Forcipomyia spp.: Sang Penghulu Bunga Kakao Fakhrusy Zakariyya1), Dwi Suci Rahayu1), Endang Sulistyowati1), Adi Prawoto1), dan John Bako Baon1) 1)
Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jl. PB. Sudirman 90 Jember 68118
Produksi buah kakao sangat ditentukan oleh keberhasilan proses penyerbukan dan pembuahan. Proses penyerbukan kakao membutuhkan bantuan serangga penyerbuk (pollinator) Forcipomyia spp. Selama ini, hal tersebut tidak diketahui oleh para petani kakao. Tanpa bantuan koloni serangga penyerbuk tersebut produksi kakao bisa turun hingga 90%. Besarnya peranan Forcipomyia spp. dalam menentukan produktivitas kakao, maka layak dijuluki sebagai penghulu bunga kakao.
anaman kakao merupakan tanaman yang memiliki karakter bunga spesifik. Tanaman kakao dewasa mampu menghasilkan 6.000–10.000 bunga dalam satu tahun bahkan kadang-kadang bisa mencapai 50.000 bunga akan tetapi hanya sebagian kecil saja dari jumlah tersebut yang berhasil terserbuki, yakni sekitar 2,5–5%. Bunga yang tidak diserbuki akan gugur setelah 2–3 hari, di sisi lain bunga yang mampu berkembang menjadi buah dan dapat dipanen hanya 0,5–2,0%. Tanaman kakao sebagian ada yang bersifat kompatibel menyerbuk sendiri (self compatible), sebagian bersifat tidak kompatibel menyerbuk sendiri (self incompatible) namun secara umum kakao bersifat penyerbuk silang (outcrossing plant). Proses penyerbukan kakao terhambat oleh struktur bunga yang tidak memungkinkan penyerbukan terjadi secara alami tanpa bantuan agen penyerbuk (pollinator). Struktur serbuk sari kakao saling lengket serta letaknya tersembunyi di dalam “mangkok” petala sehingga akan menghalangi kemungkinan terjadinya penyerbukan melalui bantuan angin atau air. Bunga kakao membawa dua tipe nektar kecil (20–450 mikron) yang mensekresikan madu untuk menarik
Warta
PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA
serangga. Mekanisme inilah yang menyebabkan penyerbukan kakao dibantu oleh serangga. United Nations Environment Programme (UNEP) tahun 2011 menyebutkan bahwa serangga penyerbuk memberi kontribusi sebesar 212 miliar USD dari total produksi pangan dunia, termasuk buah-buahan, sayur-sayuran, biji-bijian, dan kacangkacangan. Beberapa dekade terakhir ini FAO menjelaskan arti pentingnya serangga sebagai pendukung produksi pangan dunia. Dengan demikian, menjadi penting untuk diketahui peran serangga penyerbuk dalam produksi kakao. Serangga pollinator inilah yang dijadikan sebagai “mesin” hidup untuk meningkatkan produksi kakao nasional.
Penyerbuk Bunga Kakao Serangga yang berada di kebun kakao bermacam jenisnya, tetapi hanya beberapa serangga saja yang datang dan mengunjungi bunga kakao. Serangga-serangga yang berada pada agroekosistem kakao berasal dari famili Ceratopogoniidae (termasuk Forcipomyia spp.), Cecydomiidae diantaranya adalah aphids, semut, thrips Drosophila spp, dan beberapa Diptera (misalnya Cecydomiidae) lainnya.
27 | 2 | Juni 2015
>> 24
Ordo serangga yang ada pada agroekosistem kakao1) Ordo Hymenoptera Hemiptera Lepidoptera Orthoptera Diptera Coleoptera Heteroptera Total
Spesies Serangga
Jumlah Individu
Persentase terhadap seluruh jumlah serangga
10 3 7 1 4+ 2 2
1264 21 57 25 1266 37 51 2721
46,45 0,78 2,09 0,93 46,52 1,36 1,87 100
(+) Karena kendala taksonomi, semua ngengat dikelompokkan dengan nama yang umum.
Penelitian tentang ketertarikan serangga penyerbuk yang mempengaruhi penyerbukan kakao menunjukkan bahwa terdapat beberapa serangga penyerbuk tanaman kakao, akan tetapi spesies Forcipomyia spp. yang memberi kontribusi terhadap penyerbukan alami 4) . Populasi Forcipomyia spp. bergantung pada keadaan iklim suatu daerah yang disesuaikan dengan musim. Beberapa studi menjelaskan bahwa iklim mikro yang cocok untuk Forcipomyia spp. tumbuh dan berkembang serta melakukan penyerbukan pada kisaran suhu 25–35 oC dan kelembaban relatif sebesar 60–80%, walaupun iklim mikro tidak menentukan secara signifikan2) . Secara umum,
27 | 2 | Juni 2015
25 <<
Forcipomyia spp. terdiri dari banyak spesies. Beberapa spesies Forcipomyia spp. berlaku sebagai polinator alami. Forcipomyia spesies Forcipomyia hardyi, Forcipomyia quasiingrami yang paling banyak ditemukan hinggap pada bunga kakao.
Biologi Forcipomyia spp. Identifikasi Forcipomyia spp. mudah dilakukan khususnya pada tempat berkembang biak. Telur Forcipomyia spp. berbentuk gelondong diletakkan dalam kelompok yang bebas satu sama lain 1). Pada suhu 20–25 OC stadium telur berlangsung
Warta
PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA
sekitar 2–4 hari6). Larva Forcipomyia spp. sangat memerlukan keadaan yang lembab dan basah. Larva Forcipomyia spp. dapat dibedakan dengan mudah dari larva Diptera lainnya, yaitu adanya dua baris “duri” pada punggungnya dan masingmasing puncaknya menyerupai kelompok titik-titik air yang rapat. Adanya titik air inilah yang memberikan ciri khas pada larva Forcipomyia spp. Stadium larva berwarna putih terjadi sekitar 12 hari dan untuk menjadi pupa mengalami 4 kali pergantian kulit6). Pupa Forcipomyia spp. sering ditemukan dalam medium berbiaknya larva. Pupa
ini berwarna kekuningan dan berkelompok antara 3–100 ekor. Periode perkembangan pupa pada suhu 20–25OC selama 2–3 hari. Imago berwarna kekuningan dengan tubuh yang berbulu. Ukuran panjang tubuh serangga betina sekitar 1,3 mm dan mampu bertahan hidup 8–16 hari. Seluruh siklus hidupnya sekitar 28 hari dan populasinya meningkat selama musim hujan. Serangga Forcipomyia spp. betina lebih berperan aktif dalam penyerbukan kakao dibandingkan dengan serangga jantan.
(Sumber foto: A dan B: Sulistyowati, 1990; C, D, dan E: Zakariyya, 2014)
Siklus Forcipomyia spp.; stadia larva (A), pupa (B), imago betina dengan tanda panah menunjukkan bagian toraks (C), imago jantan (D), ngengat yang baru keluar dari bagian sepal bunga (E)
Warta
PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA
27 | 2 | Juni 2015
>> 26
Proses Penyerbukan Kakao Bunga kakao memiliki struktur yang rumit, tersusun atas pedikel panjang dan memiliki 5 sepala, 5 petala, 10 stamen dan ovary yang bersatu dengan karpel. Kompleksnya susunan bunga tersebut menguatkan dugaan bahwa perlu agen khusus dalam membantu terjadinya penyerbukan bunga kakao. Tidak semua serangga yang mengunjungi bunga akan membantu penyerbukan bunga, hanya serangga Forcipomyia spp. yang paling berperan dalam proses penyerbukan tersebut. Hal ini berdasarkan bentuk tubuh serangga yang berbulu, punggung (thorax) yang lebar, perilaku yang lebih sering mengunjungi bunga serta gerakan yang memasuki staminodia dan menyentuh putik. Serangga lain yang hadir di kebun hanya mengunjungi bunga dan tidak memasukinya sehingga menguatkan dugaan bahwa serangga tersebut tidak berperan penting terhadap penyerbukan kakao. Serangga Forcipomyia spp. mengunjungi bunga kakao dan mengumpulkan polen dengan menggunakan bagian punggung yang dilengkapi dengan bulu-bulu rambut. Forcipomyia spp. datang mengunjungi bunga kakao yang diduga tertarik pada garis-garis merah staminodia. Walaupun sampai sekarang masih dilakukan studi ketertarikan serangga tersebut dalam
mengunjungi garis merah sampai polen, tetapi beberapa studi menjelaskan bahwa serangga tersebut mencari protein yang terkandung dalam bunga untuk keperluan reproduksi. Garis merah tersebut mengarahkan ke antera yang terletak di dalam petala. Ngengat yang telah hinggap pada staminodia kemudian berjalan mengikuti alur garis merah mengarah pada petala. Beberapa literatur menyebutkan bahwa serangga tersebut mencari protein untuk tujuan bereproduksi. Thorax Forcipomyia spp. dengan ukuran 0,16 mm dan panjang 1,00 mm mampu mengumpulkan banyak polen kakao yang berdiameter 16 µm. Bagaimanapun juga, efektifitas penyerbukan oleh serangga tergantung pada ukuran tubuh serangga (<1 mm–3 mm), karena hal tersebut berkaitan dengan menyentuhnya bagian thorax yang masuk pada bagian dalam staminodia lalu menempelkan polen pada stigma. Dua kunci yang menentukan keberhasilan penyerbukan kakao adalah sampainya serbuk sari ke kepala putik dan sifat kompatibilitas penyerbukan. Keberhasilan penyerbukan bunga kakao membutuhkan penempelan serbuk sari, minimal sebanyak 35 butir reseptif putik sampai pada kepala putik yang saling kompatibel. Apabila jumlah serbuk sari reseptif kurang dari 35 butir dapat menyebabkan kegagalan penyerbukan bunga kakao, ditandai gugurnya bunga.
Genus serangga yang berperan dalam penyerbukan bunga kakao Diptera
Jumlah serangga terperangkap dengan menggunakan metode UV trapping
Penempelan polen pada putik (per mm3) setiap kali mengunjungi bunga
190 467 578
60,1 20
Drosopila spp. Forcipomyia spp Cecydomiidae Sumber: Adjaloo & Oduro (2013).
27 | 2 | Juni 2015
27 <<
Warta
PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA
Ngengat (Forcipomyia spp.) yang berjalan mengikuti garis merah staminodia; ngengat berjalan di bagian luar staminodia menuju serbuk sari (A) dan ngengat berjalan di bagian dalam staminodia untuk menempelkan putik (B)
Penutup
Sumber Pustaka 1)
Serangga yang hidup dalam agroekosistem kakao banyak macamnya mayoritas berasal dari ordo Diptera dan berperan penting dalam proses penyerbukan bunga kakao. Serangga yang berperan penting sebagai pollinator bunga kakao adalah Forcipomyia spp. sehingga keberadaan serangga tersebut memiliki arti penting dalam upaya meningkatkan produktivitas tanaman. Untuk itu faktor-faktor yang mendukung kehidupan serangga Forcipomyia spp. perlu mendapat perhatian khusus dalam budidaya kakao.
Adjaloo M. K1 & Oduro, W. (2013). Insect assemblage and the pollination system of cocoa (Theobroma cacao L). J. Applied Bioscience, 62, 4582–4594.
2)
Ibrahim, A.G. & A.M. Hussein (1987). Role of Insects in the Pollination of cocoa flowers. Pertanika, 10, 103–106. 3) Kaufmann, T. (1974). Behavioral biology of a cocoa pollinator, Forcipomyia inornatioennis (Diptera, Ceratopogonidae) in Ghana. Rev. appl. Ent. Ser. A., 63, 1253 (Abstract). 4)
Kaufmann, T. (1975). Studies on the ecology and biology of cocoa pollinator, Forcipomyia squamipennis I. & M. (Diptera, Ceratopogonidae) in Ghana. Bull. Ent. Res., 65, 263–268.
5)
Saunders, L.G. (1960). Insect pollinators of cacao. Coff. Cacao J., 3, 35, 43, 46–47, 54.
6)
Winder, J.A. (1977). Recent research on insect pollination of cocoa. Cocoa Grower’s Bull., 26, 11–19. **0**
Warta
PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA
27 | 2 | Juni 2015
>> 28
