Strategi Konservasi. Serangga Pollinator. Oleh: Dr. rer. nat. Imam Widhiono, MZ, MS

Strategi Konservasi

Serangga Pollinator

Oleh: Dr. rer. nat. Imam Widhiono, MZ, MS.

Penerbit : Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto 2015

Imam Widhiono

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.

ISBN: 978-602-1004-08-1

ii |Strategi Konservasi Serangga Pollinator

Imam Widhiono

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 lapangan.

Strategi Konservasi Serangga Pollinator

| iii

Imam Widhiono

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 sebesarbesarnya 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. Imam Widhiono

iv |Strategi Konservasi Serangga Pollinator

Imam Widhiono

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................... UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................................ DAFTAR ISI .................................................................................................... DAFTAR TABEL ........................................................................................... DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... BAB I. PENDAHULUAN

iii iv v vii ix

1.1. Latar Belakang .................................................................... 1.2. Tujuan .................................................................................... 1.3. Pokok Bahasan ..................................................................

1 2 2

BAB II. PENYERBUKAN TUMBUHAN OLEH SERANGGA 2.1. 2.2. 2.3. 2.4.

Latar Belakang ................................................................... Proses Penyerbukan Tumbuhan ................................ Penyerbukan Oleh Serangga ......................................... Modifikasi Tampilan Bunga dan Serangga Penyerbuk ............................................................................ 2.5. Efektivitas Penyerbukan oleh Serangga .................. 2.6. Faktor lingkungan yang Mempengaruhi Penyerbukan oleh Serangga .........................................

7 7 9 9 12 13

BAB III. JENIS SERANGGA PENYERBUK 3.1. Latar Belakang ................................................................... 3.2. Ordo Hymenoptera ........................................................... 3.3. Ordo Lain sebagai Penyerbuk .....................................

15 17 34

BAB IV. PERAN SERANGGA PENYERBUK PADA TANAMAN PERTANIAN 4.1. Latar Belakang .................................................................... 4.2. Jenis Tanaman Pertanian dan Serangga Penyerbuknya ..................................................................... 4.3. Dampak dari Penurunan Serangga Penyerbuk pada Produksi Pertanian ................................................ 4.4. Peran Serangga Penyerbuk Dalam Konservasi Tumbuhan ............................................................................ 4.5. Dampak Kepunahan Serangga Penyerbuk Terhadap Tumbuhan Liar .............................................. Strategi Konservasi Serangga Pollinator

39 41 45 46 47

| v

Imam Widhiono BAB V. FAKTOR YANG MENYEBABKAN PENURUNAN KERAGAMAN DAN KELIMPAHAN SERANGGA PENYERBUK 5.1. 5.2. 5.3. 5.4.

Latar Belakang ................................................................... Kerusakan dan Fragmentasi Habitat ........................ Intensifikasi Pertanian.................................................... Dampak Pemanasan Global Terhadap Serangga Penyerbuk ............................................................................

49 50 52 55

BAB VI. STRATEGI KONSERVASI SERANGGA PENYERBUK PADA LAHAN PERTANIAN 6.1. Latar Belakang ................................................................... 6.2. Konservasi Serangga Penyerbuk pada Lahan Pertanian .............................................................................. 6.3. Konservasi Serangga Penyerbuk di Luar Lahan Pertanian. ............................................................................

61

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................

79

vi |Strategi Konservasi Serangga Pollinator

63 70

Imam Widhiono

DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Tabel 6.1

Spesies serangga penyerbuk yang ditemukan pada tanaman pertanian di lereng Gunung Slamet

16

Jenis tumbuhan liar berbunga yang dikunjungi serangga penyerbuk pada berbagai tipe habitat

77

Strategi Konservasi Serangga Pollinator

| vii

Imam Widhiono

DAFTAR GAMBAR Gambar.3.1.

Apis dorsata pada bunga bunga Wedellia cinensis (koleksi pribadi) ............................................

19

Apis cerana pada bunga pukul delapan (Turnera ulmifolia) ...........................................................

20

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 unguiculata (koleksi pribadi) ....................................

34

Gambar 3.15. Chrysolina polita (Chrysomelidae) pada bunga rosella Hibiscus sabdarifa (koleksi pribadi) ........

36

Gambar 3.2. Gambar 3.3.

Strategi Konservasi Serangga Pollinator

| ix

Imam Widhiono 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, Purbalingga Jawa Tengah ( Widhiono, 2014) .......

71

x |Strategi Konservasi Serangga Pollinator

Imam Widhiono

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

H

ampir 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 menghasilkan produk tanaman yang dibutuhkan 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 tanaman lain, kehadiran serangga penyerbuk akan meningkatkan Strategi Konservasi Serangga Pollinator | 1

Imam Widhiono 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.

2 |Strategi Konservasi Serangga Pollinator

Imam Widhiono 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. Penurunan keragaman dan kelimpahan serangga penyerbuk Strategi Konservasi Serangga Pollinator | 3

Imam Widhiono 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

4 |Strategi Konservasi Serangga Pollinator

Imam Widhiono 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 populasi tumbuhan liar dan perubahan stuktur rantai makanan. Oleh Strategi Konservasi Serangga Pollinator | 5

Imam Widhiono 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.

6 |Strategi Konservasi Serangga Pollinator