PENANDAAN WERENGCOKLAT
32p
Nilaparvata [ugens STAL DENGAN
A.N. Kuswadi* ABSTRAK - ABSTRACT PENANDAAN WERENG COKLAT Nila~aroata lugens STAL DENGAN 32P. Penandaan wereng coklat Ni/aparoata lugens Stal dengan 2p, dipelajari dalam rangka penelitian penyebaran hama tersebut di lapangan dengan teknik release and recapture. Wereng coklat ditandai dengan cara menandai tanaman padi non Vl.ITW sebagai makanannya. Wereng yang makan padi TN 1 bertanda selama 24 jam menjadi bertanda. Radiokativitas setiap wereng rata-rata mencapai 31 penen dari radioaktivitas dalam 1 mg bobot kering padi. Dalam tubuh wereng 3 2p meluruh karena terjadinya peluruhan fisika clan peluruhan hayati (bioelimination), se:hinggacacahan dari wereng bertanda yang makan padi tidak bertanda akan menurun dengan kecepatan peluruhan t~ kurang lebih tiga-setengah hari. Dalam tanaman padi bertanda yang tumbuh di sawah, 32p mengalami peruhan juga, dengan t~ 2,75 bari. Bibit padi bertanda dengan radioaktivitas 55.726 cpm per mg bobot kering, setelah berumur 30 hari radioaktivitasnya menjadi 42 cpm per mg bobot kering. Cepatnya peluruhan 32p dalam tanaman padi dan wereng menyebabkan dosis isotop yang digunakan dalam penandaan harus lebih tinggi. LABELLING OF BROWN PLANTHOPPERNil~arvata lugens STAL WITH 32p. Labelling of brown planthopper Nilaparoata lugens Stal with 2p, was carried out in connection with a study of field dispenal of pest using "release and capture" technique. The brown planthopper (BPH) was labelled by labelling the food, rice plant of susceptible variety. BPH that fed 24 houn on the lab died TN 1 rice became radioactive which continued 31 percent radioactivity of that in 1 mg dry weight of the rice. In the: BPH's body, 32p was decreased due to the physiCal and biological decay (bioelirnination), sothat the count of labelled BPH fed on unlabelled rice was decreased at the rate of t~ about 3,5 days. In the labdled rice plant in the field, the decay factor of 32p was with t~ about 2,75 days. Rice with an initial specific activity of 55,726 cpm{mg dry-weight in the field became 42 cpm{mg dry-weight. Since the decay of 32p in the rice plant ~ wdl as in the BPH was fast a higher dosage of 3 2p needs to be used in the labelling.
PENDAHULUAN Penularan hama wereng coklat Nilaparvata lugens Stal. dari suatu tempat berjangkit hama ke tempat lain bergantung pada sifat dan kemampuan penyebaran hama tersebut. Terdapat dugaan kuat bahwa wereng mampu menyebar jauh sampai rntusan kilometer bersama angin, sejak ditemukannya sejumlah sernngga terse but di stasiun pengamatan cuaca yang terpencil di Samudera Pasifik lebih dari 500 km dari daratan Jepang. (1). Selain menyebar bersama angin tentu saja wereng dapat menyebar aktip, karena wereng dewasa yang brachypterous dapat terbang. Untuk mendapat informasi lebih jelas tentang sifat dan kemampuan penyebaran wereng diperlukan pene1itian lebih lanjut.
* Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN
433
Penelitian penyebaran dengan teknik release and recapture memerlukan wereng yang bertanda. Wereng dapat ditandai dengan berbagai eara. PADGHAM dkk (2)
mennmmnya tl~npn rubidium denpn can membiarun werenRmilan taniIIlan yang sebelumnya disemprot rubidium klorid. Serangga yang mengandung rubidium dideteksi dengan spektrometer ~nyerapan atom (.\AS). Wereng yang dibiarkan makan padi yang mengandung 2p juga menjadi bertanda, dan dapat dideteksi dengan pencaeah Geiger Muller (GM) atau peneaeah sintilasi eair (PSC) dengan sistem botol kering (3). Pengaruh samping yang tidak diin~kan dari eara penandaan harus diperhitungkan. Oleh karena itu radioaktivitas 3 P yang digunakan di lapangan harus' ditekan sekecil mungkin. Menandai wereng lapangan akan lebih baik daripada menandai wereng hasil peliharaan laboratorium karena wereng bertanda asal lapangan akan memiliki sifat yang lebih mendekati sifat asli serangga tersebut (4), selain bahwa melepas serangga bertanda asallaboratorium berarti juga menambah populasi hama di lapangan. Penelitian ini bertujuan meneari eara menandai wereng eoklat di lapangan. Wereng dibuat sedemikian. rupa agar makan tanaman padi sawah yang ditandai bibitnya. Untuk itu dipelajari kemampuan wereng mengisap 32p dari tanaman padi bertanda, keeepatan peluruhan 32p dalam tubuh wereng, dan peluruhan 32p dalam tanaman padi.
TATAKERJA Kemampuan Wereng Mengisap 32p dJzri Tana11l/lnBertandtz. Tanaman padi varitas TN 1 berupa bibit umur 14 hari ditanam satu persatu dalam pot plastik berisi 50 m1 Kimura B yang mengandung 32p 0,1 uCi/ml. Setelah 10 hari padi dianggap eukup mengandung 32p padanya diinfeksikan seekor wereng betina dewasa brachypterous. Untuk mengurung wereng digunakan tabung plastik ukuran (/) 5 x 15 em. Setelah 24 jam wereng diambil, dibunuh, dan setelah didekontaminasi berturut·turut dengan larutan radiaewash, 2 % KH2P04, dan air, wereng dieaeah dengan peneaeah PSC-.'Jistem botol kering. Konsentrasi radioaktivitas batang padi diukur dengan menimbang bobot kering dan radioaktivitas potongan batang sepanjang dua em. Untuk itu tanaman digunting pada ketinggian satu em di atas permukaan tutup pot lalu dieuci dengan larutan dekontaminasi di atas, dan dipotong pada dua em dari potongan pertarna. Potongan sepanjang dua em dikeringkan pada suhu 11OOCsampai berat tetap, untuk selanjutnya ditimbang dan dicacah radioaktivitasnya. Kemampuan penyerapan 32p diukur dengan membandingkan radioaktivitas wereng terhadap konsentrasi radioaktivitas batang padi yang dimakan. Pengukuran dilakukan dengan 16 kali ulangan. Peluruhan 32p dalam 1iIbuh Wereng. Wereng sebanyak 30 ekor ditandai dengan eara tersebut di atas. Setelah dibius dengan gas N2, dan dieaeah hidup·hidup dengan PSC-.'Jistem botol kering, wereng kemudian dipelihara satu-per-satu dengan makanan tanaman padi tak mengandung 3 2p. Sehari kemudian setelah wereng dibius radioaktivitasnya diukur kembali, dan makanannya di ganti. Hal yang sarna diulangi setiap dua hari sampai hari ke 20. 434
# Radiokativitas yang tinggal pada setiap wereng setiap kali pengamatan dihitung persentasenya terhadap radioaktivitas masing-masing semula. Keeepatan peluruhan digambarkan dengan membuat grafik (regrasi tinier) persentase eaeahan terse but, terhadap waktu. PeIuTUhan 32p doJam Tanaman Padi. Dalam percobaan ini diukur kecepatan peluruhan 32p dalam padi TN 1 berasal dari bibit yang mengandung 32p waktu tumbuh di sawah. Keeambah sebanyak 120 ditanam dengan eara diselipkan di an tara lipatan kertas saring yang dijepit dengan alat penjepit dari paralon (Gambar 1). Keeambah dalam perangkat ini dieelup dalam larutan Kimura agar tumbuh selama 14 hari. Kemudian tanaman dengan perangkat di~indah ke dalam tabung plastik berisi 500 mllarutan Kimura yang mengandung 2p 0,1 uCijml. Delapan hari kemudian, tanaman berumur 22 hart, bibit yang telah mengandung 32p ini dieuei perakarannya dan dipindah ke_sawah buatan, yaitu kotak aluminium ukuran yang berisi lumpur dan selalu diairi. Pengukuran konsentrasi radioaktivitas dilakukan pada hari ke : 0, 5, 1O,-U,..,. 20. 25 dan 30 setelah pemindahan bibit ke sawah, terhadaP potongan batang sepanjang 2 em dari 10 tanaman eontoh yang diambil seeara aeak. Cara pengukuran seperti pada pereobaan sebelumnya. Keeepatan peluruhan digambarkan dengan membuat grafik (regrasi linier) dari log eaeahan per mg berat kering terhadap waktu. Penandaan Wereng di Sawah. Untuk mengetahui apakah wereng dapat tertandai dengan menandai tan~npadi makanannya dengan cara terse but di atas, maka pada lima tanaman bertanda umur 30 hari, masing-masing diinfeksikan lima ekor wereng dewasa betina brachypterous. Untuk mengurung wereng pada masing-masing tanaman digunakan tabung gelas ukuran 0 5 x 20 em. Setelah dua hart semua wereng ditangkap dan diukur radioaktivitasnya.
Gambar 1.
Perangkat W1tuk menanam kecambah paw selama pembibitan dengan larutan Kimura dan penandaan bibit dengan larutan IGmuran yang mengandung P-32; a = penjepit dari paralon, b = kerta5 saring tempat kecambah dise1ipkan, dan c = kecambah paw, satu perangkat dfui 120 kecambah.
435
HASIL DAN PEMBAHASAN Kmrampuan WerengMengtIap 32f dari Tanaman fadi Derlanda. Kernarnpuan ini bergantung pada varitas padi yang rnenjadi- makanan dan biotipa wereng yang ditandai. Kernampuan wereng biotipe 1 untuk rnengisap 32p dari padi bertanda varitas yang peka seperti TN 1 lebih besar daripada padi yang tahan seperti Mudgo, Asahan, Brantas, Citarum dan Serayu (5). Untuk tujuan penandaan biotipe 1 dalam pereobaan ini dipakai TN 1, agar wereng dapat mengisap 32p sebanyak mungkin. Hasil pengamatan pereobaan tereantum pada Tabel 1. Radioaktivitas wereng setelah makan padi bertanda selain bergantung pada kemampuan pengisapim 32p dan waktu, juga bergantung pada tinggi rendahnya kandungan 32p dalam tanaman. Oleh karena itu kemampuan wereng mengisap 32p selama 24 jam digambarkan dalam bentuk persentase radioaktivitas wereng terhadap radioaktivitas dalam tiap mg berat kering batang padi (kolom 3). Angka kemampuan ini menunjukkan ratarata sebesar 31 persen.
Tabel 1. Radioaktivitas batang bibit padi asal bibit umur 14 hari yang ditumbuhkan selama 10 han dalam 50 mllarutan Kimura yang mengandung 0,1 uCi/ml, dan wereng yang memakannya selama 24 jam.
No. urut
(%) 28.750 63.784 86.007 80.1 116.059 252.234 124 .059 109.697 72.462 238.022 36.691 220.798 180.174 25.368 147.721 37.676 45.664 19.225 179.831 2223.891 56.717 81.272 267.339 108 47.098 165.196 62.496 230.550 155.050 243.256 250.900 78.032 229.297 11,4 55,4 74,6 30,4 28,9 17,2 27,1 18,2 10,7 34,0 45,2 22,2 47,7 24,3 32,9 Batang Caeahan padi (per permgmenit b.k.)A/B (epm) pada (B) Wereng (A) (per ekor)
31,9.!
16,9
Dalam penanclaan wereng, radioaktivitas wereng selain tergantung, pada radioaktivitas tanaman padi makanannya juga tergantung pada banyaknya cairan tanaman yang diisap oleh wereng. Oleh karena itu menaikkan radioaktivitas wereng clapat dilakukan selain dengan menaikkan radioaktivitas tanaman padi makanannya juga dengan menambah waktu makannya.
Pe/uruhan 32p dalam Tubuh Wereng. Salah satu masalah clalam penandaan serangga dengan isotop adalah menurunnya radioaktivitas serangga bertanda sebagai akibat terjadinya peluruhanisotop. Pad a suatu saat radioaktivitas ini clapat sedemikian kecilnya sehingga tidak dapat dideteksi dengan alat pencacah. Kecepatan p,eluruhan ini harus diperhitungkan karena waktu antara penandaan clan penangkapan kembali dan pengamatan sering cukup lama. Peluruhan 32p dalam wereng merupakan akibat dari peluruhan fisika isotop clan peluruhan hayati (bioelimination). Isotop 32p meluruh secara fisika dengan t~ 14,3 hari. Sedangkan isotop ini meluruh secara hayati dengan kecepatan berbeda tergantung pada kecepatan ekresinya. Gabungan antara kedua macam peluruhan ini menghasilkan peluruhan 32p yang terjadi dalam tubuh wereng (peluruhan efektip). Hasil pengamatan percobaan ini tercantum dalam grafik peluruhan Gambar 2. Bila log persen epm digambarkan sebagai sumbu y, sedangkan lamanya wereng makan tanaman tak bertanda dalam satuan hari d~ambarkan sebagai sumbu x, maka y = -0,086 x + 2,02 dan waktu paruh efektif 3 P dalam wereng (t~ efektip) ialah tigasetengah hari. Peluruhan dengan keeepatan seperti ini mengakibatkan radioaktivitas wereng setelah 16 hari tinggal 4,4 persen dari radioaktivitasnya semula. Berarti bila wereng beitanda akan dicaeah 16 hari setelah penanclaan, maka eacahan wereng pada saat penanclaan harus paling keeil 22,7 kali eacahan minimal yang dikehendaki pacla saat peneaeahan. 102
-
•.....•....
- -- -...
_
.•..
- ~~--
- --
----
'J(
p\", -0<2
~+"~"-..•.
Peluruhan
-o./~ 'Jl
-----.
32p dalam
tubuh wereng coklat Peluruhan fisika 32p
TY2
4 Gambar
2.
Peluruhan
8
Waktu (hari)
12
fisika dan peluruhan
16 efektip
P-3 2 dal41f1 tubuh wereng bertanda.
437
Peluruhan 32p dalam Tanaman Pad;. Seperti halnya da1am tubuh serangga, 32p dalam tanaman padi juga mengalarni peluruhan. Kecepatan peluruhan ini harus Jlperbltungkan blla penanban wereng tapangan JHabbn Jengan eara menandai tanaman padi makanannya. Menandai tanaman padi disawah dapat dilakukan dengan eara menanam bibit yang sebehmU1ya ditanam dalam larutan Kimura yang mengandung 32p, seperti yang dilakukan dalam percobaan ini, dengan memperhitungkan kecepatan peluruhannya selama tumbuh di sawah. Hasil pengamatan percobaan ini tereantum dalam gambar 2. Dengan eara dan dosis yang digunakan, dapat diperoleh bibit bertanda dengan konsentrasi radioaktivitaS rata-rata 55.726 com/mg berat kering (hari ke 0). Bila umur padi di sawah dalam satuan hari digambarkan sebagai sumbu x, dan log cpm per mg berat kering batang padi digambarkan sebagai sumbu y, maka didapat : Y = - 0,11 X + 4,73, dan waJttu paruh efektif32p dalam tanaman padi (t~ efektit) didapat 2,75. Cepatnya pe1uruhan 32p dalam tana~an padi mengharuskan penggunaan dosis 32p yang tinggi pada saat menandai, untuk mengimbangi peluruhan. Pada umur 30 hari ini, tanaman padi te1ah beranak lebih dari satu. 32p yang diberikan saat bibit, didistribusikan hampir merata ke seluruh bagian tanaman. Berarti 32p terdapat pada pelepah-pelepah terluar dari semua batang, termasuk pada anakan yang terbentuk kemudian. Hal ini dapat menjamin bahwa P-32 dapat terisap oleh wereng yang tempat makannya terutama pada pelepah daun terluar tersebut.
I
105 5
.;5'"c:ec:a. 102 ~ ]J .;:, lO3 101
~ T¥2
oc "ii
0
104 :!.-
------------------
----. 10
15
20
Pcluruh 32p dalam tanaman padi Peluruhan fisika 32p
25
30
Waktu (bari)
Gambar 3.
438
Peluruhan f!Sika dan peluruhan efektip P-32 dalam tanaman padi
Pewmdaan Weren.g di Sawah. Hasil penandaan tercantum dalam rabel 2. Wereng yang makan padi bertanda di lapangan selama dua hari menjadi bertanda, dengan tingkat radioaktivitas yang masih terdeteksi dengan alat PSC-sistem botol kering. Cacahannya berkisar antara 36 - 117 cpm di atas cacahan latar belakang. Rata-rata cacahan adalah 62 cpm. IJdpat tertandainya semua wereng tersebut memo perkuat kenyataan bahwa 32p tersebar keseluruh bagian tanaman, seperti dijelaskan pada hasil percobaan sebelurnnya.
Radioaktivitas yang dicapai pad a percobaan ~enandaan ini masih terlalu rendah untuk digunakan dalam penelitian penyebaran 3 P dalam wereng ini akan meluruh sampai cacahannya men~adi tidak teramati. Wereng dapat ditingkatkan cacahannya, dengan meningkatnya 3 P pada saat penandaan bibit, meningkatkan waktu penandaan bibit, atau dalam batas tertentu meningkatkan waktu makan wereng. Tabd 2.
Radioaktivitas batang padi umur 30 hari di sawah yang ber.tlal dari bibit yang ditandai dengan P-32, dan radiaktivitas wereng yang memakannya sdama dua hari
Sampel padi
Cacahan per menit (cpm) pada Batang padi (per mg b.k.)
I
23
II III
37
IV
30
Y
28
•• Rata-rata dari lima ekor
51
Wereng coklat (per ekor)*
49.! 9 49 117 57 36
+ IS + 55
+ 33 + 20
.! Tn-l
KESIMPULAN Penandaan wereng populasi lapangan dapat dilakukan dengan cara menandai bib it padi non VU1W dengan 32p yang kemudian ditanam di sawah. Wereng yang makan padi bertanda 30 hari setelah tanam masih dapat tertandai. Untuk metoda penandaan ini perlu di~erhitungkan peluruhan 32p dalam tanaman padi, kemampuan wereng mengisap 2p dari tanaman padi, dan peluruhan 32p dalam tubuh wereng. I>d1am tanaman padi, 32p meluruh dengan t~ kurang lebih tiga hari. Selama 24 jam wereng dapat mengisap 32p kira-kira 31 % dari radioaktivitas dalam I mg berat kering batang. Dalam tubuh wereng 32p meluruh dengan t~ kurang lebih tiga-setengah hari. Dengan penandaan cara ini 32p diharapkan hanya terkandung dalam tanaman padi, dalam tubuh wereng dan serangga-serangga pemakan padi saja. Radioaktivitas yang tertinggal dalam tanaman padi dapat dikumpulkan sebagai sampah radioaktif"lebih mudah daripada bila radioaktivitas tertinggal dalam tanah .
439
UCAP AN TERIMA KASllI Dengan ter~u~unnyA tuliMn ifti t'eftuli~ menYAmt'Mkan terima kwh ke~ada Dr. L. Gringorten, expert UNDP yang diperbantukan di PAIR. Penulis juga berterima kasih kepada Saudara Dada Hudaya yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan percobaan.
DAFTAR PUS TAKA 1.
KISIMOTO, R., "Bionomic, forecasting of outbreak and injury caused by the rice brown planthopper", The Rice Brown Planthopper, ASPAC, Taiwan (1977).
2.
PADGHAM, D.E., COOK, A.G., and HUTCHISON, D., Rubidium marking of the rice pests Nilaparvata lugens (Stal) and Sogate/la furcifera (Horvath) (Hemiptera: Delphacidae) for field dispersal studies, Bull. Ent. Res. 74 (1984) 379.
3.
KUSWADI, A.N., and SUTRlSNO, S., "Some aspect of brown planthopper rice plant relationships : Development of isotopes techniques", Coord. Res. Programme Use of Isotopes in Pest Management With Emphasis on Rice Insects, Vienna (1984), belum diterbitkan.
4.
SOUTHWOOD, T.R.E., Ecological Methods with Particular Reference to the Study of Insect Population, Chapman and Hall, London (1976).
5.
KUSWADI, A., The use of P-32 for determinating varietal resistance of rice to brown planthopper (Nilaparvata lugens Stal), Majalah BATAN XlV 2 (1981) 37.
440
DISKUSI
ELSJE L. SJSWORO : Mengapa tidak pemah memakai Rb-radioaktit1 Keuntungan, dari Rb-radioaktif adalah sinar nya dapat terarah dengan mudah dan aktivitas yang digunakan dapat rendah saja. "y
A.N. KUSWADl: Dengan adanya cara pencacahan dengan LSC-sistem-botol kering yang sudah kita kembangkan dan dpat digunakan untuk meneaeah beta kuat dalam tubuh wereng, maka kami selama ini memilih 32p sebagai penanda karena praktis. Saran yang diusahakan kami perhatikan untuk aktivitas penelitian mendatang. WlDJANG H. SlSWORO : 1.
2.
Berdasarkan hasil yang diperoleh apakah teknik penandaan serangga hama wereng sudah dapat diaplikasikan untuk studi migrasi dan kepadatan populasi wereng (dinamika populasi) wereng? Menurut perkiraan dengan aktivitas jenis yang dipakai apakah terjadi perubahan sifat biologik wereng ? A.N. KUSWADI:
1. Setelah diketahui penyerapan 32p oleh wereng dalam kondisi lapangan, jadi 2.
dengan sedikit pereobaan lagi teknik ini sudah dapat diaplikasikan. Kemungkinan untuk itu keeil sekali, karena radioaktivitas yang dipakai sangat keeil. ELL YDA ABAS WlKARDI :
1.
Apakah ada pengaruh
pemberian 32p terhadap
biologi wereng (fecundity,
mortalit~, behaviour, siklus, dan lain-lain). 2; Apakah 2p diturunkan kepada anaknya. 3. Stadia Genis) apa yang Saudara gunakan untuk penelitian Saudara. Saran : Penelitian lapanganpenting dilakukan tentu dengan mengeliminir keragu-raguan Anda untuk menambah hama, rnisalnya dengan eara melepas satu jenis kelarnin saja atau pada stadia tertentu. Dalam hal ini perlu dipelajari biologinya setelah diiradiasi. A.N. KUSWADI : 1.
Kemungkinan untuk timbul pengaruh selalu ada, terutarna bila digunakan dosis 32p yang tinggi. Tapi dosis yang dipakai akan ditekan serendah mungkin. Penelitian tentang hal tersebut termasuk yang karni rencanakan.
441
2.
Teoritis 32p dapat diturunkan karena fosfor terrnasuk unsur yang dikandung dalam organ genetis, sehingga 32p teoritis dapat diturunkan ke keturunannya. Tetapi dalam praktek in! hanya dapat ter.Jadi bila dosis 32p YM1~digunakan begitu tinggi, mengingat Th-nya dalam tubuh wereng sangat pend ok hanya 4 hari.
3. Stadia d~wasa atau imago. Pelepasan satu jenis kelamin saja, dalam praktek menjadi tidak sederhana karena timbul problem bagaimana memisah-misahkan jantan dan betina dengan cepat untuk jumlah yang banyak. Penelitian rnigrasi memerlukan pelepasan serangga bertanda dalam jumlah yang sangat banyak. Tentang pengaruh iradiasi lihat jawaban pertanyaan pertama.
442
