Sidang TUGAS AKHIR, 28 Januari 2010 Uji Toksisitas Potensi Insektisida Nabati Ekstrak Kulit Batang Rhizophora mucronata terhadap Larva Spodoptera litura Nama : Vivid Chalista NRP : 1505 100 018 Program Studi : BiologiFMIPA-ITS Dosen Pembimbing : Kristanti Indah P., S.Si., M.Si Indah Trisnawati D. T., M.Si., Ph.D
1.1 Latar belakang Ulat grayak (Spodoptera litura) Hama yang menyerang tanaman palawija dan sayuran Rhizophora mucronata Insektisida sintetis Insektisida nabati Terbunuhnya organisme nontarget Resistensi hama Resurgensi hama Insektisida alternatif yang ramah lingkungan Menimbulkan efek residu pada tanaman dan lingkungan
1.2 Permasalahan Bagaimana pengaruh ekstrak kulit batang Rhizophora mucronata Lamk terhadap mortalitas larva Spodoptera litura (ulat grayak). 1.3 Batasan Permasalahan Permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini dibatasi pada konsentrasi larutan ekstrak kulit batang R. mucronata yang menyebabkan mortalitas larva Spodoptera litura instar II sebesar 50% selama masa pemaparan 24 jam
2. Cara kerja Pemeliharaan Hewan Uji Larva S. litura Pengadaan Ekstrak Kulit Batang R. mucronata Pengujian terhadap Hewan Uji Perhitungan mortalitas dan LC50
3. Hasil dan Pembahasan 3.1 Studi Pendahuluan Pengamatan Mortalitas Larva Spodoptera litura instar III yang Dikenai Perlakuan Ekstrak Polar Kulit Batang Rhizophora mucronata 3.2.1Pengamatan mortalitas larva Spodoptera litura instar II yang dikenai perlakuan ekstrak kulit batang Rhizophora mucronata selama masa pemaparan selama 24 jam 3.2 Studi Lanjutan Pengamatan Mortalitas Larva Spodoptera litura Instar II yang Dikenai Perlakuan Ekstrak Kulit Batang Rhizophora mucronata 3.2.2 Pengamatan mortalitas larva Spodoptera litura instar II yang dikenai perlakuan ekstrak kulit batang Rhizopora mucronata pada 48 jam dan 72 jam setelah pemaparan.
3.1 Studi Pendahuluan Pengamatan Mortalitas Larva Spodoptera litura instar III yang Dikenai Perlakuan Ekstrak Polar Kulit Batang Rhizophora mucronata No. Konsentrasi larutan yang diujikan 24 jam pengamatan Mortalitas larva uji 48 jam pengamatan 72 jam pengamatan Jumlah total larva yang mati 1. kontrol 0 0 0 0 2. 10% 0 0 0 0 3. 20% 0 0 0 0 4. 30% 0 0 0 0 5. 40% 0 0 0 0 6. 50% 0 0 0 0
Semua perlakuan tidak menyebabkan mortalitas pada hewan uji. Hal ini bisa terjadi karena: a. pada larva instar III lebih tahan terhadap zat toksik b.kurang tingginya konsentrasi ekstrak yang digunakan sehingga zat toksik yang masuk ke dalam tubuh larva relatif rendah Berdasarkan pengamatan yang dilakukan selama 3x24 jam, larva yang telah dikenai perlakuan menjadi lebih lambat bergerak dan tidak sensitif terhadap sentuhan tetapi masih bisa bertahan dan masuk ke tahapan instar berikutnya sampai mencapai tahapan pupa.
3.2 Studi Lanjutan Pengamatan Mortalitas Larva Spodoptera litura Instar II yang Dikenai Perlakuan Ekstrak Kulit Batang Rhizophora mucronata. Berdasarkan uji pendahuluan yang dilakukan sebelumnya didapatkan bahwa semua perlakuan tidak menyebabkan kematian S. litura instar III Oleh karena itu pada studi lanjutan digunakan hewan uji yaitu larva S. litura instar II. Pada tahapan ini larutan dibuat menjadi enam tingkatan konsentrasi yaitu kontrol, 5 %, 10%, 20%, 40%, dan 80%. Pada setiap perlakuan digunakan larva S. litura instar II sebanyak 25 ekor. Percobaan ini diulang sebanyak dua kali
rata-rata mortalitas (individu) 24 jam pemaparan 30 25 20 15 10 5 0 a a 0 0 0 a 0 5 10 20 40 80 konsentrasi ekstrak (%) rata-rata low price high price b 3 c 6 d 10 Keterangan: Angka-angka pada grafik yang sama yang didampingi oleh huruf kecil yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada taraf kepercayaan 95%. Gb. 1 Perbandingan Rata-rata Mortalitas S. litura instar II yang Dikenai Perlakuan Ekstrak Kulit Batang R.mucronata Selama Masa Pemaparan 24 Jam
Berdasarkan Gb 1. dapat diketahui bahwa ekstrak polar kulit batang R. mucronata memiliki pengaruh toksik terhadap larva S. litura. Selama masa pemaparan 24 jam, ekstrak kulit batang R. mucronata dengan konsentrasi 20%, 40%, dan 80% menyebabkan kematian larva berturut-turut sebesar 12%, 24% dan 40% dari seluruh total hewan uji pada setiap tingkatan konsentrasi. Sedangkan konsentrasi 5% dan 10% tidak menyebabkan kematian larva. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa larva yang mati tubuhnya mengering dan berwarna hitam. Sedangkan larva yang belum mati menjadi lambat bergerak dan tidak sensitif terhadap sentuhan. Pada setiap pengamatan dapat dilihat adanya kecenderungan naiknya rata-rata mortalitas larva S. litura instar II seiring dengan meningkatnya konsentrasi larutan. Pada konsentrasi ekstrak yang tinggi, jumlah daun yang dimakan oleh larva juga semakin sedikit yang ditunjukkan dari kecilnya luasan daun yang dimakan oleh larva selama masa pemaparan 24 jam (Gb. 2)
rata-rata luas daun (mm2) 24 jam pemaparan 120 100 80 60 40 20 0 a b c d e e 81.32 73.08 52.08 33.72 21.56 15.6 0 5 10 20 40 80 konsentrasi ekstrak (%) rata-rata low price high price Keterangan: Angka-angka pada grafik yang sama yang didampingi oleh huruf kecil yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada taraf kepercayaan 95%. Gb. 2 Luasan Daun yang Dimakan S. litura instar II yang Dikenai Perlakuan Ekstrak Kulit Batang R.mucronata Selama Masa Pemaparan 24 Jam.
Kecenderungan naiknya rata-rata mortalitas seiring dengan bertambah besarnya konsentrasi ekstrak menunjukkan bahwa semua perlakuan menunjukkan pengaruh toksik. Oleh karena itu dilakukan analisa probit pada data-data yang telah didapat untuk mengetahui tingkat keefektifan ekstrak. Keefektifan dari ekstrak dinyatakan dalam bentuk LC50 (Prijono, 1999). Nilai LC50 selama 24 jam masa pemaparan dihitung secara komputasi dengan Program Minitab 13. Persamaan regresi yang didapatkan adalah Y= 2,9573 + 0,024476 log x, dengan nilai LC50 24 jam sebesar 83,4586%.
rata-rata mortalitas (individu) rata-rata mortalitas (individu) 48 jam setelah pemaparan 30 25 20 15 10 5 0 a 0.5 ab 2.5 b 5 0 5 10 20 40 80 konsentrasi ekstrak (%) c d e 9.5 16 25 rata-rata low price high price 72 jam setelah pemaparan 30 25 20 15 10 5 0 a e e d c b a 0.5 9.5 13.5 19 25 25 0 5 10 20 40 80 konsentrasi ekstrak (%) rata-rata low price high price Gb. 3 Perbandingan Rerata Mortalitas S. litura instar II yang Dikenai Perlakuan Ekstrak Kulit Batang R.mucronata 48 Jam dan 72 Jam Setelah Pemaparan
Setelah pemaparan dengan ekstrak selama 24 jam, maka daun perlakuan diganti dengan daun tanpa perlakuan dan diamati pada 48 jam dan 72 jam. Pada pengamatan yang dilakukan pada 48 jam dan 72 jam, tingkat mortalitas lebih tinggi dibandingkan dengan pengamatan pada 24 jam. Pada pengamatan 48 jam terjadi kenaikan mortalitas larva sebesar 29,2%. Sedangkan pada pengamatan 72 jam terjadi kenaikan mortalitas larva sebesar 56,4%. Pertumbuhan terganggu disebabkan pakan yang dikonsumsi tidak semuanya digunakan untuk pertumbuhan, tetapi juga digunakan untuk detoksifikasi senyawa toksik (Slansky dan Scriber, 1985 dalam Yunita, 2009).
rata-rata luas daun (mm2) rata-rata luas daun (mm2) 48 jam pemaparan 120 100 80 60 40 20 0 a b c 67.68 54.88 d de e 35.04 20.84 13.8 4.4 0 5 10 20 40 80 konsentrasi ekstrak (%) rata-rata low price high price 72 jam pemaparan 120 100 80 60 40 20 0 a b 63.48 41.92 c cd de 18.4 15.32 8.16 0 5 10 20 40 80 konsentrasi ekstrak (%) e 0.08 rata-rata low price high price Gb. 3 Luasan Daun yang Dimakan S. litura instar II yang Dikenai Perlakuan Ekstrak Kulit Batang R.mucronata 48 Jam dan 72 Jam Setelah Pemaparan
Pada pengamatan 48 jam penurunan rata-rata daun yang dimakan larva sebesar 13,79 mm2. Sedangkan pada pengamatan 72 jam penurunan rata-rata daun yang dimakan larva sebesar 21,6 mm2. Menurut Melanie (2004), aktifitas makan serangga berkurang atau terhenti terjadi akibat masuknya senyawa kimia tertentu yang menstimulasi kemoreseptor untuk dilanjutkan ke sistem saraf serangga. Selanjutnya, senyawa kimia tersebut dapat merusak jaringan tertentu seperti rusaknya organ pencernaan. Mekanisme kerja toksik pada ekstrak polar kulit batang R. mucronata terhadap larva S. litura diduga merupakan pengaruh daya kerja dari beberapa senyawa bioaktif seperti alkaloid, tannin, saponin, flavonoid, dan senyawa fenol lainnya yang banyak ditemukan pada tumbuhan berkayu
Pada kulit batang R. mucronata ditemukan senyawa bioaktif, yaitu tannin yang mencapai 8-40% (Hou, 1992), alkaloid (Grainge & Ahmed, 1988 dalam Pasaribu, 2003), senyawa flavonoid dan asam fenolat (Sutjihati et al., 1995)
Menurut Hopkins dan Hiiner (2004), tanin menekan konsumsi makan, tingkat pertumbuhan dan kemampuan bertahan.. Tanin, kuinon dan saponin memiliki rasa yang pahit sehingga dapat menyebabkan mekanisme penghambatan makan pada larva uji. Rasa yang pahit menyebabkan larva tidak mau makan sehingga larva akan kelaparan dan akhirnya mati Efek fisiologis dan efek farmakologis tanin disebabkan oleh kemampuannya untuk membentuk kompleks, baik dengan protein maupun polisakarida (Mahtuti, 2004). sehingga tannin juga dapat menyebabkan nonaktifnya enzim pencernaan seperti enzim protease, karbohidrase dan lipase maupun enzim yang lain seperti enzim toposomerase (Munandar, 2002). Hal ini penyerapan protein dalam sistem pencernaan menjadi terganggu
Selain tannin, senyawa lain yang bersifat toksik adalah alkaloid. Selain menyebabkan rasa pahit sehingga menghambat aktivitas makan, Alkaloid juga mampu memperlihatkan aktivitas paralitik (Herlina, 2005 ), menyebabkan lumpuh pada serangga, mengganggu susunan saraf pusat, menurunkan aktivitas makan, produksi feses dan produksi urine (Natawigena, 1991)
Sedangkan senyawa toksik lain yang terkandung dalam kulit batang R. mucronata yaitu flavonoid dilaporkan dapat menyebabkan kerusakan DNA (Shimoi dkk., 1996; Leung dkk., 2005), mutasi (Rueff dkk., 1992) dan apoptosis (Salti dkk., 2000; Leung dkk., 2005).
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan data yang didapatkan dapat disimpulkan bahwa ekstrak polar kulit batang R. mucronata berpotensi sebagai bioinsektisida untuk melawan hama S. litura instar II karena dapat membunuh 50% dari populasi dengan masa pemaparan 24 jam pada konsentrasi 83,4586% (LC50-24 jam=83,4586%). Sedangkan sifat toksik dari ekstrak kulit batang R. mucronata adalah racun pencernaan. Saran Pada penelitian ini nilai LC50 masih cukup tinggi oleh karena itu perlu dilakukan perbaikan metode ekstraksi sehingga didapatkan senyawa spesifik yang terkandung dalam ekstrak.
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN:
Pemeliharaan hewan uji Telur Spodoptera litura - Didapatkan dari BALLITAS, Karang Ploso Malang - Diletakkan di dalam toples - Diberi daun sawi segar - Ditutup dengan kain kasa Larva instar II dan III
Pengadaan Ekstrak Kulit Batang R. mucronata Kulit batang R. mucronata Residu - dibersihkan dengan aquadest - dikeringkan pada suhu kamar - dihaluskan dengan blender - dimaserasi dengan rasio 1:3 (1 gram serbuk dalam 3 ml etanol) selama 3x24 jam Filtrat - disentifuge dengan kecepatan 7000 rpm Residu Filtrat Hasil - ditampung dalam Erlenmeyer 250 ml - dipekatkan dengan freeze dryer pada suhu -30 C sampai dengan - 40 C
Pengujian Terhadap Hewan Uji 1. Pembuatan pakan (pencelupan daun) Daun sawi Hasil - dipotong berbentuk cakram dengan diameter ± 3cm - dicelupkan pada larutan sesuai dengan konsentrasi yang diinginkan selama 10 detik - dikeringanginkan selama 30 menit
2. Pemaparan (pengujian ) terhadap Hewan Uji Larva S. litura instar III/II Hasil - diletakkan di dalam kotak plastik yang telah berisi daun yang telah dikenai perlakuan (masing-masing kotak berisi satu cakram daun dan satu larva) - dipaparkan dengan daun perlakuan selama 24 jam - diganti pakan daun perlakuan dengan dengan daun tanpa perlakuan setelah 24 jam - diamati mortalitas larva setiap 24 jam selama 72 jam
DOKUMENTASI PENELITIAN Gb 1. Pengambilan kulit batang R. mucronata Gb 2. Proses pengeringan kulit batang R. mucronata
Gb 3. Penimbangan kulit batang yang telah dihaluskan Gb 4. Perendaman kulit batang dengan etanol 70%
Gb 5. Sentrifuge ekstrak Gb 6. Pemekatan ekstrak dengan freeze dryer
Gb 7 Pakan hewan uji yang bebas pestisida (daun sawi) Gb 8. Pembuatan cakram daun
Gb 9. Perendaman cakram daun dengan ekstrak Gb 10. Pengeringan cakram daun
Ilustrasi hubungan antara metabolit primer dan metabolit sekunder
Alkaloid beserta turunan nya