Uji Toksisitas Potensi Insektisida

Nabati Ekstrak Kulit Batang

Rhizophora mucronata terhadap Larva

Spodoptera litura

Sidang TUGAS AKHIR, 28 Januari 2010

Nama : Vivid Chalista

NRP : 1505 100 018

Program Studi : Biologi FMIPA-ITS

Dosen Pembimbing : Kristanti Indah P., S.Si., M.Si

Indah Trisnawati D. T., M.Si., Ph.D

Hama yang

menyerang

tanaman palawija

dan sayuran

Insektisida sintetis

• Terbunuhnya organisme

nontarget

• Resistensi hama

• Resurgensi hama

• Menimbulkan efek residu

pada tanaman dan lingkungan

Insektisida alternatif yang

ramah lingkungan

Insektisida nabati

Rhizophora mucronata

Ulat grayak (Spodoptera litura)

1.1 Latar belakang

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. mucronatayang menyebabkan mortalitas larvaSpodoptera 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 Studi Lanjutan Pengamatan

Mortalitas Larva Spodoptera lituraInstar II yang Dikenai Perlakuan Ekstrak Kulit Batang Rhizophora mucronata3.2.1Pengamatan mortalitas

larva Spodoptera litura instar II yang dikenai perlakuan ekstrak kulit batang Rhizophora mucronata selama masa pemaparan selama 24 jam 3.2.2 Pengamatan mortalitas

larva Spodoptera litura instar II yang dikenai perlakuan ekstrak kulit batang Rhizopora mucronatapada 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

Mortalitas larva uji Jumlah total

larva yang

mati24 jam

pengamatan

48 jam

pengamatan

72 jam

pengamatan

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 padahewan uji.

• Hal ini bisa terjadi karena:

a. pada larva instar III lebih tahan terhadap zat toksik

b.kurang tingginya konsentrasi ekstrak yang digunakansehingga zat toksik yang masuk ke dalam tubuh larva

relatif rendah

• Berdasarkan pengamatan yang dilakukan selama 3x24jam, larva yang telah dikenai perlakuan menjadi lebihlambat bergerak dan tidak sensitif terhadap sentuhantetapi masih bisa bertahan dan masuk ke tahapan instarberikutnya 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 sebelumnyadidapatkan bahwa semua perlakuan tidak menyebabkan kematianS. litura instar III

• Oleh karena itu pada studi lanjutan digunakan hewan uji yaitu larvaS. litura instar II.

• Pada tahapan ini larutan dibuat menjadi enam tingkatan konsentrasiyaitu kontrol, 5 %, 10%, 20%, 40%, dan 80%.

• Pada setiap perlakuan digunakan larva S. litura instar II sebanyak25 ekor.

• Percobaan ini diulang sebanyak dua kali

Gb. 1 Perbandingan Rata-rata Mortalitas S. litura instar II yang

Dikenai Perlakuan Ekstrak Kulit Batang R .mucronata Selama

Masa Pemaparan 24 Jam

24 jam pemaparan

05

1015202530

0 5 10 20 40 80

konsentrasi ekstrak (%)

rata

-rat

a m

ort

alit

as

(in

div

idu

)

rata-rata low price high price

a a

c

a

b

d

0 003

610

Keterangan: Angka-angka pada grafik yang sama yang didampingi oleh huruf kecil

yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada taraf kepercayaan 95%.

• 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)

24 jam pemaparan

020406080

100120

0 5 10 20 40 80

konsentrasi ekstrak (%)

rata

-ra

ta l

ua

s

da

un

(m

m2

)

rata-rata low price high price

ab

c

de

e

52.08 33.72 21.56 15.673.0881.32

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%.

48 jam setelah pemaparan

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 20 40 80

konsentrasi ekstrak (%)

rata

-rata

mo

rtalita

s

(in

div

idu

)

rata-rata low price high price

a

e

ab

cd

169.5 25

a

e

52.50.5

b

a

b

c

d

0.5 13.5 19 25259.5

72 jam setelah pemaparan

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 20 40 80

konsentrasi ekstrak (%)

rata

-rata

mo

rtali

tas

(in

div

idu

)

rata-rata low price high price

a

b

c

de

0.5 13.5 19 25259.5

e

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 dalamYunita, 2009).

48 jam pemaparan

020406080

100120

0 5 10 20 40 80

konsentrasi ekstrak (%)

rata

-ra

ta l

ua

s

da

un

(m

m2

)rata-rata low price high price

a

de

c

d

b

e67.6854.88

35.04 20.84 13.8 4.4

72 jam pemaparan

020406080

100120

0 5 10 20 40 80

konsentrasi ekstrak (%)

rata

-rata

lu

as

dau

n (

mm

2)

rata-rata low price high price

a

decd

c

b

e

63.48

41.9218.4 15.32 8.16

0.08

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 dapatdisimpulkan bahwa ekstrak polar kulit batang R.mucronata berpotensi sebagai bioinsektisida untukmelawan hama S. litura instar II karena dapatmembunuh 50% dari populasi dengan masa pemaparan24 jam pada konsentrasi 83,4586% (LC50 -24jam=83,4586%). Sedangkan sifat toksik dari ekstrak kulitbatang R. mucronata adalah racun pencernaan.

• Saran

Pada penelitian ini nilai LC50 masih cukup tinggioleh karena itu perlu dilakukan perbaikan metodeekstraksi sehingga didapatkan senyawa spesifik yangterkandung dalam ekstrak.

• DAFTAR PUSTAKA

• LAMPIRAN:

Pemeliharaan hewan uji

Telur Spodoptera litura

Larva instar II dan III

- Didapatkan dari BALLITAS, Karang Ploso Malang

- Diletakkan di dalam toples

- Diberi daun sawi segar

- Ditutup dengan kain kasa

Pengadaan Ekstrak Kulit Batang R. mucronata

Residu

- ditampung dalam Erlenmeyer 250

ml

- dipekatkan dengan freeze dryer

pada suhu -30˚C sampai dengan -

40˚C

Filtrat

Kulit batang R. mucronata

- 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

- disentifuge dengan kecepatan 7000 rpm

FiltratResidu

Hasil

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 6. Pemekatan ekstrak dengan freeze

dryer

Gb 5. Sentrifuge ekstrak

Gb 8. Pembuatan cakram daunGb 7 Pakan hewan uji yang bebas

pestisida (daun sawi)

Gb 9. Perendaman cakram daun

dengan ekstrak

Gb 10. Pengeringan cakram daun

Ilustrasi hubungan antara metabolit

primer dan metabolit sekunder

Alkaloid beserta turunan nya