahas serangga penyerbuk yang sangat umum ditemukan pada lahan pertanian dan berdasar pada berbagai hasil penelitian sangat berperan dalam bidang pertanian,terutama pada produksi sayuran dan buah-buahan. Secara umum serangga yang sangat berperan dalam penterbukan tanaman pertanian terdiri atas ordo Hymenoptera (bangsa lebah dan tawon), ordo Coleoptera (bangsa kumbang) , ordo Diptera ( bangsa lalat), dan ordo Lepidoptera (bangsa kupu-kupu). Meskipun bangsa kupu-kupu (Ordo Lepidoptera) banyak ditemukan tetapi tidak akan dibahas karena perananya dalam penyerbukan tanaman pertanian relativ kecil. Hasil penelitian yang dilakukan pada kawasan lereng Gunung Slamet disajikan pada tabel 3.1.
Tabel 3.1. Spesies Serangga Penyerbuk yang ditemukan pada Tanaman Pertanian di Lereng Gunung Slamet.
Ordo Familia Spesies
Jumlah Individu Total Kelimpah an Relatif Spesie s
Cabe Tomat Menti mun Kc. Panjan
g
Bu
ncis
Walu
h
Kedelai Straw- berry
Diptera Dolichopodida Chrysosoma leupogon 38 30 0 0 0 0 0 0 68 6,15 Spaherophora scripta 0 0 0 14 0 0 0 0 14 1,27 Coleoptera Chrysonelidae Crysolina polita 0 0 11 23 8 0 0 0 42 3,80 Hymenoptera Apidae Amegilla cingulata 10 6 2 2 2 2 2 2 28 2,53
Amegilla zonata 0 0 1 15 15 0 0 15 46 4,16 Ceratina sp. 0 0 4 4 4 0 4 4 20 0,36 Nomia sp. 4 0 0 0 0 0 0 0 4 0,36 Apis cerana 14 0 41 33 43 60 36 57 284 25,68 Philanthus politus 4 0 7 0 0 5 0 0 16 1,45 Trigona 0 30 1 44 56 0 37 100 268 24,23 Apis dorsata
Megachilidae Megachile relativa 0 0 12 16 0 11 6 0 45 4,07 Lasioglossum malachurum 20 10 0 0 0 0 0 0 30 2,71 Halictidae Lasioglossum leucozonium 6 9 0 0 0 0 0 0 15 1,36 Anthophoridae Xylocopa latipes 0 5 0 7 10 29 14 0 65 5,88 Collectidae Hylaeus modestus 3 2 0 0 0 0 0 0 5 0,45 Vespidae Ropalidia fasciata 4 4 4 2 43 4 4 4 69 6,24
Ropalidia romandi 2 0 0 0 0 0 0 0 2 0,18
Polites fuscata 0 4 7 6 14 9 9 9 58 5,24
Delta companiforne 0 2 2 8 5 9 1 0 27 2,44
3.2. Ordo Hymenoptera
Ordo Hymenoptera atau bangsa tawon dan lebah merupakan serangga penyerbuk utama pada tanaman pertanian. Kehadirannya pada lahan pertanian sangat dibutuhkan dan telah banyak dikembangkan untuk dimanfaatkan sebagai serangga penyerbuk pada berbagai negara. Beberapa familia dari ordo ini yang penting adalah familiaApidae, Halictidae, Vespidae dan Megachilidae.
3.2.1. Familia Apidae
Familia Apiade terdiri atas beberapa sub familia yang penting sebagai penyerbuk yaitu sub familia Apinae, Meliponinae, Antophorinae dan Xylocopinae. Anggota sub familia Apinae dibagi menjadi dua kelompok utama berdasarkan type sarang yaitu bertipe sarang terbuka dan bertipe sarang tertutup. Lebah madu bertipe sarang terbuka terdiri atas dua spesies yaitu Apis florea dan Apis dorsata. Lebah madu bertipe sarang tertutup terdiri atas dua spesies yaitu Apis mellifera dan Apis cerana.
Kelompok lebah madu ( Apis spp) merupakan serangga penyerbuk yang sangat penting pada tanaman pertanian di seluruh dunia. Bagian-bagian tubuh serangga ini sangat termodifikasi untuk proses penyerbukan tanamandan mempunyai kisaran tumbuhan inang yang sangat luas sehingga lebah madu mampu menyerbuki berbagai tipe tanaman. Lebah madu mempunyai waktu paling lama dalam mengunjungi bunga berbagai macam tanaman dan tidak terlalu terpengaruh oleh kondisi lingkungan dibandingkan dengan jenis serangga yang lain. Selain itu, lebah madu juga mempunyai hubungan yang sangat dekat dengan berbagai tanaman pertanian yang penting dan perilaku pencarian pakan yang menyebabkan peningkatan mutu buah, menjadikan lebah madu dianggap sebagai penyerbuk yang paling berhasil. Nilai penting lebah madu sebagai penyerbuk juga disebabkan oleh kebiasaan hidup secara berkoloni (eusosial) sehingga jumlah individunya sangat banyak. Secara umum lebah madu dikenal empat spesies utama yaitu lebah kerdil (A. florea) ,
sarang yang dibuat, lebah madu dikelompokan dalam 2 kelompok yaitu lebah yang membuat sarang tunggal dan terbuka ( A. florea dan A. dorsata) dan lebah yang membuat sarang lebih dari satu sisir dengan sarang tertutup (A. cerana dan A. meliffera).
1) Sub familia Apinae
a. Apis florea Fabricius
Apis florea biasa disebut sebagai lebah kerdil karena ukurannya kecil, merupakan slah satu lebah madu yang terdapat di Indonesia, menyukai daerah yang panas dan kering. Sarang lebah kerdil terdiri atas satu sisiran tunggal dan sarang biasanya di kamuflase dengan menggantung pada cabang pohon atau herba yang ramping dan terlindungi oleh dedaunan yang rimbun. Sarang dibuat pada cabang pohon dengan ketinggian antara 0,3 m sampai 8 m diatas tanah (Hepburndan Radloff, 2011). Seringkali sarang lebah kerdil juga ditemukan pada gua tanah di lereng hutan. Spesies lebah kerdil menggunakan zat yang lengket seperti resin(propolis) untuk melekatkan sisiran pada cabang dan melindungi dari serangan semut dan serangga lain. Oleh karena itu sebagian sisiran kehilangan puncak untuk menyimpan madu sehingga madu disimpan disekitar cabang tempat sisiran ditempelkan. Sarang dengan sisiran tunggal berisi empat tipe sel dengan ukuran yang berbeda.Sel untuk menyimpan madu merupakan sel paling besar dan dalam dengan ukuran yang sama pada semua sisinya.Dibawah sel madu berisi sel yang lebih kecil yang bersisi anakan calon lebah pekerja, dan sel dengan ukuran sedang dan berada pada bagian paling bawah adalah sel calon lebah pejantan. A. florea banyak tersebar di Jawa dan masih rancu dengan A. andreniformis, dan sering dijumpai menempati sarang lebah madu lokal tradisional (gelodok) (Widhiono, 1992). A. florea mempunyai peran yang sangat penting dalam penyerbukan tanaman, baik di ekosistem alam maupun ekosistem buatan. Terutama sebagai penyerbuk tanaman yang mempunyai bunga berukuran sedang dan besar. Namun demikian belum banyak penelitian tentang peran lebah ini dalam penyerbukan tanaman tertentu.
b. Apis dorsata Fabricius
Apis dorsata merupakan spesies lebah madu dengan ukuran tubuh yang paling besar (Michener, 2000) yang menarik pada lebah ini adalah sel ratu sel pejantan dan sel calon lebah pekerja mempunyai ukuran dan bentuk yang sama dengan ukuran rata-rata antara 5,42 – 6,35 mm. Sarang tersusun dari satu sisiran tunggal dengan panjang antara 1-2 m dengan lebar 0,5 m yang ditempelkan pada cabang pohon yang besar dengan diameter cabang antara 20-40 cm supaya dapat menahan berat sisiran. Sarang diletakan pada cabang pohon yang tinggi dengan ketinggian 30-60 m. Sarang A. dorsata pada umunya menggantung pada dahan pohon berjarak sekitar 20 m di atas permukaan tanah. Satu pohon dapat dihuni paling sedikit 10 koloni (Hadisoesilo dan Kuntadi, 2007).
Gambar.3.1. Apis dorsata pada bunga bunga Wedellia cinensis
(koleksi pribadi)
A. dorsata berperan penting dalam penyerbukan berbagai tumbuhan liar terutama di hutan. (Widhiono, 2011), menemukan kehadiran
c. Apis cerana javana Fabricius
Lebah madu lokal (Apis cerana javana) tersebar di hampir semua wilayah Indonesia, dan telah dapat dibudidayakan sejak zaman dahulu dengan menggunakan cara yang sederhana. Budidaya lebah madu telah lama menjadi bagian dari kehidupan masyarakat Indonesia, khususnya yang tinggal di pedesaan dan sekitar hutan. Mereka mengenal dengan baik tradisi budidaya lebah madu, khususnya lebah jenis lokal (A. cerana)meskipun dalam bentuk dan teknik budidaya yang masih sederhana. Pada tahun 1970 an lebah ini dikembangkan dengan modernisasi sistem budidaya dengan menggunakan stup seperti pada lebah madu A. mellifera. Struktur sarang lebah madu lokal terdiri atas beberapa sisiran dengan rata-rata jumlah sisiran 6 buah. Di alam lebah ini membuat sarang di dahan pohon, gua-gua tanah dan pada lubang-lubang pohon. Secara tradisional, lebah ini banyak dipelihara pada gelodok yang terbuat dari kayu kelapa atau kayu randu (Widhiono, 1992). Sisiran lebah madu terdiri atas sel yang berfungsi sebagai penyimpan madu pada bagian paling atas.Sisiran berisi calon anakan yang dikelilingi oleh sel berisi pollen dan sel anakan calon lebah pejantan. Lebah madu banyak dibudidayakan masyarakat karena memberikan hasil madu dan lilin lebah. Perbedaan perilaku lebah madu lokal dengan lebah madu import yang terutama adalah mempunyai kecenderungan menggerombol, melarikan diri dari sarang buatan dan migrasi yang sering.
Lebah madu lokal merupakan penyerbuk utama tanaman pertanian maupun tumbuhan liar, hal ini terbukti dari hasil penelitian yang menunjukan dari berbagai tanaman pertanian yang diamati hampir selalu ditemukan lebah madu lokal .Lebah madu juga terbukti mampu meningkatkan produksi dan mutu beberapa buah tanaman strowberi (Widhiono, dkk. 2012).
d. Lebah madu Eropa Apis mellifera Linnaeus.
Pada tahun 1970-an, diprakarsai oleh Pusat Apiari Pramuka, mulai dikembangkan budidaya lebah madu secara modern menggunakan jenis lebah eropa (A. mellifera) yang didatangkan dari Australia .Dimulai dari 20 stup (kotak lebah) A. mellifera hadiah kunjungan Presiden Soeharto ke Australia pada tahun 1974 yang diberikan kepada Gerakan Pramuka (Soekartiko, 2009) dalam beberapa tahun telah berkembang hingga puluhan ribu koloni dan melibatkan ratusan peternak. Budidaya A. mellifera menduduki posisi penting dalam kegiatan perlebahan dan produksi madu di Indonesia. Kuntadi (2008a), mengutip data dari Direktorat Jenderal RLPS, mengatakan bahwa A. melliferamenyumbang sekitar 25% dari total produksi madu Indonesia yang rata-rata sebesar 4.000 ton per tahun. Wilayah yang menjadi prioritas pengembangan usaha budidaya lebah eropa adalah Pulau Jawa (Departemen Kehutanan, 2000a). Sampai saat ini, basis produksi dan peng-gembalaan lebah A. melliferaterutama di sekitar wilayah pantai utara Jawa Tengah, Jawa Timur, dan Jawa Barat. Hal ini ber-kaitan dengan ketersediaan tanaman pakan lebah yang cukup baik di wilayah ter-sebut dan adanya infrastruktur jalan yang menjangkau hingga ke pelosok sesuai de-ngan keberadaan tanaman sumber pakan itu sendiri.
2) Sub familia Meliponinae
Trigona laeviceps
Lebah Trigona laevicepsdi Jawa dikenal sebagai lanceng merupakan serangga sosial tingkat tinggi yang hidup dalam suatu koloni dan termasuk golongan stingless bee yaitu kelompok lebah yang tidak bersengat. Karakter utama serangga sosial tingkat tinggi antara lain
adanya komunikasi diantara anggota koloni mengenai letak pakan. Koloni lanceng terdiri atas kasta reproduktif (ratu, jantan) dan non-reproduktif (pekerja) . Trigona umumnya membuat sarang di lubang atau cabang pohon (Michener, 2000). Sarang Trigona dibuat dengan mencampur lilin dan resin propolis dari tanaman. Sarang tersusun atas brood cells (sel pemeliharaan telur, larva, pupa), sel polen dan sel madu. Trigona adalah pencari pakan yang agresif, pakan Trigona berupa polen sebagai sumber protein dan nektar sebagai sumber karbohidrat. Trigona menyimpan polen di tungkai belakang dalam keranjang khusus yang disebut corbicula.
Gambar 3.3. Trigona laeviceps pada bunga strowberi (Fragraria x
anannasa) (koleksi pribadi )
Ciri morfologi T.laeviceps adalah sengat tereduksi, ukuran tubuh 4 mm, panjang sayap ± 4 mm. Sayap depan berwarna transparan yang hampir merata kecuali ada bagian yang sedikit lebih gelap pada bagian apikal.
Sarang lebah lanceng biasanya berada pada lubang pada cabang pohon, liang dalam tanah, atau pada bambu bangunan rumah. Lebah ini sudah banyak dibudidayakan dengan menggunakan potongan bambu sebagai sarang atau kotak kayu sederhana. Komposisi di dalam sarang terdiri atas sel yang berbentuk telur yang terbuat dari
lilin dicampur dengan propolis, sel ini berisi makanan berupa madu dan polen. Sel makanan tersusun disekitar sel horisontal yang berisi anakan, ketika pupa menetas, maka individu baru masih tinggal di dalam sarang dan melakukan pekerjaan dalam sarang. Dalam satu koloni lebah lanceng berisi 30,000-80,000 individu. Lebah lanceng sangat berperan dalam penyerbukan berbagai tanaman dan tumbuhan liar hal ini terbukti dari hasil-hasil penelitian yang menunjukan bahwa lebah lanceng dapat ditemukan pada berbagai tanaman (Widhiono, 2012). Lebah lanceng juga telah banyak dipergunakan sebagai serangga penyerbuk pada berbagai tanaman terutama tanaman stowberi.
3) Sub familia Anthophorinae
Amegilla cingulata dan Amegilla zonata
Amegilla cingulata, dikenal sebagai blue banded bee, (lebah bergaris biru) di lahan pertanian banyak ditemukan mengunjungi bunga tanaman dan gulma. (Widhiono, 2012) menemukan lebah ini pada tanaman tomat, mentimun, waluh, kacang panjang dan buncis, sedangkan pada gulma ditemukan pada Rubus parviflorus, Coleus forskohlii dan Boreria laevicaulis .
A. cingulata dan A. zonata mempunyai penampilan yang sangat jelas dan hampir mirip antara spesies satu dengan lainnya, lebah jantan mempunyai strip 5 buah sedangkan betina hanya 4 buah strip biru. Lebah ini banyak ditemukan dihutan, lahan alami, lahan pertanian dan daerah urban. A. cingulata membangun sarang tunggal tetapi biasanya sarang berkelompok dengan sarang individu lain. Sarang dibangun pada pinggiran sungai yang kering, atau tempat lain di tanah, ujung saluran berupa sel yang berisi telur atau anakan yang disediakan pakan berupa campuran pollen dan nektar untuk pakan larvanyaLebah ini banyak ditemukan pada lahan pertanian di Indonesia. Lebah ini masuk kedalam bunga dan menggetarkan bunga secara kuat untuk dapat mengambil tepung sarinya, sehingga sangat bermanfaat untuk menyerbukan tanaman yang mempunyai tepungsari yang lengket seperti pada tanaman tomat.
Gambar 3.4. Amegilla cingulata pada bunga Rubus parviforus
(koleksi pribadi)
4) Sub familia Xylocopniae
1. Xylocopa latipes
Lebah xylocopa, atau biasa disebut sebagai lebah tukang kayu tropis, merupakan spesies lebah yang banyak tersebar di Asia Tenggara. Dicirikan oleh ukuran tubuh yang besar dan kuat dan hidup menyendiri (solitair), warna tubuh hitam mengkilap dengan sayap berwarna metalik hijau kebiruan jika terkena cahaya matahari. Lebah ini dikenal sebagai salah satu lebah yang besar, walaupun tidak sebesar Megachile pluto (Megachilidae) Pada saat mencari pakan lebah ini dicirikan dengan suara berdengung dan bertengger pada bunga. Pada daerah perkotaan lebah ini biasa bertengger pada salah satu type bunga setiap hari bahkan bisa dari generasi ke generasi. Sesuai julukannya, Xylocopa membuat sarang dengan cara membuat lubang pada kayu kering. Sesuai dengan namanya lebah ini membuat sarang dengan melubangi kayu kering untuk memelihara
anakannya. Lebah Xylocopa telah digunakan secara komersial untuk penyerbukan buah markisa di Filipina. Lebah ini banyak ditemukan dilahan pertanian dan banyak sebagai penyerbuk utama pada tanaman buncis dan kacang panjang.
Gambar 3.5. Xylocopa latipes pada bunga tanaman buncis
Phaseolus vulgaris (koleksi pribadi )
2. Ceratina dupla
Tubuh ceratina berwarna hitam berilap hijau atau biru pada bagan clypeus, lubang pronotal dan tungkai berwarna kuning. Ceratina dupla , jantan dan betina berukuran antara 6 sampai 8 mm, kepala dan scutum mempunyai punctures yang berbeda. Lebah ini membuat sarang dengan membuat lubang pada batang pohon yang patah atau bekas terbakar, ketika kedalaman lubang telah sesuai, lebah ini mulai mengunpulkan tepungsari dan nektar , campuran ini dimasukan dan disimpan didalam dasar sarang. Kemudian sarang diisi telur dan menjadi larva. Lebah ini ditemukan sebagai penyerbuk pada beberapa tumbuhan, dan berperan dalam bidang pertanian .
Gambar 3.6. Ceratina dupla pada bunga kacang panjang Vigna unguiculata
(koleksi pribadi ) 3.2.2. Familia Halictidae
a. Lassioglossum malachurum
Merupakan lebah eusosial dengan ratu dan pekerja, namun demikian pembagian dan pembedaan kastanya tidak sejelas pada lebah madu. Pada awalnya sempat terjadi pembedaan taxon antara lebah ratu dengan lebah pekerja betina yang dikira berasal dari spesies berbeda. Ukuran tubuh kurang dari 1 mm, lebah berwarna hitam mengkilap dengan rambut berwarna putih pada dasar segmen abdomen. Lebah ini cenderung membuat sarang secara bergerombol pada lokasi yang sesuai. Secara individu setiap lebah membuat lubang pada tanah yang keras dan setiap lubang berdekatan dengan lubang dari individu lain. Pengelompokan sarang kadang-kadang dapat mencapai lebih dari seratus, namun demikian kelompok sarang tersebut bukan meruapakan koloni karena setiap lubang meruapakan koloni yang berbeda. Pakan utama lebah ini adalah tepungsari dan nektar. Lebah L. malachurum banyak ditemukan sebagai penyerbuk tanaman pertanian di lahan yang berdekatan dengan hutan maupun berdekatan dengan pekarangan.
Gambar 3.7. Lasioglossum malachurum pada bunga Wedelia cinensis
(koleksi pribadi)
b. Augochlora pura
Anggota familia Halictidae yang banyak tersebar dan berwarna hijau metalik sehingga dikenal sebagai sweat bees.Tubuhnya berukuran kecil , merupakan penyerbuk generalis, sehingga mempunyai peran yang penting dalam penyerbukan berbagai tumbuhan, lebah ini membuat sarang dalam tanah yang kering atau pada dahan pohon yang sudah mati dengan membuat sel untuk anakan yang diisi dengan makananan berupa tepungsari dan nektar. Telur diletakan diatas persediaan makanan. Augochlora pura mempunyai kebiasaan mendengung pada saat mengunjungi bunga sehingga sangat berperan dalam penyerbukan tanaman tomat (Winfree et al., 2008).
Gambar 3. 8. Augochlora pura pada tumbuhan Cleome rutidospermae
(koleksi pribadi)
3.2.3. Familia Vespidae
a. Delta companiforme
Dikenal dengan tawon kemit, bukan lebah . Tawon ini stadia larvanya merupakan parasitoid pada berbagai larva serangga lain, sedangkan serangga dewasa mencari pakan berupa tepungsari dan nektar sehingga sering dijumpai mengunjungi bunga. Hidup secara menyendiri (solitair), membuat sarang dari tanah, sarang berisi larva serangga lain yang digunakan sebagai sumber pakan bagi larvanya di dalam sarang. Peran lebah ini dalam penyerbukan sangat kecil karena merupakan lebah penyendiri (solitair) dan tidak mengumpulkan tepung sari dan nektar untuk anakannya tetapi hanya untuk diri sendiri.
Gambar 3.9. Delta companiformepada tumbuhan Euphorbia heterphyla
(koleksi pribadi)
b. Polistes fuscata
Biasa disebut sebagai tawon kertas, warna tubuhnya coklat kehitaman, dengan ukuran sedang (panjang tubuh 3 cm), dicirikan dengan adanya pinggang diikuti oleh segmen abdomen pertama yang melebar dan bergabung dengan segmen abdomen berikutnya. Sarang terdiri atas sisiran tunggal berbentuk melingkar dan bergabung pada bagian ujungnya bentuknya menyerupai jamur, bahan pembuat sarang menyerupai kertas. Peran dalam penyerbukan Polites banyak ditemukan mengunjungi bunga tanaman dalam mencari pakan untuk kebutuhan sendiri.
Gambar 3.10. Polistes fuscatapada tumbuhan Acalypta indica
(koleksi pribadi )
c. Ropalidia romandi
Ukuran tubuh Ropalidia romandi biasanya lebih kecil dibanding Polites, warna tubuh coklat dengan kombinasi kuning (Gambar 3.11), segmen pertama dibelakang pinggang biasanya lebih ramping dan tampak lebih pipih dibanding segmen berikutnya. Membuat sarang dari beberapa sisiran yang bergabung dan ditutup oleh bahan sperti kertas.
Gambar 3.11. Ropalidia romandi pada tumbuhan Borreria laevicaulis
(koleksi pribadi)
3.2.4. Familia Megachilidae
a. Megachile centuncularis
Megachile centuncularis atau lebah pemotong daun karena dalam membuat sarang menggunakan bahan dari potongan daun, merupakan lebah penyendiri (solitair). Berwarna keabu2 an dan banyak ditemukan di hutan. Sarang terdapat pada lubang pohon. Menyukai bunga tanaman Leguminoceae. Dan sangat aktiv pada siang hari. Peran dlam penyerbukan Lebah ini banyak ditemukan pada tanaman pertanian di sekitar hutan.
Gambar 3.12. Megachille centuncularis pada tumbuhan Borreria laevicaulis
(koleksi pribadi)
b. Osmia spp.
Lebah ini membuat sarang berupa lubang di tanah, biasanya hidup berkelompok sehingga sarang diletakan pada lokasi yang sama. Seringkali lebah ini tidak menggali sarang sendiri tetapi menggunakan lubang yang sudah ada. Ukuran tubuh berkisar antara 1 cm berwarna hitam keabu-abuan. Lebah osmia biasa disebut “mason bees” atau lebah tukang batu, karena aktivitas pembuatan sarangnya dengan mengeluarkan material berupa lumpur dan kerikil kecil. Dalam satu sarang terdapat maksimal 11 telur yang diletakan dalam sel dan calon lebah jantan diletakan dekat pintu masuk. Lebah ini ditemukan pada beberapa tanaman pertanian dan gulma pada lahan dekat dengan sumber air.
Gambar 3.13. Osmia spp. pada tumbuhan Hyptis capitata (koleksi pribadi)
c. Nomia melanderi
Merupakan lebah penyendiri (solitair), berwarna hitam metalik dengan kombinasi abu-abu melingkar pada segmen abdomen (gambar). Ukuran tubuh kecil (< 1 cm). Biasanya banyak terdapat pada daerah dengan tanah yang lembab, sarang banyak terdapat di dekat mata air. Sarang tunggal tetapi mengelompok dari beberapa individu. Nomia melanderi banyak ditemukan sebagai penyerbuk tanaman bawang, semanggi, mint, dan seledri
Gambar 3.14. Nomia melanderi pada tanaman Vigna unguiculata
(koleksi pribadi) 3.3. Ordo Lain Sebagai Penyerbuk 3.3.1. Ordo Coleoptera
Anggota dari ordo Coleoptera (bangsa kumbang) banyak yang sumber pakannya nektar dan tepungsari, sehingga teradaptasi perilaku lebah. Namun demikian beberapa spesies kumbang selain makan nektar dan tepung sari juga memakan bagian lain dari tanaman sehingga sering dianggap sebagai hama. Bangsa kumbang tertarik terhadap bunga yang mempunyai bau yang menyengat, berasa manis, apak dan pengap, bunga berwarna pucat, tangkai putik berwarna kusam, ruang bunga tertutup dan pada saat mekar bunga terasa hangat. Bangsa kumbang yang diduga mempunyai peranan penting dalam penyerbukan tanaman terutama berasal dari familia Scarabaeidae, Mordellidae, Curculionidae and Cerambycidae, namun demikian kumbang merupakan penyerbuk tanaman yang tidak
spesifik, karena mengunjungi berbagai jenis tanaman. (Corlet, 2004). Salah satu familia yang penting sebagai penyerbuk tanaman dari familia Palmaceae adalah Curculionidae (Bardford et al., 2011), salah satunya ditemukan sebagai penyerbuk utama pada tanaman salak (Salacca edulis) di Jawa.
Namun demikian yang paling terkenal dan berperan sangat penting dalam bidang pertanian adalah Elaeidobius kamerunicus. Yang merupakan penyerbuk pada tanaman kelapa sawit. Penyerbukan kelapa sawit terjadi melalui mekanisme yang disebut dengan penyerbukan silang (cross pollination) yang dilakukan terutama oleh kumbang introduksi Elaeidobius kamerunicus (Curculionidae). Kumbang E. kamerunicus memiliki kemampuan menyerbuk bunga kelapa sawit yang paling baik daripada jenis penyerbuk lainnya, karena bentuk, struktur dan ukuran tubuhnya cocok dengan ukuran dan struktur bunga kelapa sawit, didukung populasi yang tinggi karena perkembangbiakannya pada bunga kelapa sawit jantan dan memiliki perilaku yang mendukung fungsinya sebagai penyerbuk spesialis pada kelapa sawit. Kumbang ini mulai dikembangkan di Malaysia sejak 1981 dan diintroduksi ke Indonesia pada tahun 1982. (Kahono et al.,2012).
Gambar 3.15. Chrysolina polita (Chrysomelidae) pada bunga rosella
Hibiscus sabdarifa (koleksi pribadi)
3.3.2. Ordo Diptera
Kurang lebih 25 familia dari Ordo Diptera telah ditemukan mengunjungi bunga berbagai tumbuhan di daerah “Oriental Region” atau “Indo-Malayan” namun demikian yang mempunyai fungsi sebaga serangga penyerbuk terutama dari familia : Ceratopogonidae, Syrphidae,Drosophilidae, Muscidae, Calliphoridae, Sarcophagidae and Tachinidae. Serangga dewasa dari ordo Diptera umumnya makan bahan makanan dalam bentuk cairan hal ini terbukti dengan adanya adaptasi alat mulut sebagai penghisap. Berbagai spesies lalat mampu menghisap partikel padat seperti tepung sari yang di larutkan dalam ludah. Bangsa lalat merupakan penyerbuk utama dan mempunyai peranan yang sangat penting setelah ordo Hymenoptera terutama pada tanaman pertanian dan tumbuhan berbunga yang masuk kelompok tumbuhan sederhana di daerah sub tropis. Kebanyakan
familia bangsa lalat mengunjungi bunga yang terbuka dengan nektar yang mudah dijangkau karena mempunyai probocis yang pendek, sedangkan familia dengan probocis yang panjang dijumpai familia, Bombyliidae, Empididae,Tabanidae, Nemestrinidae dan Syrphidae (Houston dan Ladd, 2002)
Gambar 3.16. Syrphidae yang bayak ditemukan sebagai serangga
BAB IV
PERAN SERANGGA PENYERBUK
PADA TANAMAN PERTANIAN
4.1. Latar Belakang
Penyerbukan yang dibantu oleh serangga menyumbang lebih dari 90% reproduksi sexual dari kurang lebih 250.000 spesies tumbuhan berbunga (Kearns et al., 1998). Hubungan tersebut sangat mempengaruhi kehidupan umat manusia melalui perannya dalam mempertahankan keberlanjutan keragaman hayati yang mendukung integritas ekosistem darat. Peran penyerbukan oleh serangga secara langsung bagi manusia adalah keberlanjutan ketersediaan pangan, karena hampir sebagian besar tamanan pertanian dalam menghasilkan buah dan biji tergantung pada penyerbukan oleh serangga.
Serangga penyerbuk berperan penting dalam hampir semua ekosistem darat serta menggambarkan suatu kunci layanan jasa ekositem yang sangat penting untuk menjaga produktivitas tanaman pertanian. Kurang lebih sepertiga dari bahan pangan yang dimakan manusia langsung maupun tidak langsung produksinya bergantung pada serangga penyerbuk (Kluser dan Peduzzi, 2007). Walaupun volume produksi dari 115 tanaman pertanian utama hanya mencapai 35% dari total produksi tanaman pertanian, jumlah tanaman yang penyerbukannya bergantung serangga pada berbagai tingkatan mencapai jumlah 87 spesies. Menurut (Kearns et al., 1998) di daerah tropis tumbuhan yang jumlah dan mutu buahnya meningkat jika penyerbukanya dibantu serangga berkisar antara 70% dari 1330. Berdasar data dari 200 negara, hampir 75% tanaman pertanian yang
pertanian yang produksinya bergantung pada serangga dikelompokan sebagai penghasil pangan khusus atau minoritas. Namun demikian kelompok ini tidak boleh diabaikan. Jika diperhatikan, keragaman tanaman pertanian sumber pangan, sebagian besar penyerbukannya bergantung pada serangga pada berbagai tingkatan mulai dari hanya meningkatkan mutu dan produksi buah sampai sangat penting untuk reproduksi (Klein et al., 2007).
(Klein et al., 2007) membagi proporsi tanaman pertanian global yang dibutuhkan manusia yang produksinya bergantung pada penyerbuk untuk menghasilkan buah dan untuk menghasilkan biji yaitu :
1) 20% tanaman pertanian akan meningkat produski buahnya ketika penyerbukannya dilakukan oleh serangga, dan
2) 15% tanaman pertanian akan meningkat produski bijinya ketika penyerbukannya dilakukan oleh serangga.
Berdasarkan tingkat ketergantungannya, maka 92 tanaman dari 108 spesies tanaman pertanian akan meningkat produksinya jika kunjungan serangga penyerbuk meningkat.
(Klein et al., 2007) membuat klasifikasi sitem ketergantungan tanaman terhadap serangga penyerbuk yaitu :
1) Penting, jika produksi menurun hingga ≥90% jika tidak ada penyerbuk , ada sebanyak 13 spesies tanaman pertanian, 2) Besar, jika produksi menurun antara 40% hingga 90%, ada
30 spesies tanaman pertanian,
3) Sedang, jika produski menurun antara 10% hingga 40%, ada 27 spesies tanaman pertanian,
4) Kecil, jika produksi menurun antara 0% hingga 10%, ada 21 spesies tanaman pertanian.
Jika dilihat mutu kandungan nutrisi produk tanaman yang penyerbukannya bergantung serangga, maka dari 150 tanaman pertanian, sebagian besar produksi tanaman tersebut mengandung berbagai kandungan nutrisi yang sangat dibutuhkan manusia seperti lemak, vitamin dan mineral yang berfungsi untuk mempertahankan kekurangan nutrisi pada pangan manusia.
4.2. Jenis Tanaman Pertanian Dan Serangga Penyerbuknya. Hasil penelitian Widhiono dkk. (2011) menunjukan bahwa 8 jenis tanaman pertanian utama di lereng Gunung Slamet ditemukan antara 5-20 spesies serangga penyerbuk. Tanaman tetrsebut dan serangga penyerbuknya adalah :
4.2.1. Tanaman Strowberi ( Fragaria x annanasa)
Produksi strawberi (Fragaria x annanasa) sebagai tanaman penghasil buah sangat bergantung pada keberhasilan proses penyerbukan (Roselino et al., 2009), karena tanaman strowberi mempunyai bunga jantan dan betina yang matang tidak bersamaan sehingga tidak mampu melakukan penyerbukan sendiri. Selain itu bunga strawberry miskin tepungsari sehingga tidak menarik serangga untuk berkunjung. Hasil penelitian (Widhiono, dkk., 2012) dengan menggunakan lebah madu lokal (Apis cerana javana dan Trigona laeviceps), pada tanaman strawberry varietas Oso Grande di desa Serang, Kabupaten Purbalingga menunjukan peningkatan produksi buah masing-masing sebesar 37% untuk A.cerana dan 16,6% untuk T. laeviceps. Partap (2006) menemukan peningkatan produksi buah strawberry sebesar 46% pada tanaman yang penyerbukannya dibantu A. cerana. (Albano et al., 2009) juga menemukan peningkatan keberhasilan pembuahan tanaman strowberi sebesar 33 % pada tanaman yang penyerbukannya dibantu oleh serangga penyerbuk dibandingkan dengan tanaman yang melakukan penyerbukan sendiri. Hasil penelitian terbaru yang dilakukan oleh (Klatt et al., 2014) menunjukan bahwa kehadiran lebah penyerbuk pada tanaman strawberry meningkatkan mutu, umur buah, dan nilai ekonomis buah strowberi.
4.2.2. Tanaman Cabai (Capsium annuum)
Bunga tanaman cabai (Capsium annuum ), seperti kebanyakan tanaman dari familia Solanaceae, menggantung pada pangkal daun berwarna putih mempunyai 5-7 stamen (Winfree et al., 2008), anthers berbentuk tabung dan dapat terlihat apabila terbuka. Menurut Delaplane dan Mayer, (2000) bunga cabai walaupun menghasilkan nektar dan tepungsari tetapi tidak menarik serangga penyerbuk karena tanaman cabai merupakan tanaman yang menyerbuk sendiri, namun demikian data dilapangan menunjukan bahwa penyerbukan silang tanaman ini berkisar antara 7%-91%, sehingga tanaman ini dianggap sebagai menyerbukan sendiri secara semu. Penyerbukan silang yang terjadi dapat berlangsung dengan bantuan serangga penyerbuk Di lereng Gunung Slamet, bunga tanaman cabai dikunjungi oleh 9 spesies serangga penyerbuk .Hasil ini sejalan dengan hasil penelitian Raw (2000) di Central Brazil menunjukan bahwa bunga cabai dikunjungi oleh 16 spesies lebah liar antara lain Hylaeus sp. dan Bombus, sp. Hasil ini menunjukan bahwa meskipun secara teoritis bunga cabai tidak menarik serangga penyerbuk tetapi pada kenyataanya banyak serangga penyerbuk yang mengunjungi bunga tanaman cabai. Kehadiran serangga penyerbuk akan meningkatkan mutu buah dan mengurangi kegagalan pembentukan buah (de Cruz et al., 2005).
4.2.3. Tanaman Kacang Panjang (Vigna sinensis)
Tanaman kacang panjang (Vigna sinencis) mempunyai bunga berwarna ungu. Di lahan pertanian di lereng utara Gunung Slamet tanaman iniditemukan dikunjungi oleh duabelas spesies serangga penyerbuk yang sebagian besar merupakan lebah yang mempunyai ukuran tubuh lebih besar daripada lebah madu lokal seperti Xylocopa sp, Megachille sp, Amegilla sp dan Hylaeus sp. Kwapong et al., (2013) menemukan serangga penyerbuk bunga tanaman kacang panjang yang terdiri atas : Xylocopa varipes, X. olivacea, X. unilator, Amegilla calens, A. Astrocincus, (Apidae), Meghacile erynera (Meghacilidae), dan Nomia chandlery (Halictidae). Spesies
Xylocopaspsangat berperan dalam penyerbukan dan pembentukan buah kacang panjang, bunga yang dikunjungi oleh serangga penyerbuk mempunyai ukuran yang lebih panjang dan jumlah biji yang lebih banyak (Aouar-Sadli et al, 2008, Kingha et al, 2012.).
4.2.4. Tanaman Buncis ( Paseolus vulgaris)
Tanaman buncis (Phaseolus vulgaris) mempunyai bunga berwarna yang walaupun berwarna ungu, di lereng Utara Gunung Slamet tanaman ini dikunjungi oleh sepuluh spesies serangga penyerbuk. Bunga tanaman buncis beersifat autogami yaitu mampu menyerbuk sendiri. Namun demikian penyerbukan silang sengan bantuan serangga penyerbuk akan meningkatkan mutu dan produksi polong. Kasina et al., (2009) dalam penelitianya di Kenya menemukan bahwa spesies lebah Xylocopa ( X. olivacea dan X. calens) merupakan penyerbuk utama tanamn buncis. Bunga tanaman buncis yang dikunjungi oleh lebah tersebut akan menghasilkan polong yang lebih panjang dan lebih berat.
4.2.5. Tanaman Kedelai ( Glycine max)
Tanaman kedelai (Glycine max) merupakan tanaman autogamic, yaitu bunga tanaman yang mampu menyerbuk sendiri pada beberapa varietas, tetapi varietas yang lain harus menerima tepungsari dari tanaman lain. Bunga tanaman kedelai mempunyai struktur yang manarik kehadiran serangga penyerbuk untuk mengambil tepung sari dan meningkatkan penyerbukan. Widhiono, dan Sudiana(2015c) menemukan bunga tanaman kedelai yang berwarna putih dikunjungi oleh: Amegilla cingulata, Ceratina sp, Apis cerana, Trigona, Megachile realtiva, Xylocopa laticeps, Ropalidia fasciata, Polites fuscata dan Delta companiforme. Chiari et al. (2005) dalam penenltiannya menggunakan lebah madu (A. mellifera) menemukan bahwa, tanaman kedelai yang penyerbukanya dibantu oleh lebah madu, produksi polong dan bijinya meningkat masing-masing sebesar 61,38% untuk polong dan 58,86% untuk bijinya.
