AKTIVITAS INSEKTISIDA EKSTRAK Piper retrofractum VAHL. DAN Tephrosia vogelii HOOK. F. TERHADAP Crocidolomia pavonana (F.) DAN Plutella xylostella (L.) SERTA KEAMANAN EKSTRAK TERSEBUT TERHADAP Diadegma semiclausum (HELLEN)
AGUSTIN ZARKANI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam tesis saya yang berjudul “AKTIVITAS INSEKTISIDA EKSTRAK Piper retrofractum VAHL. DAN Tephrosia vogelii HOOK. F. TERHADAP Crocidolomia pavonana (F.) DAN Plutella xylostella (L.) SERTA KEAMANAN EKSTRAK TERSEBUT TERHADAP Diadegma semiclausum (HELLEN)” merupakan gagasan atau hasil penelitian saya sendiri, dengan bimbingan Komisi Pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan sumber rujukannya. Tesis ini belum pernah digunakan untuk memperoleh gelar pada program sejenis di perguruan tinggi lain. Semua data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan dengan jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, 19 Agustus 2008
Agustin Zarkani NRP A451060051
ABSTRACT
AGUSTIN ZARKANI. Insecticidal Activity of Piper retrofractum Vahl. and Tephrosia vogelii Hook. f. Extracts on Crocidolomia pavonana (F.) and Plutella xylostella (L.) and the Safety of the Extracts to Diadegma semiclausum (Hellen). Under the direction of DJOKO PRIJONO and PUDJIANTO. The active fractions of ethyl acetate extract of Piper retrofractum (Pr) fruits and hexane extract of Tephrosia vogelii (Tv) leaves and their mixtures were evaluated for their insecticidal activity on second-instar larvae of Crocidolomia pavonana and Plutella xylostella as well as for their safety to the adults of Diadegma semiclausum parasitoid. Fraction (fr) 2 of Pr from vacuum liquid chromatography (VLC) and fr 2-4 of Tv from column chromatography (CC) had strong insecticidal activity on C. pavonana and P. xylostella. In the test with C. pavonana, the two fractions were more active by feeding than by contact. Based on LC50 at 72 hours since treatment (HST), fr 2 VLC Pr was 3.8 times more toxic than fr 3 VLC to C. pavonana. Besides, fr 2 VLC Pr was 2.4 times more toxic to C. pavonana than to P. xylostella. On the contrary, fr 2-4 CC Tv was 1.8 times more toxic to P. xylostella than to C. pavonana. The mixture of fr 2 VLC Pr and fr 2-4 CC Tv at concentration ratios of 8:5 and 5:1 was antagonistic to C. pavonana and P. xylostella, respectively. The mixture of fr 3 VLC Pr and fr 2-4 CC Tv, however, had additive to weak synergistic joint action against C. pavonana. Fr 2 VLC Pr had weak antifeedant effect, whereas fr 2-4 CC Tv showed strong antifeedant effect against C. pavonana larvae. At equal test concentrations, the treatment with fr 2-4 CC Tv and its mixture with fr 2 KVC Pr caused much lower mortality in D. semiclausum parasitoid adults than in its host larvae, P. xylostella. This suggests the selectivity of the test extracts in favour of the parasitoid. In contrast, an organophosphate profenofos, included in this study as a positive control, was much more detrimental to D. semiclausum than to P. xylostella. In the semifield experiment, fr 2-4 CC Tv had comparable effect with profenofos and bioinsecticide Bacillus thuringiensis in reducing the population of C. pavonana larvae on broccoli plants. Thus, T. vogelii extract preparation and, to a limited extent, its mixture with P. retrofractum extract hold the potential as alternatives to conventional insecticides for the control of Brassica pests. Keywords: Botanical insecticides, lethal effect, antifeedant effect, insecticidal joint action, safety, brassica pests, parasitoid.
RINGKASAN
AGUSTIN ZARKANI. Aktivitas Insektisida Ekstrak Piper retrofractum Vahl. dan Tephrosia vogelii Hook. f. terhadap Crocidolomia pavonana (F.) dan Plutella xylostella (L.) serta Keamanan Ekstrak tersebut terhadap Diadegma semiclausum (Hellen). Dibimbing oleh DJOKO PRIJONO dan PUDJIANTO. Piper retrofractum dan Tephrosia vogelii merupakan dua jenis tanaman yang memiliki potensi sebagai insektisida nabati. Meskipun sifat insektisida masingmasing tanaman telah dilaporkan, evaluasi campuran P. retrofractum dan T. vogelii sebagai insektisida nabati masih perlu dilakukan untuk menentukan keefektifannya terhadap ulat kubis Crocidolomia pavonana dan Plutella xylostella serta keamanannya terhadap parasitoid Diadegma semiclausum. Penelitian ini bertujuan menguji (1) efek racun perut dan kontak komponen ekstrak buah P. retrofractum dan daun T. vogelii serta campurannya terhadap larva C. pavonana; (2) efek antifeedant fraksi aktif P. retrofractum dan T. vogelii terhadap larva C. pavonana; (3) efek racun perut fraksi aktif P. retrofractum dan T. vogelii serta campurannya terhadap larva P. xylostella; (4) keamanan fraksi aktif P. retrofractum dan T. vogelii serta campurannya terhadap imago parasitoid D. semiclausum; dan (5) keefektifan fraksi aktif P. retrofractum dan T. vogelii serta campurannya terhadap larva C. pavonana pada tanaman brokoli dalam polybag di lapangan. Ekstrak P. retrofractum diperoleh dari perkolasi serbuk buah dengan pelarut etil asetat sedangkan T. vogelii diperoleh dari maserasi serbuk daun dengan pelarut heksana. Fraksinasi ekstrak P. retrofractum dilakukan dengan kromatografi vakum cair (KVC), sedangkan fraksinasi ekstrak T. vogelii dengan KVC yang dilanjutkan dengan kromatografi kolom (KK). Semua fraksi yang didapat diperiksa kehomogenan dan kemurniannya dengan kromatografi lapisan tipis (KLT) dan kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT). Uji aktivitas ekstrak dan fraksi insektisida nabati dilakukan dengan metode residu pada daun dan metode kontak terhadap larva instar II C. pavonana. Setiap ekstrak/fraksi diuji pada lima taraf konsentrasi berdasarkan uji pendahuluan. Selain diuji secara terpisah, fraksi aktif diuji dalam bentuk campuran. Setiap perlakuan dan kontrol diulang lima kali. Hubungan antara konsentrasi bahan uji dan tingkat kematian serangga diolah dengan analisis probit. Sifat aktivitas campuran komponen ekstrak yang sama dan berbeda masing-masing diolah berdasarkan model kerja bersama serupa dan bebas. Uji pengaruh fraksi aktif terhadap aktivitas makan larva C. pavonana dilakukan dengan metode residu pada daun dengan pilihan pada konsentrasi yang setara LC10 sampai LC70. Selain itu, fraksi aktif dan campurannya juga diuji toksisitasnya terhadap larva instar II P. xylostella dan imago parasitoid D. semiclausum serta diuji secara semilapangan terhadap larva C. pavonana. Data aktivitas makan larva C. pavonana dan uji semilapangan yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam dan uji selang berganda Duncan pada taraf 5%. Pemisahan dengan teknik kromatografi menghasilkan fraksi 2 KVC P. retrofractum dan fraksi 2-4 KK T. vogelii sebagai fraksi teraktif terhadap larva C. pavonana dan P. xylostella. Komponen fraksi 2 KVC P. retrofractum bersifat lebih nonpolar dibandingkan senyawa standar piperin sedangkan komponen fr 2-4 KK Tv
iii bersifat lebih polar dibandingkan dengan standar rotenon berdasarkan KLT dan KCKT. Fraksi 2 KVC P. retrofractum dan fraksi 2-4 KK T. vogelii memiliki aktivitas insektisida yang kuat terhadap larva C. pavonana dengan efek racun perut yang kuat dan efek racun kontak lemah. Berdasarkan LC50 pada 72 jam sejak awal perlakuan (JAP), fraksi 2 KVC P. retrofractum 3,8 kali lebih toksik daripada fraksi 3 KVC-nya terhadap larva C. pavonana. Selain itu, fraksi 2 KVC P. retrofractum 2,4 kali lebih toksik terhadap larva C. pavonana daripada terhadap larva P. xylostella. Sebaliknya, fraksi 2-4 KK T. vogelii 1,8 kali lebih toksik terhadap larva P. xylostella daripada terhadap larva C. pavonana. Campuran fraksi 2 KVC P. retrofractum dan fraksi 2-4 KK T. vogelii pada perbandingan konsentrasi 8:5 dan 5:1 masing-masing bersifat antagonis terhadap larva C. pavonana dan P. xylostella. Fraksi 2 KVC P. retrofractum memiliki efek antifeedant lemah, sedangkan fraksi 2-4 KK T. vogelii memiliki efek antifeedant kuat terhadap larva C. pavonana. Campuran fraksi 3 KVC P. retrofractum dan fraksi 2-4 KK T. vogelii bersifta aditif sampai sinergis lemah terhadap larva C. pavonana. Fraksi 2-4 KK T. vogelii pada 1,5 x LC95 terhadap larva P. xylostella relatif aman terhadap imago jantan dan betina parasitoid D. semiclausum, sedangkan fraksi 2 KVC P. retrofractum pada 1 x LC95 terhadap larva P. xylostella mengakibatkan kematian imago jantan dan betina parasitoid D. semiclausum lebih dari 50%. Pada uji semilapangan, kemampuan fraksi 2-4 KK T. vogelii dalam menurunkan populasi larva C. pavonana pada tanaman brokoli sebanding dengan kemampuan insektisida sintetik profenofos dan bioinsektida Bacillus thuringiensis sehingga fraksi T. vogelii tersebut layak dikembangkan lebih lanjut. Kata kunci: Insektisida nabati, efek letal, efek antifeedant, kerja bersama insektisida, keamanan, hama Brassica, parasitoid.
© Hak cipta milik IPB, tahun 2008 Hak cipta dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun dan tanpa izin IPB.
AKIVITAS INSEKTISIDA EKSTRAK Piper retrofractum VAHL. DAN Tephrosia vogelii HOOK. F. TERHADAP Crocidolomia pavonana (F.) DAN Plutella xylostella (L.) SERTA KEAMANAN EKSTRAK TERSEBUT TERHADAP Diadegma semiclausum (HELLEN)
AGUSTIN ZARKANI
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
Judul Tesis : Akivitas Insektisida Ekstrak Piper retrofractum Vahl. dan Tephrosia vogelii Hook. f. terhadap Crocidolomia pavonana (F.) dan Plutella xylostella (L.) serta Keamanan Ekstrak tersebut terhadap Diadegma semiclausum (Hellen) Nama
: Agustin Zarkani
NRP
: A45060051
Disetujui, Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Pudjianto, MS. Anggota
Ir. Djoko Prijono, MAgrSc. Ketua
Diketahui,
Ketua Program Studi Entomologi/Fitopatologi
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat, MSc.
Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS.
Tanggal Ujian: 19 Agustus 2008
Tanggal Lulus:
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Dadang, MSc.
PRAKATA Bismillahirrahmaanirrahiim. Puji syukur kepada ALLAH SWT atas segala rahmat dan nikmat-Nya yang dicurahkan dengan tiada terhingga kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini. Tesis ini berjudul “Akivitas Insektisida Ekstrak Piper retrofractum Vahl. dan Tephrosia vogelii Hook. f. terhadap Crocidolomia pavonana (F.) dan Plutella xylostella (L.) serta Keamanan Ekstrak tersebut terhadap Diadegma semiclausum (Hellen)”. Penelitian ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sain pada Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Fisiologi dan Tosikologi Serangga, Departemen Proteksi Tanaman, Institut Pertanian Bogor dari Maret hingga Juli 2008. Pelaksanaan penelitian ini didukung oleh Research Grant Program B kepada Komisi Pembimbing. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Ir. Djoko Prijono, MAgrSc. sebagai ketua komisi pembimbing dan guru yang telah memberikan keteladanan mendalam akan arti sebuah ilmu pengetahuan. Terima kasih juga disampaikan atas segala arahan, bimbingan, motivasi, dan ide-ide cerdas yang diberikan kepada penulis sejak penyusunan proposal hingga selesainya penelitian. 2. Dr. Ir. Pudjianto, MS. sebagai anggota komisi pembimbing, yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan, saran, motivasi, dan masukan selama pelaksanaan penelitian ini. 3. Dr. Ir. Dadang, MSc. yang telah bersedia menjadi dosen penguji tamu juga atas masukan-masukannya pada perbaikan tesis. 4. Mak, Abah, Apah, dan Amah selaku para orang tuaku yang telah memberikan doa, nasehat, dan semangat untuk terus berprestasi dalam beramal. 5. Istriku tersayang Silvia Gandarosa, SSi, Apt., untuk semua cinta, kesabaran, keikhlasan, dan pengorbanannya selama penulis menyelesaikan studi, juga pada para ‘mujahid kecilku’ Iffah dan Fathi, keberadaanmu telah membangkitkan semangat jihadku untuk terus belajar dan berkarya. 6. Teman-teman Entomologi/Fitopatologi 2006-2008, para laboran yang terlibat dalam penelitian ini, serta semua pihak yang begitu banyak dan tidak tersebut dalam tesis ini atas segala bantuan intelektual dan teknisnya dalam penelitian ini. Semoga penelitian ini nantinya dapat bermanfaat bagi perkembangan khazanah ilmu pengetahuan terutama di bidang entomologi.
Bogor, 19 Agustus 2008
Agustin Zarkani
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bengkulu pada tanggal 4 Agustus 1980 sebagai anak kedua dari pasangan Hazairin Bahari dan Ratna Wilis. Penulis merupakan putera kedua dari tiga bersaudara. Pada tahun 1997 penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Farmasi Bhakti Nusa di Kota Bengkulu. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Ilmu Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu dan lulus pada tahun 2003. Sejak tahun 2004 hingga sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar di Jurusan Perlindungan Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Bengkulu. Pada tahun yang sama penulis menikah dengan Silvia Gandarosa dan telah dikaruniai dua orang putera yaitu Iffah Izzatun Niswa dan Muhammad Fathi Abdillah. Pada tahun 2006 penulis memperoleh Beasiswa Pendidikan Pascasarjana (BPPS) dari Direktorat Jenderal Pendidikan tinggi, Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia pada Program Studi Entomologi-Fitopatologi, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor (IPB). Selama menempuh pendidikan S2 penulis aktif dalam berbagai kegiatan yang diadakan oleh Forum Mahasiswa Pascasarjana Entomologi-Fitopatologi IPB dan kegiatan Himpunan Mahasiswa Muslim Pascasarjana IPB.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ...................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ... ..........................................................................
xiii
PENDAHULUAN Latar Belakang ...............................................................................
1
Tujuan Penelitian ...........................................................................
5
Ruang Lingkup Penelitian ..............................................................
5
Manfaat Penelitian .........................................................................
5
TINJAUAN PUSTAKA Potensi P. retrofractum sebagai Insektisida Nabati .......................
6
Potensi T. vogelii sebagai Insektisida Nabati .................................
8
Potensi Campuran Beberapa Jenis Insektisida dalam Pengendalian Hama Tanaman .....................................................................
9
Crocidolomia pavonana sebagai Hama Tanaman Brassicaceae ....
12
Plutella xylostella sebagai Hama Tanaman Brassicaceae ..............
14
Diadegma semiclausum sebagai Musuh Alami P. xylostella ........
16
Pengaruh Senyawa Kimia Tumbuhan terhadap Parasitoid ...........
17
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Pelaksanaan ....................................................
19
Penanaman Brokoli ........................................................................
19
Perbanyakan Serangga Uji .............................................................
19
Crocidolomia pavonana ....................................................... Plutella xylostella .................................................................. Diadegma semiclausum .......................................................
19 20 20
Bahan Uji .......................................................................................
20
Ekstraksi dan Fraksinasi P. retrofractum dan T. vogelii ................
21
Ekstraksi P. retrofractum dan T. vogelii ............................... Fraksinasi P. retrofractum dan T. vogelii ..............................
21 21
Metode Percobaan .........................................................................
22
Percobaan 1. Uji Toksisitas Ekstrak dan Fraksi Aktif P. retrofractum dan T. vogelii serta Campurannya terhadap Larva C. pavonana .......................................
22
xi Halaman Percobaan 2. Uji Antifeedant Fraksi Aktif P. retrofractum dan T. vogelii terhadap Larva C. pavonana ................ Percobaan 3. Uji Toksisitas Fraksi Aktif P. retrofractum dan T. vogelii serta Campurannya terhadap Larva P. xylostella ..................................................................... Percobaan 4. Uji Toksisitas Fraksi Aktif P. retrofractum dan T. vogelii serta Campurannya terhadap Imago Parasitoid D. semiclausum .......................................... Percobaan 5. Uji Semilapangan Fraksi Aktif P. retrofractum dan T. vogelii serta Campurannya terhadap Larva C. pavonana ......................................
28 29 30 31
HASIL DAN PEMBASAHAN Hasil Ekstraksi dan Fraksinasi P. retrofractum dan T. vogelii ......
32
Hasil Ekstraksi dan Fraksinasi P.retrofractum ..................... Hasil Fraksinasi Ekstrak Daun T. vogelii ..............................
32 33
Toksisitas Ekstrak dan Fraksi Aktif P. retrofractum terhadap C. pavonana ..............................................................................
36
Metode Residu pada Daun .................................................... Metode Kontak Permukaan Gelas ........................................
36 39
Toksisitas Fraksi Aktif T. vogelii terhadap C. pavonana ...............
42
Metode Residu pada Daun .................................................... Metode Kontak Permukaan Gelas ........................................
42 43
Toksisitas Campuran Fraksi Aktif P. retrofractum dan T. vogelii terhadap C. pavonana ...........................................................
44
Pengaruh Antifeedant Fraksi Aktif P. retrofractum dan T. vogelii terhadap Larva C. pavonana ................................................
45
Toksisitas Fraksi Aktif P. retrofractum dan T. vogelii serta Campurannya terhadap P. xylostella ....................................
46
Toksisitas Fraksi Aktif P. retrofractum dan T. vogelii serta Campurannya terhadap D. semiclausum ..............................
49
Uji Semilapangan terhadap C. pavonana ......................................
49
Pembahasan umum .........................................................................
53
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ........................................................................................
58
Saran ...............................................................................................
59
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................
60
DAFTAR TABEL Halaman 1 Hasil fraksinasi ekstrak etil asetat ekstrak buah P. retrofractum dengan kromatografi vakum cair serta pengaruhnya terhadap mortalitas larva C. pavonana ...............................................................
33
2 Hasil fraksinasi ekstrak heksana daun T. vogelii dengan kromatografi vakum cair serta pengaruhnya terhadap mortalitas larva C. Pavonana .........................................................................................
35
3 Hasil pemisahan fraksi 2 dan 3 dari Tabel 2 dengan kromatografi kolom serta pengaruhnya terhadap mortalitas larva C. pavonana .....
35
4 Penduga parameter toksisitas ekstrak dan fraksi KVC P. retrofractum terhadap larva instar II C. pavonana dengan metode residu pada daun ...................................................................................
40
5 Mortalitas larva instar II C. pavonana yang diberi perlakuan ekstrak/fraksi aktif P. retrofractum dengan metode kontak ...............
41
6 Penduga parameter toksisitas fraksi 2-4 KK T. vogelii terhadap larva instar II C. pavonana dengan metode residu pada daun ......................
43
7 Mortalitas larva instar II C. pavonana yang diberi perlakuan fraksi KK T. vogelii dengan metode kontak ..................................................
44
8 Penduga parameter toksisitas campuran fraksi aktif ekstrak buah P. retrofractum dan daun T. vogelii terhadap larva instar II C. pavonana dengan metode residu pada daun ........................................
45
9 Toksisitas campuran fraksi aktif ekstrak P. retrofractum dan T. vogelii terhadap larva instar II C. pavonana dengan metode residu pada daun .............................................................................................
46
10 Aktivitas penghambat makan fraksi 2 KVC P. retrofractum dan fraksi 2-4 KK T. vogelii terhadap larva instar II C. pavonana ............
47
11 Penduga parameter toksisitas fraksi 2 KVC P. retrofractum, fraksi 24 KK T.vogelii, dan campurannya terhadap larva instar II P. xylostella dengan metode residu pada daun ........................................
50
12 Mortalitas imago jantan dan betina parasitoid D. semiclausum yang diberi perlakuan fraksi 2 KVC P. retrofractum, fraksi 2-4 KK T. vogelii, dan campurannya dengan metode kontak permukaan daun ...
51
13 Persentase larva C. pavonana yang ditemukan kembali pada tanaman brokoli yang diberi perlakuan fraksi 2 KVC P. retrofractum, fraksi 2-4 KK T. vogelii, dan campurannya pada uji semilapangan .......................................................................................
52
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Skema prosedur ekstraksi dan fraksinasi ekstrak buah P. retrofarctum ..........................................................................................
23
2 Skema prosedur ekstraksi dan fraksinasi ekstrak daun T. vogelii .......
24
3 Kromatogram standar piperin (A) dan fraksi 2 KVC P. retrofractum (B) yang dideteksi dengan UV λ 275 nm ............................................
34
4 Kromatogram standar rotenon (A) dan fraksi 2-4 KK T. vogelii (B) yang dideteksi dengan UV λ 295 nm ..................................................
37
5 Perkembangan mortalitas larva C. pavonana yang diberi perlakuan ekstrak etil asetat (A), fraksi 2 KVC (B), dan fraksi 3 KVC (C) buah P. retrofractum ....................................................................................
38
6 Perkembangan mortalitas larva C. pavonana yang diberi perlakuan fraksi 2-4 KK T. vogelii .......................................................................
42
7 Perkembangan mortalitas larva P. xylostella yang diberi perlakuan fraksi 2 KVC P. retrofractum (A), fraksi 2-4 KK T. vogelii (B), dan campuran fraksi 2 KVC P. retrofractum dan fraksi 2-4 KK T. vogelii (5:1) (C) ...............................................................................................
48
8 Data curah hujan di daerah Darmaga Bogor selama berlangsungnya percobaan semilapangan terhadap C. pavonana (Stasiun Klimatologi Darmaga-Bogor 2008) .........................................................................
53
