Indonesia sangat tinggiASAM untuk dapat mengembangkan PENGARUH DAUN MURBEI YANG TERPAPAR HUJAN TERHADAP BERAT KOKON SEGAR, PANJANG SERAT DAYADiGULUNG SERAT budidayaDAN ulat sutera. sisi lain, polusi udara yang Bombyx mori L. RAS menyebabkan C-301 DAN hujan BS-09asam di dunia, termasuk di Indonesia, 2 3 dikendalikan. Hujan asam dikenal Jekti Prihatin1, A. Duran Corebima , Ariffinsulit , Abdul Gofur4 1 Prodi Pendidikan Biologi, FKIP Universitaskerugian Jember bagi tanaman produksi. menimbulkan e-mail:
[email protected] Padahal jika ditinjau dari sisi sains-polusi, pada hujan 2,4 Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang 3 Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya
ABSTRACT Aim of this research was to determine effect of mulberry plant exposed acid rain to: (1) fresh cocoon weight, (2) filament length, (3) cocoon reelability of Bombyx mori L. The research used Randomized Block Design, under factorial arrangement, having 6 treatments including a control with four repeats each. In this research, artificial rain were prepared using water demineralization which contained a variety of minerals that exist in polluted rain in Sidoarjo, East Java, and then added with sulfuric acid. Mulberry plant Morus multicaulis Perr. as many as 1,500 polybags, were watered using artificial acid rain pH of 6.2, 4.6 and control of well water (pH 7.0) 500 ml per 2 day for 5 weeks. The plants were sheltered to prevent rainfall from outside. C-301 and BS-09 silkworm races which is a double-cross F1 Chinese X Japanese races were used in this experiment. Eggs were obtained from sericulture germ plasm bank of PPUS Perhutani in Candiroto, Central of Java. Newly hatched silkworm as many as 720 individuals used in early research. Larvae feed mulberry leaves that had been treated with artificial rainwater with different level of pH. Fresh cocoon weight, filament length, and cocoon reelability were observed. Data were analyzed using Manova and followed by LSD 5%. The results showed that the treatments had significant effect (P <0.05) to the cocoon weight. While the cocoon weight and reelability were affected by the treatment interaction. BS-09 race has a larger cocoon weight (1.8505 ± 0.6174 g) than C-301 race (1.7173 ± 0.0414 g). BS-09 race has a better reelability (72.51%) than C-301 race (62.22%), in control. The treatments had not significantly effect to filament length. Filament length of C-301 and BS-09 were 793.11 ± 95.07 m and 801.62 ± 166.71 m, respectively. Acid rain treatment showed negative effect to cocoon weight, but it had generate better reelability, and better tendency in filament length.
Key words: Acid rain, mulberry, cocoon weight, filament length, cocoon reelability.
PENGANTAR Persuteraan
asam juga didapati unsur-unsur makro yang sangat Indonesia
dewasa
ini
penting bagi pertumbuhan tanaman (Legge & Krupa,
sedang
2002; Santi dkk., 2008).
mengalami kemerosotan produksi, sehingga impor benang sutera mentah
Hasil pembahasan penelitian Wang dkk. (2006)
Indonesia meningkat tajam.
menyebutkan simulasi hujan asam dapat merangsang
Padahal potensi lahan dan sumberdaya manusia
1
aktivitas 3 enzim protektif pada tanaman terong, yaitu
g (Pudjiono & Na’iem, 2007). Sedangkan ras BS-09
SOD (superoxide dismutase), PID (peroxidase) dan
belum beradaptasi dengan baik terhadap iklim
CAT (catalase). Enzim-enzim tersebut merupakan
Indonesia dan perlu perawatan yang lebih teliti.
sistem utama untuk enzim penetral H2O2 (hidrogen
Panjang filamen yang dihasilkan antara 1000–1200 m
peroksidase) sebagai akibat kerusakan oksidatif pada
dengan
tanaman (Munzuroglu dkk., 2005). Pertumbuhan
Kehutanan, 2002).
berat
kokon
1,9–2,3
g
(Departemen
acarina Tetranychus cinnabarinus dirangsang karena
Kajian pengaruh keasaman air hujan selama ini
kandungan gula fosfat terlarut dan protein terlarut
banyak dilakukan pada serangga hama, akan tetapi
pada daun terong yang berubah, sehingga lebih
pengaruhnya terhadap serangga budidaya, khususnya
disukai oleh tungau. Akan tetapi, air hujan yang
ulat sutera belum ada. Oleh karena itu, penelitian ini
terlalu asam (pH<3) menghambat pertumbuhan, baik
bertujuan untuk mengetahui pengaruh tanaman murbei
terhadap tanaman inang maupun terhadap tungau itu
yang terpapar hujan asam terhadap: (1) berat kokon
sendiri (Wang dkk., 2006).
segar, (2) panjang serat, dan (3) daya gulung serat
Penelitian ini ingin mencobakan perlakuan pH
Bombyx mori L.,
hujan asam terhadap serangga fitofagus, yaitu ulat sutera Bombyx mori L. Ulat sutera tersebut dikenal
BAHAN DAN CARA KERJA
sebagai serangga yang menghasilkan kokon sebagai
Pembuatan Larutan Hujan Asam Buatan Larutan stok hujan buatan dibuat dengan cara
bahan baku pembuatan benang sutera alam yang
menambahkan air demineralisasi dengan 7,2538 mg/L
bernilai tinggi.
(NH4)2SO4, 9,8040 mg/L Na2 SO4,
Hujan asam terbukti merubah kandungan senyawa
8,3009 mg/L
biokimia daun murbei. Perlakuan simulasi hujan asam
MgSO4, 13,4125 mg/L CaCl2, 4,9897 mg/L KNO3,
pada pH 6,2 dengan lama pemaparan 4 minggu
3,2459 mg/L NaNO3, 0,3525 mg/L NaF, dan 2,1493
memperlihatkan hasil kandungan senyawa biokimia
mg/L MgCl2. Pada komposisi ionik hujan buatan tidak
yang lebih tinggi, khususnya pada protein, gula total,
ditambahkan H2SO4, namun pada hujan asam pH 4,6,
dan vitamin C daun murbei Morus multicaulis Perr.
ditambahkan sejumlah H2SO4. Nilai pH semua larutan di-check menggunakan pH meter digital.
Sedangkan pemaparan hujan asam pH 4,6 terbukti menurunkan kandungan senyawa tersebut (Prihatin,
Perlakuan Hujan Asam
2010). Adanya perubahan pada kandungan senyawa
Tanaman murbei berumur 4 MSP (minggu setelah
biokimia daun murbei, diduga hujan asam akan
pangkas) diperlakukan dengan penyiraman air hujan
berpengaruh terhadap kualitas kokon dan serat sutera
asam. Selama perlakuan, tanaman diletakkan dalam
yang dihasilkan.
naungan plastik terbuka, supaya tidak terkena hujan
Kualitas kokon dan serat sutera juga dipengaruhi
dari alam. Penyiraman dilakukan dua hari sekali
oleh ras ulat. Ras ulat sutera yang dikembangkan
selama 5 minggu dengan volume masing-masing
dewasa ini di Indonesia antara lain adalah ras C-301
penyiraman sebanyak 500 ml tiap polybag. Dengan
dan BS-09. Keduanya merupakan hasil persilangan
demikian, jumlah pemaparan hujan asam sebesar 18
ulat sutera yang berasal dari F1 double cross China x
kali penyiraman.
Jepang. Hibrid C-301 sudah lama dibudidayakan dan
Pemeliharaan ulat sutera pada penelitian ini
sudah beradaptasi baik terhadap iklim di Indonesia.
menggunakan pedoman yang disusun oleh Perum
Panjang filamen yang dihasilkan tiap kokon berkisar
Perhutani Unit II Jawa Timur tahun 1997. Sebanyak
758,7 - 904,2 m dengan berat kokon antara 1,39–1,48
720 larva instar I yang baru menetas digunakan dalam
2
penelitian. Larva dipelihara pada keranjang plastik
diputar dengan cara memutar engkol. Bila haspel
yang berisi masing-masing 30 larva untuk setiap
berhenti berputar (mengunci), pelepas kunci ditekan
ulangan. Seluruh kokon yang dihasilkan ditimbang
kembali. Itu menunjukkan haspel telah memintal serat
untuk mendapatkan data berat kokon segar.
sepanjang 225 m. Jika serat masih bisa dipintal maka pemintalan diteruskan. Serat selesai dipintal jika kokon sudah berhenti keluar seratnya, meskipun masih ada pellade yang
Pengukuran Serat Kokon
sebanyak
10
butir
setiap
ulangan
tertinggal, yang ditandai dengan kokon tidak lagi
ditimbang, kemudian dimasukkan ke dalam jaring dan
berputar pada mangkok. Bila serat sudah habis dan
diberi tanda. Selanjutnya kokon dioven pada suhu 70°
skala besar tidak berputar secara penuh maka untuk
C selama 3 jam. Masing-masing perlakuan memiliki
kelebihan putarannya dibaca pada skala kecil, yang
ulangan 4 kali. Adapun proses pemintalan adalah
merupakan skala terkecil satu putaran. Kemudian
sebagai berikut.
untuk mengetahui panjang serat seluruhnya adalah
Kokon satu per satu direbus dalam air mendidih
menjumlahkan angka hasil dari skala besar yang
selama 4 menit sampai warnanya berubah menjadi
terletak di bagian atas dengan hasil dari skala kecil
agak bening atau sampai serisinnya larut. Kemudian
yang terletak di bagian bawah.
dipindahkan ke mangkok plastik berisi air panas suhu Daya Gulung (DG)
± 65°C. Selanjutnya satu kokon yang akan dipintal
Daya gulung serat ditentukan oleh banyaknya serat
diaduk searah menggunakan lidi untuk menemukan
putus waktu dipintal.
ujung serat tunggalnya. Bila ujung serat sudah ketemu, serat diikatkan pada haspel dan siap dipintal. Alat pintal yang digunakan juga berfungsi sebagai
HASIL
pengukur panjang serat. Sebelum digunakan, jarum pengukur panjang serat harus menunjukkan angka nol.
Berat kokon segar merupakan parameter utama
Bila ujung serat sudah diikatkan pada haspel,
dalam menentukan kualitas kokon karena mudah
selanjutnya haspel diputar dengan hati-hati. Bila
diukur dan tanpa merusak kokon. Berikut ini adalah
dalam pemintalan serat putus maka putaran dihentikan
perbandingan besar kokon pada penelitian (Gambar
dan serat harus segera diikatkan kembali pada haspel,
1).
kemudian haspel diputar kembali. Selama pemintalan, dicatat berapa serat putus waktu dipintal. Bila serat sudah habis atau tidak dapat dipintal lagi, panjang seratnya dihitung dengan jalan melihat skala yang tertera pada alat pengukur panjang serat. Panjang serat. Panjang serat ditentukan oleh hasil pemintalan satu butir kokon dengan memakai alat pengukur panjang serat. Cara kerja alat pengukur panjang serat sebagai berikut. Mula-mula 1 butir kokon yang telah direbus diambil dan diikatkan pada haspel, kunci dibuka
Keterangan: R1 = Ras C-301; R2 = Ras BS-09 K = Kontrol air sumur P1 = Hujan Buatan pH 6,2 P2 = Hujan Asam pH 4,6
dengan cara menekan pelepas kunci, kemudian haspel
3
Air Sumur pH 7,0
Gambar 1. Perbandingan Besar Kokon
Ras BS-09
Gambar 1 menunjukkan bahwa besar kokon pada ras C-301 tidak terlihat berbeda besarnya. Akan tetapi pada ras BS-09, perlakuan penyiraman hujan
79,34 ± 29,91b
Hujan Buatan pH 6,2
69,03 ± 31,65b
Hujan Asam pH 4,6
69,17 ± 34,09b Keterangan: Rerata yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada LSD taraf signifikansi 5% (P <0,05).
Panjang serat antar perlakuan menunjukkan hasil
buatan pH 6,2 dan hujan asam pH 4,6 menimbulkan
tidak berbeda nyata (P>0,05). Akan tetapi, jika dilihat
penurunan besar kokon. Hal tersebut diperkuat oleh
dari kecenderungan reratanya, perlakuan penyiraman
hasil pengukuran berat kokon seperti yang terlihat
hujan asam pH 4,6 menghasilkan serat yang lebih
pada Tabel 1.
panjang daripada penyiraman hujan buatan pH 6,2.
Tabel 1. Rerata Berat Kokon
Daya gulung ras BS-09 secara umum lebih tinggi Air Sumur pH 7,0
Panjang Serat (m) 1,7178 ± 0,0470ab
Hujan Buatan pH 6,2
1,7025 ± 0,0911a
Hujan Asam pH 4,6
1,6658 ± 0,0544a
Air Sumur pH 7,0
1,9814 ± 0,1053c
Hujan Buatan pH 6,2
1,8400 ± 0,0411b
Hujan Asam pH 4,6
1,7365 ± 0,0242a
Perlakuan Ras C-301
Ras BS-09
dibandingkan dengan ras C-301. Daya gulung C-301 berbeda nyata, akan tetapi pada BS-09 tidak berbeda nyata. Interaksi pengaruh macam ras dan jenis penyiraman mempengaruhi daya gulung (P<0,05). PEMBAHASAN
Keterangan: Rerata yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada LSD taraf signifikansi 5% (P <0,05).
Kualitas kokon dan serat sutera ditentukan oleh sejumlah parameter. Pada penelitian ini hanya dibahas
Tabel 1 menunjukkan bahwa rerata berat kokon
kualitas kokon berdasarkan berat kokon segar, dan
antara Ras C-301 dan BS-09 berbeda nyata. Rerata
kualitas serat sutera berdasarkan panjang filamen dan
berat kokon antar perlakuan pada ras C-301 tidak
daya gulung. Berat kokon segar pada dasarnya tergantung pada
berbeda nyata. Sedangkan rerata berat kokon antar
berat serat, berat pupa dan exuviae (kulit larva yang
perlakuan pada ras BS-09 berbeda nyata.
sudah mengelupas), serta banyaknya cairan sisa
Parameter kualitas serat dapat dilihat dari panjang serat dan daya gulung. Rerata panjang serat dan daya
metabolisme ulat yang ada di dalam kokon. Dari hasil
gulung dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3.
penelitian, ditemukan bahwa berat kokon tidak selalu berkorelasi positif dengan panjang serat. Faktor ketebalan serat yang berbeda juga berperan dalam
Perlakuan Ras C-301
Ras BS-09
Air Sumur pH 7,0
menentukan panjang serat. Akan tetapi, SNI 13-6334-
Panjang Serat (m) 783,95 ± 157,18
2000 tentang mutu kokon jenis Bombyx mori L.
Hujan Buatan pH 6,2
775,29 ± 144,42
Hujan Asam pH 4,6
820,10 ± 131,46
Air Sumur pH 7,0
847,19 ± 114,79
Hujan Buatan pH 6,2
765,43 ± 158,41
kokon, persentase kulit kokon, dan persentase
Hujan Asam pH 4,6
806,03 ± 173,35
kecacatan kokon (Departemen Kehutanan, 2002).
sebagai bahan baku benang sutera alam, menyatakan standar kualitas kokon adalah berdasarkan berat
Perlu
Tabel 2. Rerata Panjang Serat
diperhatikan,
usia
kokon
saat
diukur
berpengaruh pula terhadap berat kokon, karena proses metamorfosa dari pupa menjadi ngengat.
Tabel 3. Rerata Daya Gulung
Pada ras C-301 yang merupakan ras yang sudah Perlakuan Ras C-301
Daya Gulung (%) Air Sumur pH 7,0 Hujan Buatan pH 6,2 Hujan Asam pH 4,6
teradaptasi dengan lingkungan Indonesia, tampak
43,41 ± 32,28a
bahwa jenis penyiraman tanaman murbei tidak
62,13 ± 32,60ab
mempengaruhi berat kokon. Akan tetapi, berat kokon
81,11 ± 29,49b
4
ras BS-09 sangat dipengaruhi jenis penyiraman.
pengaruh hujan asam terhadap zat allelokhemik daun
Penyiraman
murbei.
hujan
buatan
dan
hujan
asam
menunjukkan pengaruh negatif terhadap berat kokon. Penyiraman hujan asam pH 4,6 memperlihatkan berat kokon yang paling rendah. Penurunan berat kokon ini kemungkinan disebabkan menurunnya kandungan protein total pada daun. Pada penyiraman hujan asam
KEPUSTAKAAN
pH 4,6 selama 4 minggu, kandungan protein daun
Departemen Kehutanan, 2002. Mutu Kokon Segar Jenis Bombyx mori L., (Online),(http://www.dephut.go.id/Halaman/St
murbei menurun dari 5,01% pada kontrol air sumur menjadi 4,3% pada pH 4,6 (Prihatin, 2001). Protein
andardisasi_&_Lingkungan_Kehutanan/SNI/ KokonSegar.htm, diakses 2 Mei 2009).
yang terdapat pada daun pakan merupakan komponen utama pembentuk jaringan dan organ pada ulat sutera
Gosh L, Alam MS, Ali MR, Shohael AM, Alam F and Islam R, 2003. Changes in Biochemical Parameters of Mulberry (Morus sp.) Leaves after Infected with Leaf Spot Disease. Online Journal Biological Sciences 3 (5): 508-514.
murbei. Variasi kandungan protein pada daun pakan akan mempengaruhi pertumbuhan dan produksi kokon ulat sutera (Veda dkk., 1997; Gosh dkk., 2003). Perlakuan hujan buatan dan hujan asam tidak
Hagen KS, Dadd RH, and Reese J, 1984. The Food of Insect. In C.B Huffaker and R.L. Rabb (Eds). Ecological Entomology. New York: John Wiley and Sons.
mempengaruhi panjang serat. Hal ini karena ketebalan serat barangkali berbeda antara ras C-301 dan ras BS09. Menurut SK.369/MENHUT-VIII/2004, ulat sutera
Legge AH, and Krupa SV, 2002. Effects of Sulphur Dioxide. In Air Pollution and Plant Life. 2nd Ed. Bell JNB and Treshow M (Eds). New York: John Wiley and Sons.
BS-09 memiliki ketebalan serat 3,0 sampai 3,3 denier. Lebih tebal dari serat sutera ras C-301 sebesar 2,4 denier. Secara umum, daya gulung Ras BS-09 (72,5%)
Munzuroglu O, Obek E, Karatas F and Tatar SY, 2005. Effects of Simulated Acid Rain on Vitamins A, E, and C in Strawberry (Fragaria vesca). Pakistan Journal of Nutrition, 4 (6): 402-406.
lebih baik dibandingkan dengan daya gulung Ras C301 (62,2%). Daya gulung yang tinggi berarti serat memiliki kekuatan rentang yang tinggi. Pada ras C-
Perum Perhutani Unit II Jawa Timur, 1997. Pedoman Pelaksanaan Pemeliharaan Ulat Sutra.
301 pemaparan hujan asam mempertinggi kemampuan daya gulung. Hal ini diduga selain faktor nutrisi makanan,
ada
faktor
non
nutrisi,
seperti
Pudjiono S and Na’iem M, 2007. Pengaruh Pemberian Pakan Murbei Hibrid terhadap Produktivitas dan Kualitas Kokon. Jurnal Pemuliaan Tanaman Hutan. Vol. 1 No. 2.
zat
allelokhemik yang ada pada daun murbei yang turut mempengaruhi, termasuk di dalamnya adalah zat
Santi E, Saeni MS, Mattjik NA, June T and Hardjomidjojo, 2008. Impact and Model of Air Polution by Simulated Acid Rain on The Growth of Orchid Plants. Indonesian Journal of Agriculture, (Online), I (1): 34-43, (http://www. pustaka-deptan.go.id/publikasi/ja011086.pdf, diakses 10 Juli 2009).
penolak makan (deteren) dan zat penarik makan (fagostimulan). Kemikalia tersebut mempengaruhi tingkah laku serangga, baik terlibat langsung dalam pencernaan maupun sebagai efektor fungsi yang berbeda dari pencernaan (Hagen dkk., 1984). Pada penelitian ini, pemaparan hujan asam
Prihatin J, 2001. The Effects of Simulated Acid Rain on Total Protein, Total Sugar and Vitamin C of Mulberry Leaves. In press.
menurunkan berat kokon, akan tetapi menaikkan daya gulung serat. Perlu penelitian lebih lanjut tentang
5
Wang JJ, Zhang JP, He L, and Zhao ZM, 2006. Influence of Long-Term Exposure to Simulated Acid Rain on Development, Reproduction and Acaricide Susceptibility of the Carmine Spider Mite, Tetranychus cinnabarinus. Journal of Insect Science. Vol.6. Number 19. Veda K, Nagai I, and Horikomi M, 1997. Silkworm Rearing. New Hampshire: Science Publisher Inc.
UCAPAN TERIMA KASIH Terimakasih kepada Dirjen Dikti atas suport pendanaan penelitian ini dari Hibah Penelitian Disertasi Doktor Tahun 2010 Nomor: 495/SP2H/ PP/DP2M/VI/2010 tanggal 11 Juni 2010.
6
