BAB V STATISTIK DEMOGIUPFI P-GOSSYPIIELLA

Transkripsi

1 BAB V STATISTIK DEMOGIUPFI P-GOSSYPIIELLA Pendahuluan Demografi merupakan analisis kuantitatif karakteristik populasi, khususnya dalam hubungannya dengan pola pertumbuhan populasi, daya bertahan hidup dan perpindahan. Perubahan-perubahan numerik di dalam populasi tersebut dapat digambarkan melalui laju kelahiran, laju kematian dan laju migrasi. Kelahiran dan kematian dapat ditabulasikan membentuk suatu neraca hidup (Price, 1990). Neraca hidup adalah suatu tabel yang merupakan ringkasan sederhana tentang daya bertahan hidup dan mortalitas di dalam populasi suatu organisme (Horn, 1988). Berdasarkan neraca hidup tersebut dapat dibuat kurva bertahan hidup dari populasi serangga yang diamati (Boughey, 1973; Krebs, 1978; Poole, 1974; Price, 1975). Dari neraca hidup dapat dihitung sejumlah statistik demografi, yaitu: 1) laju reproduksi bersih (Ro), 2) lama waktu satu generasi (T), 3) laju pertambahan intrinsik (r), 4) laju pertambahan terbatas ( L, 5) angka kelahiran (b), 6) angka kematian (d), dan 7 ) sebaran umur stabil (Birch, 1948; Clark et al., 1967; Price, 1975). Neraca hidup dan statistik demografi UBMK di Indonesia belum pernah diteliti. Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui statistik demografi UBMK pada tujuh varietas dan galur kapas di laboratorium.

2 Bahan dan Metode Percobaan dilakukan di laborator ium hama K. P. Asembagus, Situbondo, dari bulan April 1993 sampai Maret Statistik demografi UBMK diamati pada enam varietas dan galur kapas yang mengandung gen resisten terhadap serangga itu (SRT-1, STV-825, Siokra, KI-111, GM5U/2/4 dan 87002/7/6/1) dan satu varietas pembanding rentan (DPL-61) (lihat Tabel 3.1). Analisis dilakukan dengan metode Birch (1948) dan Hsin Chi (1988), menggunakan program komputer khusus milik Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Serangga yang digunakan telah dipelihara selama tiga generasi (F3) pada masing-masing varietas dan galur kapas. Percobaan diulang lima kali. Sekelompok telur ( butir) UBMK generasi-3 yang berasal dari satu induk (satu cohort), dipindahkan dan larvanya dipelihara secara terpisah pada buah muda hingga berkepompong. Pupa dipisah dan disimpan berdasarkan jenis kelamin hingga imago muncul. Imago dipelihara secara berpasangan di dalam tabung plastik berdiameter 5 cm dan tinggi 5 cm untuk pengamatan periode peneluran. Imago diberi makanan larutan gula 10 persen yang diresapkan pada segumpal kapas steril berdiameter 1 cm yang diletakkan di dasar tabung. Untuk tempat bertelur, ke dalam tabung dimasukkan sepotong kain kasa hitam berukuran 15 x 5 cm2,

3 85 dilipat dua dan diletakkan mendatar di dasar tabung. Tutup tabung diberi pori-pork berdiameter 2 mm sebagai ventilasi. Telur diperiksa dan dihitung setiap pagi. Mortalitas individu di dalam setiap cohort diamati pada akhir stadia telur, larva dan pupa, sedangkan mortalitas imago dan keperidian ngengat betina diamati setiap hari. Rata-rata populasi UBMK yang dapat bertahan hidup pada setiap stadia (lx) dan rata-rata jumlah keturunan betina yang dihasilkan imago betina dalam selang waktu pengamatan x (mx) dicatat dan dianalisis untuk penyusunan neraca hidup dan kurva bertahan hidup UBMK pada masingmasing varietas dan galur kapas. Hasil dan Pembahasan Pertumbuhan Populasi Neraca hidup UBMK pada masing-masing varietas dan galur kapas di laboratorium disajikan pada Tabel Lanpiran sedangkan kurva bertahan hidupnya disajikan pada Gambar Secara umum kurva bertahan hidup (Ix) UBMK pada semua varietas dan galur berbentuk cembung dengan mortalitas kumulatif rata-rata pada stadia larva mencapai persen. Menurut Price (1975), kurva bertahan hidup berbentuk cembung dengan mortalitas kmulatif pada stadia larva f 40 persen tergolong ke dalam kurva tipe B dan umum dijumpai pada serangga-serangga yang berperilaku menggerek atau hidup berkoloni.

4 Pola peneluran UBMK pada masing-masing varietas dan galur kapas berbeda satu dengan lainnya. Peneluran umum- nya berlangsung selama dua minggu dan sebagian besar telur - diletakkan dalam periode 10 hari pertama masa peneluran (umur hari). Kurva mx menunjukkan bahwa puncak peneluran umumnya terjadi pada kelas umur sekitar 27 hari. Jika rata-rata siklus hidup UBMK pada makanan buah muda berlangsung hari dan periode pra peneluran 2.99 hari (Tabel 4.2), maka puncak peneluran terjadi pada hari keenam setelah imago keluar dari pupa. Hal ini sesuai dengan hasil pengamatan Bartlett dan Wolf (1985) yang menyatakan bahwa puncak peneluran UBMK pada makanan buatan terjadi 4-6 hari setelah imago keluar dari pupa. Umur <harl) Gambar 5.1. Kurva Bertahan Hidup P. gossypiella pada Varietas SRT-I

5 lx. mx I1= c I lx \ ' Umur <harl> !=! i 0 Gambar 5.2. Kurva ~ertahan Hidup P. gossypiella pada Varietas STV Wmur <haw() Gambar 5.3. Kurva Bertahan Hidup P. gossypiella pada Varietas SIOKRA

6 Larva Pupa i s Umur (hari) Gambar 5.4. Kurva Bertahan Hidup P. gossypiella pada Galur KI-111 Gambar 5.5. Kurva Bertahan Hidup P. gossypiella pada Galur GM5U/2/4

7 lx mx +I4-12 I 0.2 Larva PU~E L 1 1. ). I I I I I 1 I I I l I I I I. 1 ' I I I 1 ' Umur (hart) Gambar 5.6. Kurva Bertahan Hidup P. gossypiella pada Galur 87002/7/6/ Umur <her#) Gambar 5.7. Kurva Bertahan Hidup P. gossypiella pada Varietas DPL-61

8 Statistik demografi UBMK pada makanan buah kapas di laboratorium disajikan pada Tabel 5.1. Perlakuan varietas dan galur kapas berpengaruh sangat nyata (F > 0.01) ter- hadap laju reproduksi bersih (Ro), laju pertambahan in- trinsik (r), laju pertambahan terbatas (k), laju kelahir- an (b) dan laju kematian (d), dan berpengaruh nyata (F > 0.05) terhadap rata-rata masa satu generasi (T). \ Pada suhu 'C dan kelembaban nisbi persen (Tabel Lampiran 5.8), masa rata rata satu generasi pada varietas dan galur kapas yang mengandung gen resisten tidak berbeda nyata dengan DPL-61. Laju pertam- bahan populasi tertinggi terjadi pada varietas SRT-1 yang berbeda nyata (P > 0.05) dengan DPL-61. Laju terendah dijumpai pada KI-111 yang bersama varietas dan galur lain tidak berbeda nyata dengan varietas pembanding tersebut. Tabel 5.1. Statistik Demografi P. gossypiella pada Buah Muda di Laboratoriua Varirtas & galur Ro T r &. b d SRT c a 0.15 c 1.16 c 0.23 ab STV b abc 1.13 abc a Siokra ab a 0.12 rbc 1.13 abc 0.31 cd 0.19 bc KI a a 0.09 a 1.10 a 0.33 c 0.24 c axsu/2/ bc a 0.13 bc 1.14 bc 0.25 dac 0.12 ab 87002/7/6/ bc a 0.13 bc 1.14 bc 0.24 dac 0.11 ab DPL ab rb 1.12 rb 0.29 b ~ d 0.16 b~ Rataan Dalar kolo~, angka yang diihti oleh Lurrf prg ura tidak berbeda npta pda taraf 58 llji Juli BerqanQ hncan. Pataaa dari lira ulangaa.

9 Pada SRT-1, laju pertambahan populasi yang relatif lebih tinggi dari varietas dan galur lain antara lain disebabkan oleh keperidian tinggi dan laju kematian (d) rendah. Mortalitas stadia pradewasa pada SRT-1 adalah persen, berbeda nyata (P > 0.05) dengan KI-111 yang merupakan nilai tertinggi sebesar persen (Tabel 4.6). Meskipun jumlah telur yang diletakkan pada KI-111 cukup banyak sehingga laju kelahiran (b) lebih tinggi, tetapi laju kematian pradewasa yang tinggi menyebabkan jurnlah imago yang akan meletakkan telur pada generasi berikutnya lebih sedikit dibanding SRT-1, seperti terlihat pada proporsi imago yang lebih tinggi dalam sebaran umur stabil (Tabel 5.2). 91 Hal itu diduga terkait dengan kadar gizi buah pada galur KI-111 yang lebih rendah dibanding SRT-1 dan varietas serta galur lainnya (Tabel 3.2). Berdasarkan nilai statistik demografi yang diperoleh, jika makanan dan ruang tersedia tidak terbatas dan faktor- faktor penyebab mortalitas alami tidak bekerja terhadap populasi UBMK maka dapat diperkirakan bahwa populasi serangga tersebut pada varietas SRT-1 akan meningkat kali pada generasi berikutnya atau 1.16 kali set iap hari. Sementara itu pada KI-I11 populasi UBMK akan meningkat kali pada generasi berikutnya atau 1.10 kali setiap hari.

10 Perbedaan laju pertambahan populasi UBMK pada masing-masing varietas dan galur kapas diduga dipengaruhi oleh perbedaan kualitas gizi pada buah yang diambil dari lapang dan digunakan sebagai makanan larva. Perbedaan tersebut terlihat antara varietas yang berambut jarang (STV-825, Siakra, KI-111 dan DPL-61) dengan yang berambut lebat (SRT-1, GM5/U/2/4 dan 87002/7/6/1). Laju pertambah- \ an populasi UBMK pada varietas dan galur kapas yang beram- but lebat relatif lebih tinggi dari pada varietas dan galur yang berambut jarang. Serangan hama wereng kapas (S. biguttula) mknyebabkan daun dari varietas dan galur yang berambut jarang tersebut mengering. Hal itu mengaki- batkan proses fotosintesis dan pertumbuhan tanaman ter- ganggu sehingga kualitas gizi buahnpa lebih rendah diban- ding varietas dan galur yang berambut lebat. Meskipun laju pertambahan populasi UBMK pada beberapa galur yang mengandung gen resisten lebih tinggi dari pada DPL-61, dari besaran nilai r yang diperoleh dalam perco- baan ini terlihat bahwa laju pertambahan populasi UBMK pada varietas dan galur yang membawa gen resisten tidak berbeda nyata dengan varietas pembanding DPL-61. Hal ini menunjukkan bahwa karakter resisten yang mereka miliki tidak berpengaruh terhadap laju pertumbuhan UBMK dan semua varietas dan galur yang diuji rentan terhadap UBMK.

11 Laju pertambahan intrinsik populasi UBMK yang diperoleh di dalam percobaan ini (r = ) lebih tinggi dari hasil pengamatan Philipp dan Watson (1971) pada makanan buatan di laboratorium. Mereka melaporkan bahwa dalam kisaran suhu 'C dan kelembaban nisbi 50 persen, laju pertumbuhan populasi UBMK bervariasi dengan nilai r = \ Sumbangan Relatif terhadap r Sumbangan relatif keperidian setiap kelas umur imago UBMK dalam menentukan besaran nilai r disajikan pada Gambar 5.8. Pada semua varietas dan galur kapas yang diuji, peletakan telur oleh imago sebagian besar dilakukan dalam waktu 10 hari pertama setelah muncul dari pupa (Gambar ). Secara bersama, sumbangan terbesar dari imago terhadap nilai r sebesar persen dicapai pada kelas umur 27 hari. Dengan demikian, laju pertambahan intrinsik (r) UBMK ditentukan oleh banyaknya telur yang diletakkan oleh imago pada 10 hari pertama setelah keluar dari pupa dan sumbangan terbesar diberikan oleh imago yang berada pada kelas umur 27 hari atau enam hari setelah keluar dari pupa.

12 0 0 - L STV- 325 * 7 SIOKKA - ICI C SRT- -I- Total *- GM511/2/ /7/8/1 - -&- 1)E'L ILI Umur imago (hari) Gambar 5.8. Sumbangan Relatif Keperidian Setiap Kelas Umur Imago P. gossypiella terhadap Nilai r

13 Sebaran Umur Stabil Secara teoritis, populasi yang tumbuh dengan laju kelahiran dan kematian yang konstan untuk setiap kelompok umur dan populasi meningkat di dalam ruang yang tidak terbatas, suatu saat akan mencapai sebaran umur stabil (Birch, 1948; Andrewartha dan Birch, 1982; Krebs, 1978). Jika sebaran umur stabil tercapai maka ia juga akan mencapai nilai r konstan (Krebs, 1978). Proporsi individu telur, larva, pupa dan imago UBMK pada sebaran populasi stabil pada tujuh varietas dan galur kapas yang diuji disajikan pada Tabel 5.2. Hasil analisis menunjukkan bahwa varietas dan galur berpengaruh sangat nyata (F > 0.01) terhadap proporsi stadia telur, berpenga- Tabel 5.2. Proporsi Individu Telur, Larva, Pupa dan Imago P. gossypiella dalam Sebaran Usur Stabil Varietas Telur Larva Pupa Imago dan galur...(p ersen)..., SRT ab a b STV a a 10.08b SIOKRA cd b 9.27ab KI d ab 8.98 a GM5U/2/ abc a 9.89 b /7/6/ abc a 9.63 ab DPL bed ab 9.45 ab Rataan Dalar kolo~, angh lang diihti deb krrf lang iara tidal berbtda npta pada tanf St Eji hrcaa. Pataan dari liar riangan,

14 96 ruh nyata (F > 0.05) terhadap stadia larva dan pupa dan tidak nyata terhadap imago. Meskipun proporsi stadia UMBK antar varietas dan galur yang mengandung gen resisten berbeda nyata pada beberapa kasus, tetapi secara umum justru tidak berbeda nyata dengan varietas pembanding DPL-61. Dalam sebaran populasi stabil sebagian besar anggota populasi UBMK terdiri dari stadia imago (47.95%), kemudian stidia telur (25.33%), larva (16.35 %) dan pupa (9.63%). Dalam keadaan demikian maka populasi UBMK akan selalu meningkat karena stadia imago dan telur merupakan bagian terbesar (73.28%) dari populasi. Dalam kenyataan, struktur umur stabil sangat jarang ditemukan di alam, karena populasi akan tetap berubah dan tidak akan meningkat tanpa batas dalam jangka waktu tertentu (Krebs, 1978). Strategi Ekologi Berdasarkan ciri-ciri populasi dan sifat-sifat biologi yang dimilikinya maka UBMK dapat digolongkan ke dalam organisme yang berstrategi ekologi antara di dalam kontinum r dan K menurut klasifikasi McArthur dan Wilson (Horn, 1988). Dengan perilaku hidup menggerek di dalam buah kapas ia lebih terlindung dari musuh alami sehingga juga memiliki daya bertahan hidup relatif tinggi. Serangga itu memiliki kapasitas reproduksi cukup tinggi, jika makanan cukup tersedia maka populasi UBMK akan meningkat dengan cepat. Dalam waktu dua bulan, setelah mencapai generasi

15 97 ketiga, serangga ini mampu menyerang seluruh tanaman dan menyerang sebagian besar buah kapas yang terdapat pada satu pohon kapas (lihat Bab VI). Oleh karena itu, UBMK dapat dikatakan berada lebih dekat pada ujung r di dalam kontinum r-k. Kesimpulan I., Pada makanan buah kapas di laboratorium, populasi UBMK bertambah dengan laju reproduksi bersih (Ro) = kali/generasi, masa satu generasi (T) = hari, laju pertambahan intrinsik (r) = keturunan betina/induk/hari, laju pertambahan terbatas (b) = kali/hari, laju kelahiran (b) = individu/induk/hari, dan laju kema- tian (d) = individu/induk/hari. 2. Laju pertambahan populasi tertinggi diperoleh pada varietas SRT-1 (r = 0.15), sedangkan laju terendah ditemukan pada galur KI-111 (r = 0.09). Dari enam varietas dan galur kapas yang mengandung gen resisten terhadap UBMK, hanya laju pertambahan populasi W3MK pada kedua varietas tersebut yang berbeda nyata dengan varietas pembanding DPL Sumbangan relatif terbesar (90.76 persen) keperidian setiap kelas umur imago terhadap nilai r diperoleh pada kelas umur 27 hari atau pada hari keenam setelah imago keluar dari pupa.

16 48 4. Dalam sebaran umur stabil, populasi UBMK terdiri dari 47.95% imago, 25.33% telur, 16.35% larva dan 9.63% pupa. 5. UBMK tergolong ke dalam organisme berstrategi ekologi antara dalam kontinum r dan K. Daftar Pustaka Andrewartha, H.G. dan L.C. Birch Selections from the Distribution and Abundance of Animals. The univ. Chicago Press, Chicago. 275p. Bartlett, A.C. dan W.W. Wolf Pectinophora gassypiella. Dalam Handbook of Insect Rearing, Vol. I1 (P. Singh dan R.F. Moore, ed.). Elsevier, Amsterdam. P: Birch, L.C The intrinsic rate of natural increases of an insect population. J. Anim. Ecol. 17: Boughey, A.S Ecology of Populations. 2nd ed. The McMillan Co., New York. 182p. Clark, L.R., P.W. Geier, R.D. Hughes, dan R.F. Morris The Ecology of Insect Population in Theory and Practice. Methuen & Co. Ltd., london. 232p. Horn, D.J Ecological Approach to Pest Management. Elsevier Appl. Sci. Publish., London. 285p. Hsin Chi, Life table analysis incorporating both sexes and variable development rate among individuals. Environ. Entomol. 17: Krebs, C.J Ecology: The Experimental Analysis of Distribution and Abundance. 2nd ed. Harper & Row Publish., New York. 678p. Philipp, J.S. dan T.F. Watson Influence of temperature on population growth of the pink bollworm, Pectinophora gossypiella (Lepidoptera: Gelechiidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 64(2):

17 Poole, R.W An Introduction to Quantitative Ecology. McGraw-Hill Book Co., New York. 432p. Price, P.W Insect Ecology. John Wiley & Sons, New York. S14p., Insect Ecology. 2nd ed.. John Wiley & Sons, New York. 607p.

18 Tabel Lampiran 5.1. Neraca Hidup P. gossypiella pa$ Varietas SRT-1 di Laboratorium t Kelas Bagian yang Jumlah keturunan umur bertahan hidup betina lxmx (x) (1x1 (mx) 1-4 Telur 5-17 Larva Pupa * )~ataan dari lima.ulangan

19 Tabel Lampiran 5.2. Neraca Hidup P. gossypiella pada Varietas STV-825 di ~aboratorium*) Kelas Bagian yang Jumlah keturunan umur bertahan hidup betina lxmx (x) (1x1 (mx) Telur 1.00 Larva 0.85 Pupa *)~ataan dari lima ulangan

20 Tabel Lampiran 5.3. Neraca Hidup P. gossypiella pads Varietas SIOKRA di Laboratorium Kelas umur Bagian yang ber tahan hidup Jumlah keturunan betina lxmx tx) (lx) (mx) 1-5 Telur 6-17 Larva Pupa *)~ataan dari liaa ulangan

21 Tabel Lampiran 5.4. Neraca Hidup P. gossypiella P da Galur KI-111 di Laboratorium 7 Kelas umur Bagian yang bertahan hidup Jumlah keturunan betina lxrnx (x) (1x1 (mx) 1-4 Telur Larva Pupa *)~ataan dari lima ulangan

22 Tabel Lampiran 5.5. Neraca Hidup P. gossypiella pa()? Galur GM5U/2/4 di Laboratoriun Kelas umur Bagian yang bertahan hidup Jumlah keturunan betina lxarx (XI (1x1 (mx) Telur 1.00 Larva 0.75 Pupa *)~ataan dari lira ulangan -

23 Tabel Lampiran 5.6. Neraca Hidup P. gossypiella pada Galur 87002/7/6/1 di ~aboratorium*) Kelas Bagian yang Jumlah keturunan umur bertahan hidup betina lxmx (XI (1x1 (mx) 1-4 Telur 5-15 Larva Pupa 22 *)~ataan dari liaa ulangan

24 Tabel Lampiran 5.7. Neraca Hidup P. gossypiella pad2 Varietas DPL-61 di Laboratorium ) Kelas Bagian yang Jumlah keturunan umur bertahan hidup bet ina lxmx (XI (1x1 ( lax 1-5 Telur 6-14 Larva Pupa *)~ataan dari lima ulangan

25 Tabel Lampiran 5.8. Rataan Suhu dan Kelembaban Nisbi di Laboratorium Hama Asembagus Maret April 1994 No. Tahun/Bulan Suhu Kelarbaban Nisbi Ria Max Rataan Pagi Siang Sore Rat Februari 2. Haret 3. April 4. Hei 5. Juni 6. Juli 7. Agustus 8. September 9. Oktober 10. Nopenbar 11. Dasaraber 12. Januari Februari Maret , April