AKTIVITAS Apis cerana MENCARI POLEN, IDENTIFIKASI POLEN, DAN KOMPETISI MENGGUNAKAN SUMBER PAKAN DENGAN Apis mellifera
YUDI CATUR ANENDRA
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang berjudul Aktivitas Apis cerana Mencari Polen, Identifikasi Polen, dan Kompetisi Menggunakan Sumber Pakan dengan Apis mellifera adalah hasil karya saya dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi manapun. 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. Bogor, Agustus 2009 Yudi Catur Anendra NIM 352070231
ABSTRACT YUDI CATUR ANENDRA. Pollen Collecting Activity of Apis cerana, Pollen Identification, and Foraging Competition between Apis cerana and Apis mellifera. Under direction of RIKA RAFFIUDIN and MOCHAMAD CHANDRA WIDJAJA Apis cerana is native Asian honey bee that more resistant to disease compare to the European Apis mellifera. However, beekeepers in Java use A. mellifera for their apiaries. Mount Geulis in Sumedang West Java will be developed as honey bee centre by Indonesian Forest Agency. Hence, the aims of this research were to study (1) A. cerana foraging behaviour, (2) the plants used as pollen source by A. cerana in Mount Geulis area and (3) the competition in foraging between A. cerana and A. mellifera. This research was carried out in October 2008 and March 2009. Four colonies of A. cerana were used for daily activity of A. cerana observation from 4.50 am up to 6.30 pm. Collected pollen from two A. cerana hind tibia from each individual bee were wrapped in a single envelope. Pollen was identified by acetolysis analysis and were confirmed by a palynologyst. The ratio of A. cerana and A. mellifera used in competition was 2:1 using sugar placed at 5 and 10 meters from the bee hives. The result showed that there was one peak of A. cerana daily activity either in October 2008 or March 2009. This study found eight families of 18 species for A. cerana pollen resources. Two pollen species were dominated, i.e.: Zea mays and Cocos nucifera. This data were important for the A. cerana management in Mt. Geulis. Apis cerana foraging pattern was more influence by light intensity compare to temperature and humidity in Mt. Geulis. The foraging competition between A. cerana and A. mellifera were dominated by A. cerana. Keywords: Apis cerana, Apis mellifera, daily activity, pollen acetolysis, competition
RINGKASAN YUDI CATUR ANENDRA. Aktivitas Apis cerana Mencari Polen, Identifikasi Polen, dan Kompetisi Menggunakan Sumber Pakan dengan Apis mellifera. Dibimbing oleh RIKA RAFFIUDIN dan MOCHAMAD CHANDRA WIDJAJA.
Indonesia memiliki potensi besar dalam pengembangan usaha peternakan lebah madu. Gunung Geulis merupakan dataran tinggi di Kabupaten Sumedang, Jawa Barat yang akan dijadikan pusat pengembangan lebah madu. Areal tersebut banyak terdapat sumber pakan lebah terutama kaliandra dan tanaman semak. Namun saat ini peternak lebih banyak menternakkan lebah madu A. mellifera (lebah impor asal Eropa) daripada A. cerana (lebah asli Asia) karena produksi madu yang dihasilkan lebih banyak. Apis cerana merupakan serangga sosial yang hidup dalam koloni yang terdiri dari lebah ratu (queen), lebah jantan (drone) dan lebah pekerja (worker). Pembagian kasta tersebut menunjukkan pembagian tugas yang jelas di dalam koloni. Apis cerana membutuhkan pakan yang mengandung karbohidrat, protein, vitamin, mineral dan air untuk kehidupannya. Sumber karbohidrat diperoleh dari nektar, protein diperoleh dari polen. Kompetisi dapat terjadi apabila spesies tersebut memanfaatkan sumber daya yang sama dalam waktu yang sama. Kompetisi dalam memperebutkan sumber pakan antar A. cerana dengan A. mellifera akan terjadi apabila kondisi koloni dari spesies tersebut sama. Dalam usaha mempersiapkan pengembangan perlebahan di Gunung Geulis belum ada data mengenai perilaku mencari polen di daerah tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari aktivitas harian A. cerana dalam mencari polen, jenis polen yang dimanfaatkan A. cerana, dan kompetisi yang terjadi antara A. cerana dengan A. mellifera dalam memperebutkan makanan. Manfaat dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bagi peternak A. cerana tentang sumber polen yang paling banyak dikunjungi A. cerana pada bulan yang berbeda dalam upaya pengembangan peternakan A. cerana, membuat database polen sumber pakan A. cerana di Sumedang dan konservasi tumbuhan di Areal Gunung Geulis Kabupaten Sumedang. Pengamatan waktu A. cerana mencari pakan, pengumpulan polen dari kedua tungkai A. cerana dan tumbuhan di sekitar sarang lebah yang diduga sebagai sumber pakan dilakukan pada bulan Oktober 2008 dan Maret 2009. Lokasi di Areal Gunung Geulis, Desa Cinanjung, Kecamatan Tanjungsari, Kabupaten Sumedang. Pengamatan kompetisi antara A. cerana dengan A. mellifera dilakukan bulan April 2009 di lahan dan sarana Kebun Percobaan Leuwikopo, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor. Analisis data dan analisis polen dilakukan pada bulan November 2008-April 2009. Analisis data tingkah laku lebah dilakukan di Bagian Fungsi Hayati dan Perilaku Hewan. Analisis polen dilakukan di Bagian Ekologi dan Sumberdaya Hayati Tumbuhan dan Laboratorium Anatomi dan Morfologi Tumbuhan, Departemen Biologi, FMIPA, Institut Pertanian Bogor.
Pengamatan aktivitas terbang A. cerana dilakukan selama 10 menit dengan interval 20 menit dan satu jam dua kali pengamatan. Aktivitas A. cerana selama pengamatan direkam dengan handycam (Sony Digital HDD DCRSR80). Jumlah A. cerana yang masuk, dan masuk membawa polen pada tungkai dihitung menggunakan counter. Faktor lingkungan seperti cahaya, kelembaban, suhu di luar sarang diukur tiap kisaran satu jam. Data kecepatan angin dan curah hujan diperoleh dari Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) Stasiun Pengamat Dirgantara Tanjungsari yang berlokasi di Desa Haurngombong, Kecamatan Pamulihan, Kabupaten Sumedang, Provinsi Jawa Barat. Pengumpulan polen dilakukan tiga kali dalam satu hari yaitu pukul 06.00-10.00, 11.00-13.00, dan 14.00 -16.00 (WIB) menggunakan pollen trap. Pollen trap beberapa lubang dengan diameter sesuai tubuh lebah pada media plastik yang kaku dan dipasang di depan rongga sarang sehingga lebah memperlambat gerakan terbang masuk ke dalam sarang. Polen yang dikumpulkan dari kedua tungkai A. cerana dibungkus dengan kertas putih untuk tiap individu A. cerana. Selain itu dilakukan pengumpulan bunga dari tumbuhan dengan radius satu kilometer di sekitar sarang. Pengamatan kompetisi antara A. cerana dengan A. mellifera dilakukan pukul 07.00-09.30 WIB selama 7 hari berturut-turut dengan durasi setiap pengamatan 1 menit selama 30 menit dengan interval 30 menit. Koloni dibuat seragam berdasarkan komposisi kasta antara A. cerana dengan A. mellifera dengan perbandingan jumlah koloni 2:1. Kotak sarang A. cerana dan A. mellifera diletakkan dengan jarak dua meter dan dilakukan perlakuan dengan memberikan pakan berupa air gula dengan perbandingan 1:1 yang ditempatkan pada nampan dengan jarak 5 m dan 10 m dari kotak sarang. Pengamatan kompetisi antara kedua spesies lebah dibantu oleh lima pengamat yaitu satu orang pada masing-masing jarak dan pada kotak sarang lebah. Handycam untuk mengamati perilaku kompetisi antara A. cerana dan A. mellifera dipasang pada masing-masing nampan pada jarak 5m dan 10 m. Kedua lebah yang datang ke air gula diberi tanda dengan cat (warna kuning untuk pakan jarak 5 m dan warna putih untuk pakan jarak 10 m) Analisis polen menggunakan metode acetolysis. Parameter yang diamati adalah ciri morfologi meliputi bentuk, ukuran dan permukaan polen. Data ciri morfologi yang diperoleh merujuk kunci identifikasi yang standar digunakan dalam identifikasi polen dan telah diverifikasi oleh pakar polen. Hasil penelitian menunjukkan aktivitas terbang harian A. cerana lebih awal dibandingkan dengan aktivitas harian mencari polen. Hal ini karena A. cerana masih mencari keberadaan sumber pakan. Nilai rataan puncak aktivitas harian mencari polen bulan Oktober 2008 lebih rendah dibandingkan dengan bulan Maret 2009 dikarenakan variasi polen pada bulan Oktober 2008 lebih sedikit dan ketersediaan sumber polen yang terbatas dibandingkan dengan bulan Maret 2009. Intensitas cahaya sangat mempengaruhi aktivitas harian A. cerana mencari pakan karena termasuk kelompok serangga diurnal. A. cerana mampu mempertahankan kondisi suhu udara di dalam sarang pada saat suhu udara rendah dengan cara bergerombol (cluster). Sedangkan pada saat suhu udara naik A. cerana mengepakkan sayap (fanning) dan evaporasi air untuk mendinginkan kondisi di dalam sarang.
Hasil identifikasi polen ditemukan delapan familia 18 spesies tumbuhan sumber pakan A. cerana (empat spesies masih belum bisa diidentifikasi). Dari hasil identifikasi polen, Zea mays (Poaceae) dan Cocos nucifera (Arecaceae) merupakan sumber pakan utama A. cerana yang ditemukan pada bulan Oktober 2008 dan Maret 2009 karena tumbuhan banyak ditemukan di lingkungan sekitar sarang di Gunung Geulis dan tidak dipengaruhi oleh musim. Polen yang dikumpulkan dari tungkai A. cerana tiap individu menunjukkan satu tipe polen (pollen constancy). Perbedaan variasi polen antar koloni A. cerana mungkin juga disebabkan A. cerana mempunyai sifat area fidelity yaitu A. cerana akan mencari pakan yang dekat dari sarang. Polen yang telah teridentifikasi merupakan informasi tumbuhan sumber pakan A. cerana yang ada di sekitar sarang dan sangat penting untuk pengembangan peternakan A. cerana. Adanya informasi tumbuhan sebagai sumber pakan A. cerana merangsang masyarakat untuk menanam dan melestarikan tumbuhan. Dengan demikian, kesadaran masyarakat tentang fungsi tumbuhan di sekitar Gunung Geulis akan meningkat. Dalam uji kompetisi, jumlah A. cerana yang lebih banyak daripada A. mellifera yang datang ke sumber pakan mungkin disebabkan oleh perbandingan koloni antara A. cerana dengan A. mellifera (2:1). Hal ini berakibat jumlah lebah pekerja recruiter A. cerana lebih banyak dibandingkan dengan A. mellifera karena menggunakan dua koloni A. cerana sedangkan A. mellifera hanya satu koloni. Kata kunci: aktivitas terbang, tipe polen, pollen constancy, kompetisi, konservasi.
Hak Cipta milik IPB, tahun 2010 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
AKTIVITAS Apis cerana MENCARI POLEN, IDENTIFIKASI POLEN, DAN KOMPETISI MENGGUNAKAN SUMBER PAKAN DENGAN Apis mellifera
YUDI CATUR ANENDRA
Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Mayor Bio Sains Hewan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010
Penguji Luar Komisi pada Ujian tesis: Dr. Nunik Sri Ariyanti, M.Si
Judul Tesis Nama NIM
: Aktivitas Apis cerana Mencari Polen, Identifikasi Polen, dan Kompetisi Menggunakan Sumber Pakan dengan Apis mellifera : Yudi Catur Anendra : G352070231
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Rika Raffiudin, M.Si Ketua
Drs. Mochamad Chandra Widjaja, M.M Anggota
Diketahui
Koordinator Mayor Biosains Hewan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Bambang Suryobroto
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS
Tanggal Ujian: 7 Agustus 2009
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga tesis yang berjudul “Aktivitas Apis cerana Mencari Polen, Identifikasi Polen, dan Kompetisi Menggunakan Sumber Pakan dengan Apis mellifera” dapat diselesaikan dengan baik dan tepat waktu. Penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya terutama kepada pembimbing, yaitu Dr. Ir. Rika Raffiudin, M.Si. dan Drs. Mochamad Chandra Widjaja, M.M. sebagai komisi pembimbing yang telah memberikan bimbingan, arahan dan saran selama menempuh studi S2. Tarima kasih juga penulis sampaikan kepada Dr. Nunik Sri Ariyanti, M.Si selaku penguji luar komisi yang telah banyak memberikan koreksi dan arahan untuk kesempurnaan tesis. Kepada seluruh staf pengajar mayor Biosains Hewan yang telah memberikan ilmu selama menyelesaikan studi di Institut Pertanian Bogor. Terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada Departemen Agama Republik Indonesia yang telah memberikan beasiswa Pasca Sarjana; Drs. Muhsinin Cholis, M.Si Kepala Madrasah Aliyah Roudlatul ulum Trowulan yang telah memberikan izin tugas belajar S2 di IPB; Orangtua dan keluarga tercinta atas dukungan, semangat dan doa pada saat menyelesaikan studi; Rif’atul Hamidah yang memberikan semangat dan inspirasi pada saat di Bogor; Bapak Suhendik sekeluarga peternak Apis cerana di Sumedang yang menyediakan tempat tinggal pada saat penelitian; Bapak Bob Yuris palynologys yang membantu identifikasi polen. LAPAN SPD Tanjungsari yang membantu memberikan data lingkungan; Islamul Hadi, M.Si yang memberikan bantuan alat dan ilmu pemetaan; Dakir Torang, M.Si, Lilik Muntamah, M.Si, M. Ali Efendi, M.Si, Teguh Larasati A, M.Si , Darlianis, M.Si, Apriani, M.Si, Rut Normasari, S.Si, Hadi, Ester, dan Rini yang membantu penelitian selama di lapang; Dra. Taruni Sri Prawasti yang memberikan nasehat, semangat dan motivasi; Staf laboratorium bagian Fungsi Hayati dan Perilaku Hewan dan rekan-rekan BSH yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu atas dukungan, bantuan dan kebersamaan. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran sangat diharapkan. Penulis berharap semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pembaca.
Bogor, Agustus 2009
Yudi Catur Anendra
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Mojokerto pada tanggal 09 Maret 1982 dari Almarhum Bapak Santoso dan Ibu Istiyani S.Pd. Penulis adalah putra keempat dari empat bersaudara. Tahun 2000 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Kodya Mojokerto. Tahun 2001 penulis melanjutkan Program Sarjana di Universitas Negeri Jember dari Jurusan Biologi FMIPA dan lulus pada tahun 2006. Pada tahun 2007, penulis mendapatkan beasiswa dari Departemen Agama Republik Indonesia untuk melanjukan studi Pascasarjana Penulis memilih Mayor Bio Sains Hewan, Sekolah Pascasarjana di Mayor Biosains Hewan, Institut Pertanian Bogor. Penulis merupakan salah satu staf di Madrasah Aliyah Roudlatul Ulum Trowulan Mojokerto.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL............................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................
xi
PENDAHULUAN ........................................................................................... Latar Belakang........................................................................................... Tujuan Penelitian ....................................................................................... Manfaat Penelitian .....................................................................................
1 1 3 3
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. A. cerana Sebagai Serangga Sosial ...................................................... Sumber Pakan A. cerana............................................................................ Aktivitas Harian A. cerana Mencari Polen................................................ Identifikasi Polen dari Tungkai A. cerana ................................................. Kompetisi Antara A. cerana dengan A.mellifera dalam Menggunakan Sumber Pakan ............................................................................................
4 4 5 6 8
BAHAN DAN METODE ................................................................................ Waktu dan Tempat..................................................................................... Persiapan Penelitian................................................................................... Pengamatan Aktivitas Harian A. cerana Mencari Polen .......................... Pengumpulan Polen dari Tungkai A. cerana ............................................. Pengambilan Peta Struktur Sarang A. cerana ........................................... Pengamatan Vegetasi Sekitar Sarang di Sumedang .................................. Pengamatan Kompetisi Antara A. cerana dengan A.mellifera .................. Analisis Polen ............................................................................................ Analisis Data..............................................................................................
13 13 13 13 14 14 14 15 17 18
HASIL .............................................................................................................. Aktivitas Terbang Harian A. cerana .......................................................... Aktivitas Harian A. cerana Mencari Polen................................................ Pengaruh Faktor Lingkungan Terhadap Aktivitas Harian A. cerana Mencari Pakan ..................................................................... Identifikasi Polen dari Tungkai A. cerana ........................................... Identifikasi Tumbuhan yang Mekar di Sekitar sarang A. cerana......... Peta Struktur Sarang A. cerana ............................................................ Kompetisi Antara A. cerana dengan A.mellifera .................................
19 19 21
PEMBAHASAN .............................................................................................. Aktivitas Terbang Harian A. cerana dan Mencari Polen ..................... Identifikasi Polen Sebagai Sumber Informasi Penting Untuk Pengembangan A. cerana.....................................................................
9
22 23 27 29 29 32 32 34
Perbandingan Aktivitas Mencari Pakan Antara A. cerana dengan A.mellifera ............................................................................... Pelestarian Tanaman Hutan di Areal Gunung Geulis ..........................
37 38
SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. Simpulan............................................................................................... Saran.....................................................................................................
40 40 40
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
41
LAMPIRAN.....................................................................................................
45
DAFTAR TABEL Halaman 1 Jenis polen yang dikoleksi dari tungkai A. cerana pada bulan Oktober 2008 dan Maret 2009 .......................................................................................
23
2 Ukuran dan karakter polen dari tungkai A. cerana di Sumedang bulan Oktober 2008 dan Maret 2009 .........................................................................
24
3 Ukuran dan karakter polen tumbuhan sekitar sarang A. cerana yang tidak ditemukan pada semua koloni bulan Oktober 2008 dan Maret 2009...............
28
4 Luas total sarang dan jumlah sel madu, polen, larva dan pupa dalam tiap koloni A. cerana di Sumedang ................................................................
29
5 Rata-rata A. cerana dengan A. mellifera dalam percobaan mendapatkan pakan pada jarak 5 meter..................................................................................
30
6 Rata-rata A. cerana dengan A. mellifera dalam percobaan mendapatkan pakan pada jarak 10 meter................................................................................
30
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Morfologi A. cerana ..........................................................................................
7
2 Morfologi A. mellifera.......................................................................................
7
3 A. cerana pekerja mengumpulkan polen Helianthus annuus ............................
7
4 Pengelompokan bentuk dan celah pada polen...................................................
10
5 Bentuk polen tampak polar view .......................................................................
11
6 Bentuk polen tampak equatorial view ...............................................................
11
7 Ornamen eksin dari permukaan polen ...............................................................
12
8 Pengamatan aktivitas harian A. cerana mencari pakan ....................................
16
9 Sisir sarang A. cerana di Sumedang..................................................................
16
10 Pengamatan kompetisi antara A. cerana dengan A. mellifera ..........................
16
11 Rata-rata jumlah A. cerana (koloni 4 dan 8) dalam mencari pakan dan polen pada bulan Oktober 2008........................................................................
20
12 Rata-rata jumlah A. cerana (koloni 2 dan 3) dalam mencari pakan dan polen pada bulan Maret 2009 ...........................................................................
20
13 Persentase aktivitas harian A. cerana mencari pakan.......................................
21
14 Hasil PCA pengaruh faktor lingkungan terhadap aktivitas harian A. cerana mencari pakan ..................................................................................
22
15 Polen yang dikumpulkan dari tungkai A. cerana di Areal Gunung Geulis Sumedang..............................................................................................
25
16 Polen yang dikumpulkan dari tumbuhan sekitar sarang di Areal Gunung Geulis Sumedang pada bulan Oktober 2008 dan Maret 2009 ..........................
27
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Data rata-rata tiap koloni A. cerana masuk pada bulan Oktober 2008 dan Maret 2009 di Sumedang ......................................................................
45
2 Data rata-rata tiap koloni A. cerana masuk bawa polen pada bulan Oktober 2008 dan Maret 2009 di Sumedang .....................................
46
3 Data faktor lingkungan di sekitar sarang di Sumedang bulan Oktober 2008......................................................................................
47
4 Data faktor lingkungan di sekitar sarang di Sumedang bulan Maret 2009 .........................................................................................
49
5 Data curah hujan dan kecepatan angin bulan Oktober 2008 dan Maret 2009 ............................................................................................
51
6 Data individu A. cerana pada koloni 4 yang membawa suatu jenis polen di Sumedang .............................................................................
52
7 Data individu A. cerana pada koloni 8 yang membawa suatu jenis polen di Sumedang .............................................................................
53
8 Data individu A. cerana pada koloni 2 yang membawa suatu jenis polen di Sumedang .............................................................................
54
9 Data individu A. cerana pada koloni 3 yang membawa suatu jenis polen di Sumedang .............................................................................
55
