PENANDAAN WERENGCOKLAT Nilaparvata [ugens STAL DENGAN32p

A.N. Kuswadi*

ABSTRAK - ABSTRACT

PENANDAAN WERENG COKLAT Nila~aroata lugens STAL DENGAN 32P. Penandaanwereng coklat Ni/aparoata lugens Stal dengan 2p, dipelajari dalam rangka penelitian penyebar­an hama tersebut di lapangan dengan teknik release and recapture. Wereng coklat ditandaidengan cara menandai tanaman padi non Vl.ITW sebagai makanannya. Wereng yang makan padiTN 1 bertanda selama 24 jam menjadi bertanda. Radiokativitas setiap wereng rata-rata mencapai31 penen dari radioaktivitas dalam 1 mg bobot kering padi. Dalam tubuh wereng 32p meluruhkarena terjadinya peluruhan fisika clan peluruhan hayati (bioelimination), se:hinggacacahan dariwereng bertanda yang makan padi tidak bertanda akan menurun dengan kecepatan peluruhant~ kurang lebih tiga-setengah hari. Dalam tanaman padi bertanda yang tumbuh di sawah, 32pmengalami peruhan juga, dengan t~ 2,75 bari. Bibit padi bertanda dengan radioaktivitas 55.726cpm per mg bobot kering, setelah berumur 30 hari radioaktivitasnya menjadi 42 cpm per mgbobot kering. Cepatnya peluruhan 32p dalam tanaman padi dan wereng menyebabkan dosisisotop yang digunakan dalam penandaan harus lebih tinggi.

LABELLING OF BROWN PLANTHOPPERNil~arvata lugens STAL WITH 32p. Labellingof brown planthopper Nilaparoata lugens Stal with 2p, was carried out in connection with astudy 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 24houn on the lab died TN 1 rice became radioactive which continued 31 percent radioactivityof that in 1 mg dry weight of the rice. In the:BPH's body, 32p was decreased due to the physiCaland biological decay (bioelirnination), sothat the count of labelled BPH fed on unlabelled ricewas decreased at the rate of t~ about 3,5 days. In the labdled rice plant in the field, the decayfactor of 32p was with t~ about 2,75 days. Rice with an initial specific activity of 55,726cpm{mg dry-weight in the field became 42 cpm{mg dry-weight. Since the decay of 32p in therice 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 tempatberjangkit hama ke tempat lain bergantung pada sifat dan kemampuan penyebaranhama tersebut. Terdapat dugaan kuat bahwa wereng mampu menyebar jauh sampairntusan kilometer bersama angin, sejak ditemukannya sejumlah sernngga terse but distasiun pengamatan cuaca yang terpencil di Samudera Pasifik lebih dari 500 km dari

daratan Jepang. (1). Selain menyebar bersama angin tentu saja wereng dapatmenyebar aktip, karena wereng dewasa yang brachypterous dapat terbang. Untukmendapat informasi lebih jelas tentang sifat dan kemampuan penyebaran werengdiperlukan pene1itian lebih lanjut.

* Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN

433

Penelitian penyebaran dengan teknik release and recapture memerlukan werengyang bertanda. Wereng dapat ditandai dengan berbagai eara. PADGHAM dkk (2)

mennmmnya tl~npn rubidium denpn can membiarun werenRmilan taniIIlanyang sebelumnya disemprot rubidium klorid. Serangga yang mengandung rubidium

dideteksi dengan spektrometer ~nyerapan atom (.\AS). Wereng yang dibiarkanmakan padi yang mengandung 2p juga menjadi bertanda, dan dapat dideteksidengan pencaeah Geiger Muller (GM) atau peneaeah sintilasi eair (PSC) dengansistem 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' ditekansekecil mungkin. Menandai wereng lapangan akan lebih baik daripada menandaiwereng hasil peliharaan laboratorium karena wereng bertanda asal lapangan akanmemiliki sifat yang lebih mendekati sifat asli serangga tersebut (4), selain bahwamelepas serangga bertanda asallaboratorium berarti juga menambah populasi hamadi lapangan.

Penelitian ini bertujuan meneari eara menandai wereng eoklat di lapangan.Wereng dibuat sedemikian. rupa agar makan tanaman padi sawah yang ditandaibibitnya. Untuk itu dipelajari kemampuan wereng mengisap 32p dari tanaman padibertanda, keeepatan peluruhan 32p dalam tubuh wereng, dan peluruhan 32p dalamtanaman padi.

TATAKERJA

Kemampuan Wereng Mengisap 32p dJzri Tana11l/lnBertandtz. Tanaman padivaritas TN 1 berupa bibit umur 14 hari ditanam satu persatu dalam pot plastikberisi 50 m1 Kimura B yang mengandung 32p 0,1 uCi/ml. Setelah 10 hari padidianggap eukup mengandung 32p padanya diinfeksikan seekor wereng betinadewasa 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 dieaeahdengan peneaeah PSC-.'Jistem botol kering.

Konsentrasi radioaktivitas batang padi diukur dengan menimbang bobot keringdan radioaktivitas potongan batang sepanjang dua em. Untuk itu tanaman diguntingpada ketinggian satu em di atas permukaan tutup pot lalu dieuci dengan larutandekontaminasi di atas, dan dipotong pada dua em dari potongan pertarna. Potongansepanjang 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. Pengukurandilakukan 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·hidupdengan PSC-.'Jistem botol kering, wereng kemudian dipelihara satu-per-satu denganmakanan tanaman padi tak mengandung 3 2p. Sehari kemudian setelah werengdibius radioaktivitasnya diukur kembali, dan makanannya di ganti. Hal yang sarnadiulangi setiap dua hari sampai hari ke 20.

434

#

Radiokativitas yang tinggal pada setiap wereng setiap kali pengamatan dihitungpersentasenya terhadap radioaktivitas masing-masing semula. Keeepatan peluruhandigambarkan dengan membuat grafik (regrasi tinier) persentase eaeahan terse but,terhadap waktu.

PeIuTUhan 32p doJam Tanaman Padi. Dalam percobaan ini diukur kecepatanpeluruhan 32p dalam padi TN 1 berasal dari bibit yang mengandung 32p waktutumbuh di sawah.

Keeambah sebanyak 120 ditanam dengan eara diselipkan di an tara lipatankertas saring yang dijepit dengan alat penjepit dari paralon (Gambar 1). Keeambahdalam perangkat ini dieelup dalam larutan Kimura agar tumbuh selama 14 hari.

Kemudian tanaman dengan perangkat di~indah ke dalam tabung plastik berisi500 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 berisilumpur 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 batangsepanjang 2 em dari 10 tanaman eontoh yang diambil seeara aeak. Cara pengukuranseperti pada pereobaan sebelumnya. Keeepatan peluruhan digambarkan denganmembuat grafik (regrasi linier) dari log eaeahan per mg berat kering terhadap waktu.

Penandaan Wereng di Sawah. Untuk mengetahui apakah wereng dapat tertandaidengan menandai tan~npadi makanannya dengan cara terse but di atas, makapada lima tanaman bertanda umur 30 hari, masing-masing diinfeksikan lima ekorwereng dewasa betina brachypterous. Untuk mengurung wereng pada masing-masingtanaman digunakan tabung gelas ukuran 0 5 x 20 em. Setelah dua hart semuawereng ditangkap dan diukur radioaktivitasnya.

Gambar 1. Perangkat W1tuk menanam kecambah paw selama pembibitan dengan larutanKimura dan penandaan bibit dengan larutan IGmuran yang mengandung P-32;a = penjepit dari paralon, b = kerta5 saring tempat kecambah dise1ipkan, danc = kecambah paw, satu perangkat dfui 120 kecambah.

435

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kmrampuan WerengMengtIap 32f dari Tanaman fadi Derlanda. Kernarnpuanini bergantung pada varitas padi yang rnenjadi- makanan dan biotipa wereng yangditandai. Kernampuan wereng biotipe 1 untuk rnengisap 32p dari padi bertandavaritas yang peka seperti TN 1 lebih besar daripada padi yang tahan seperti Mudgo,Asahan, Brantas, Citarum dan Serayu (5). Untuk tujuan penandaan biotipe 1 dalampereobaan ini dipakai TN 1, agar wereng dapat mengisap 32p sebanyak mungkin.

Hasil pengamatan pereobaan tereantum pada Tabel 1. Radioaktivitas werengsetelah makan padi bertanda selain bergantung pada kemampuan pengisapim 32pdan waktu, juga bergantung pada tinggi rendahnya kandungan 32p dalam tanaman.Oleh karena itu kemampuan wereng mengisap 32p selama 24 jam digambarkandalam bentuk persentase radioaktivitas wereng terhadap radioaktivitas dalam tiapmg 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 selama10 han dalam 50 mllarutan Kimura yang mengandung 0,1 uCi/ml, dan wereng yangmemakannya selama 24 jam.

No. urut Caeahan per menit (epm) padaA/Btanaman/ Wereng (per ekor)Batang padi (per mg b.k.)(%)

wereng (A)(B)

1

116.059256.71745,22

28.750252.23411,43

124 .059223.89155,44

81.272267.33930,45

109.697147.09874,66

36.691165.19622,27

72.462238.02230,48

63.784220.79828,99

86.007180.17447,710

25.368147.72117,211

62.496230.55027,112

37.676155.05024,313

80.1 08243.25632,914

45.664250.90018,215

19.225179.83110,716

78.032229.29734,0

Rata·rata

31,9.! 16,9

436

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 clapatdilakukan selain dengan menaikkan radioaktivitas tanaman padi makanannya jugadengan menambah waktu makannya.

Pe/uruhan 32p dalam Tubuh Wereng. Salah satu masalah clalam penandaanserangga dengan isotop adalah menurunnya radioaktivitas serangga bertanda sebagaiakibat 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 penangkapankembali dan pengamatan sering cukup lama.

Peluruhan 32p dalam wereng merupakan akibat dari peluruhan fisika isotopclan peluruhan hayati (bioelimination). Isotop 32p meluruh secara fisika dengan t~14,3 hari. Sedangkan isotop ini meluruh secara hayati dengan kecepatan berbedatergantung pada kecepatan ekresinya. Gabungan antara kedua macam peluruhanini menghasilkan peluruhan 32p yang terjadi dalam tubuh wereng (peluruhanefektip). Hasil pengamatan percobaan ini tercantum dalam grafik peluruhanGambar 2. Bila log persen epm digambarkan sebagai sumbu y, sedangkan lamanya

wereng makan tanaman tak bertanda dalam satuan hari d~ambarkan sebagai sumbux, 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 werengsetelah 16 hari tinggal 4,4 persen dari radioaktivitasnya semula. Berarti bila werengbeitanda akan dicaeah 16 hari setelah penanclaan, maka eacahan wereng pada saat

penanclaan harus paling keeil 22,7 kali eacahan minimal yang dikehendaki paclasaat peneaeahan.

102

-•.....•....-... -- .•.. --- -- -

_ ~~--'J(

p\",-0<2

~+ "­"~ ..•.

-o./~'Jl

TY2

----

-----.Peluruhan 32p dalam

tubuh wereng coklatPeluruhan fisika 32p

4 8 12 16Waktu (hari)

Gambar 2. Peluruhan fisika dan peluruhan 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 menandaitanaman padi makanannya. Menandai tanaman padi disawah dapat dilakukandengan eara menanam bibit yang sebehmU1ya ditanam dalam larutan Kimura yangmengandung 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 dandosis yang digunakan, dapat diperoleh bibit bertanda dengan konsentrasi radio­aktivitaS rata-rata 55.726 com/mg berat kering (hari ke 0). Bila umur padi di sawahdalam satuan hari digambarkan sebagai sumbu x, dan log cpm per mg berat keringbatang 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 dosis32p yang tinggi pada saat menandai, untuk mengimbangi peluruhan.

Pada umur 30 hari ini, tanaman padi te1ah beranak lebih dari satu. 32p yangdiberikan 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 dapatterisap oleh wereng yang tempat makannya terutama pada pelepah daun terluartersebut.

------------------

----. Pcluruh 32p dalam

tanaman padiPeluruhan fisika 32p

105

104

~eI lO3.;:,

"iia.oc

c:5 102]c:'".;J 101

~ T¥2

:!.-

0

5

10 15Waktu (bari)

20 25 30

Gambar 3. Peluruhan f!Sika dan peluruhan efektip P-32 dalam tanaman padi

438

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 botolkering. Cacahannya berkisar antara 36 - 117 cpm di atas cacahan latar belakang.Rata-rata cacahan adalah 62 cpm. IJdpat tertandainya semua wereng tersebut memoperkuat kenyataan bahwa 32p tersebar keseluruh bagian tanaman, seperti dijelaskanpada hasil percobaan sebelurnnya.

Radioaktivitas yang dicapai pad a percobaan ~enandaan ini masih terlalu rendahuntuk 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 yangditandai dengan P-32, dan radiaktivitas wereng yang memakannya sdama dua hari

Cacahan per menit (cpm) padaSampelpadi

IIIIIIIV

Y

Batang padi (per mg b.k.)

2337513028

Wereng coklat (per ekor)*

49.! 949 + IS

117 + 5557 + 3336 + 20

•• Rata-rata dari lima ekor .! Tn-l

KESIMPULAN

Penandaan wereng populasi lapangan dapat dilakukan dengan cara menandaibib it padi non VU1W dengan 32p yang kemudian ditanam di sawah. Wereng yangmakan 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 tubuhwereng. I>d1am tanaman padi, 32p meluruh dengan t~ kurang lebih tiga hari.Selama 24 jam wereng dapat mengisap 32p kira-kira 31 % dari radioaktivitas dalamI mg berat kering batang. Dalam tubuh wereng 32p meluruh dengan t~ kuranglebih tiga-setengah hari. Dengan penandaan cara ini 32p diharapkan hanya terkan­dung dalam tanaman padi, dalam tubuh wereng dan serangga-serangga pemakanpadi saja. Radioaktivitas yang tertinggal dalam tanaman padi dapat dikumpulkansebagai sampah radioaktif"lebih mudah daripada bila radioaktivitas tertinggal dalamtanah .

439

UCAPAN TERIMA KASllI

Dengan ter~u~unnyA tuliMn ifti t'eftuli~ menYAmt'Mkan terima kwh ke~adaDr. L. Gringorten, expert UNDP yang diperbantukan di PAIR. Penulis juga berterimakasih 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 therice brown planthopper", The Rice Brown Planthopper, ASPAC, Taiwan(1977).

2. PADGHAM, D.E., COOK, A.G., and HUTCHISON, D., Rubidium marking ofthe 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 planthopperrice plant relationships : Development of isotopes techniques", Coord.Res. Programme Use of Isotopes in Pest Management With Emphasis onRice Insects, Vienna (1984), belum diterbitkan.

4. SOUTHWOOD, T.R.E., Ecological Methods with Particular Reference to theStudy 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 XlV2 (1981) 37.

440

DISKUSI

ELSJE L. SJSWORO :

Mengapa tidak pemah memakai Rb-radioaktit1 Keuntungan, dari Rb-radioaktifadalah sinar "y nya dapat terarah dengan mudah dan aktivitas yang digunakan dapatrendah saja.

A.N. KUSWADl:

Dengan adanya cara pencacahan dengan LSC-sistem-botol kering yang sudahkita kembangkan dan dpat digunakan untuk meneaeah beta kuat dalam tubuhwereng, maka kami selama ini memilih 32p sebagai penanda karena praktis. Saranyang diusahakan kami perhatikan untuk aktivitas penelitian mendatang.

WlDJANG H. SlSWORO :

1. Berdasarkan hasil yang diperoleh apakah teknik penandaan serangga hamawereng sudah dapat diaplikasikan untuk studi migrasi dan kepadatan populasiwereng (dinamika populasi) wereng?

2. 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, jadidengan sedikit pereobaan lagi teknik ini sudah dapat diaplikasikan.

2. Kemungkinan untuk itu keeil sekali, karena radioaktivitas yang dipakai sangatkeeil.

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-raguanAnda 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 dosis32p 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 dikandungdalam organ genetis, sehingga 32p teoritis dapat diturunkan ke keturunannya.

Tetapi dalam praktek in! hanya dapat ter.Jadi bila dosis 32p YM1~digunakanbegitu tinggi, mengingat Th-nya dalam tubuh wereng sangat pend ok hanya4 hari.

3. Stadia d~wasa atau imago.Pelepasan satu jenis kelamin saja, dalam praktek menjadi tidak sederhana karenatimbul problem bagaimana memisah-misahkan jantan dan betina dengan cepatuntuk jumlah yang banyak. Penelitian rnigrasi memerlukan pelepasan seranggabertanda dalam jumlah yang sangat banyak. Tentang pengaruh iradiasi lihat jawabanpertanyaan pertama.

442