EFEK FUMIGAN MINYAK ATSIRI ARTEMISIA (Artemisia vulgaris) DAN NILAM (Pogostemon cablin) TERHADAP Sitophilus zeamais Motsch dan Tribolium castaneum Herbst
NADIA REHULINA GINTING
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Efek Fumigan Minyak Atsiri Artemisia (Artemisia vulgaris) dan Nilam (Pogostemon cablin) terhadap Sitophilus zeamais Motsch dan Tribolium castaneum Herbst adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan di dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, September 2014 Nadia Rehulina Ginting NIM A34100053
ABSTRAK NADIA REHULINA GINTING. Efek Fumigan Minyak Atsiri Artemisia (Artemisia vulgaris) dan Nilam (Pogostemon cablin) terhadap Sitophilus zeamais Motsch dan Tribolium castaneum Herbst. Dibimbing oleh IDHAM SAKTI HARAHAP. Kumbang jagung (Sitophilus zeamais) dan kumbang tepung merah (Tribolium castaneum) merupakan hama penting pada produk simpanan. Metode pengendalian untuk hama ini masih bergantung pada penggunaan pestisida dan fumigan. Minyak atsiri yang disuling dari berbagai tanaman potensial digunakan sebagai alternatif fumigan untuk mengendalikan hama tersebut. Penelitian ini bertujuan mengetahui efek fumigan minyak artemisia dan nilam. Masing-masing minyak diteteskan ke permukaan kertas saring kemudian dikeringanginkan selama 30 menit. Kertas saring direkatkan pada permukaan dalam tutup cawan petri, kemudian sebanyak 20 imago serangga uji dimasukkan dan diinkubasi selama 72 jam. Minyak artemisia pada konsentrasi 11.34% dan minyak nilam pada konsentrasi 11.50% menyebabkan mortalitas serangga uji mencapai 95%. Kata kunci: fumigan, minyak atsiri, minyak artemisia, minyak nilam, Sitophilus zeamais, Tribolium castaneum.
ABSTRACT NADIA REHULINA GINTING. Fumigant Effect of Artemisia (Artemisia vulgaris) and Patchouli (Pogostemon cablin) Esential Oils on Sitophilus zeamais Motsch and Tribolium castaneum Herbst. Supervised by IDHAM SAKTI HARAHAP. Maize weevil (Sitophilus zeamais Motsch) and red flour beetle (Tribolium castaneum Herbst) are major pests of stored products. Control methods for these pests still depend on the use of insecticides and fumigants. Essential oils distilled from a variety of plants are potential to be used as alternative fumigants to control them. This research was aimed to evaluate the fumigant effect of artemisia and patchouli essential oils. Each oil was applied to Whatman filter paper then air dried for 30 minutes. Treated filter papers were stick onto the inside part of petridish lid, and the 20 test insects were introduced into the petridish and incubated for 72 hours. Artemisia oil at a concentration of 11.34% and patchouli oil at 11.50% caused mortality of the test insects more than 95%. Keywords: fumigant, essential oil, artemisia oil, patchouli oil, Sitophilus zeamais, Tribolium castaneum.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2014 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 dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
EFEK FUMIGAN MINYAK ATSIRI ARTEMISIA (Artemisia vulgaris) DAN NILAM (Pogostemon cablin) TERHADAP Sitophilus zeamais Motsch dan Tribolium castaneum Herbst
NADIA REHULINA GINTING
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Proteksi Tanaman
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi
: Efek Fumigan Minyak Atsiri Artemisia (Artemisia vulgaris) dan Nilam (Pogostemon cablin) terhadap Sitophilus zeamais Motsch dan Tribolium castaneum Herbst Nama Mahasiswa : Nadia Rehulina Ginting NIM : A34100053
Disetujui oleh
Dr. Ir. Idham Sakti Harahap, MSi. Dosen Pembimbing
Diketahui oleh
Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih, MSi. Ketua Departemen Proteksi Tanaman
Tanggal lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Efek Fumigan Minyak Atsiri Artemisia (Artemisia vulgaris) dan Nilam (Pogostemon cablin) terhadap Sitophilus zeamais Motsch dan Tribolium castaneum Herbst sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana pada Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dr. Ir. Idham Sakti Harahap, MSi selaku dosen pembimbing yang telah membimbing, memberikan banyak pengetahuan, arahan, saran, dan masukan. 2. Dra. Endang Sri Ratna, PhD selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan motivasi. 3. Dr. Ir. Widodo, MS selaku dosen penguji tamu yang telah memberikan saran dan masukan. 3. Kedua orang tua tercinta Drs. Amran Ginting dan Dina Heriaty yang tak henti memberikan doa dan dukungan kepada penulis. 4. SEAMEO BIOTROP atas kesediannya menerima penulis untuk melakukan penelitian dan segala fasilitas yang diberikan 5. Ir. Sri Widayanti selaku supervisor Laboratorium Entomologi dan Mas Heriyanto selaku teknisi Laboratorium Entomologi SEAMEO BIOTROP yang selalu memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis. 6. Orang-orang terdekat penulis, Budi Yuhardiman, Dwi S Putri, SE., Widia Dwi Mentari, dan Yulia Astuti yang selalu memberikan bantuan dan semangat. 7. Suci Regita, Andika Septiana, Andi Dwi Mandasari, SP., Wirathazia Enbya Lavitri Chenta, SP., teman-teman Departemen Proteksi Tanaman angkatan 47, dan pihak lain yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah membantu dalam kelancaran penyusunan skripsi.. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Bogor, September 2014 Nadia Rehulina Ginting
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Manfaat BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Metode Penelitian Analisis Data HASIL DAN PEMBAHASAN Efek Fumigan Minyak Artemisia Efek Fumigan Minyak Nilam SIMPULAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP
x x x 1 1 2 2 3 3 3 4 5 5 7 11 11 11 12 15 16
DAFTAR TABEL 1 2 3 4
Mortalitas imago S. zeamais akibat perlakuan minyak artemisia Mortalitas imago T. castaneum akibat perlakuan minyak artemisia Mortalitas imago T. castaneum akibat perlakuan minyak nilam Mortalitas imago S.zeamais akibat perlakuan minyak nilam
5 5 8 8
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4
Kurva persamaan regresi linier antara konsentrasi minyak artemisia dengan mortalitas imago S. zeamais Kurva persamaan regresi linier antara konsentrasi minyak artemisia dengan mortalitas imago T. castaneum Kurva persamaan regresi linier antara konsentrasi minyak nilam dengan mortalitas imago S. zeamais Kurva persamaan regresi linier antara konsentrasi minyak nilam dengan mortalitas imago T. castaneum
6 6 9 9
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4
Tabel uji anova perlakuan minyak artemisia terhadap S. zeamais Tabel uji anova perlakuan minyak artemisia terhadap T. castaneum Tabel uji anova perlakuan minyak nilam terhadap S. zeamais Tabel uji anova perlakuan minyak nilam terhadap T. castaneum
14 14 14 14
PENDAHULUAN Latar Belakang Penyimpanan hasil pertanian merupakan salah satu kegiatan pascapanen yang bertujuan untuk mempertahankan kualitas atau mencegah kerusakan dan kehilangan yang disebabkan oleh faktor internal dan faktor eksternal (Bintoro dan Bramasta 2005). Setelah berlangsungnya panen, secara nyata banyak hama yang terbawa ke dalam tempat penyimpanan. Hama-hama yang terdapat dalam tempat penyimpanan tidak hanya menyerang produk yang baru dipanen, melainkan juga produk industri hasil pertanian tersebut, misalnya berbagai macam tepung, kopra, beras, dan lain sebagainya. Penyebab kerusakan pada produk-produk pertanian dalam simpanan, terutama adalah serangga yang berasal dari ordo Coleoptera (Kartasapoetra 1991). Hama gudang yang juga utama di Indonesia adalah kumbang jagung Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). Kerusakan yang ditimbulkan S. zeamais berupa biji jagung berlubang-lubang, sehingga dapat menurunkan kualitas maupun kuantitas hingga 50% (Surtikanti 2004). Tribolium castaneum (Coleoptera: Tenebrionidae) umumnya dikenal sebagai hama sekunder biji-bijian karena meningkatkan kerusakan yang dilakukan oleh hama primer. Imago dan larva kumbang ini selalu merusak tepung, jika belum terdapat tepung mereka akan menunggu hasil perusakan butir beras, gaplek, jagung, kopra, dan lain-lain oleh hama primer. Ketika hadir dalam jumlah besar, kumbang tepung akan menyebabkan tepung menjadi rentan terhadap cendawan serta dapat mencemari komoditas dengan sekresi dari kelenjar bau (Bayer 2007). Pengendalian serangga hama gudang merupakan bagian utama dari usaha perawatan kualitas bahan pangan. Hingga saat ini fumigasi dan penyemprotan insektisida masih merupakan cara utama untuk mengendalikan serangga hama gudang. Dengan fumigasi, hama gudang yang berada di dalam butiran biji-bijian diharapkan dapat terbunuh. Jenis-jenis pestisida yang dapat digunakan untuk pengendalian serangga hama gudang sangat terbatas jumlahnya mengingat adanya peraturan yang ketat tentang penggunaan pestisida pada bahan pangan. Jenis fumigan yang digunakan untuk fumigasi terbatas pada penggunaan metil bromida dan fosfin. Salah satu masalah penting dalam usaha pemberantasan hama gudang secara kimiawi ialah timbulnya resistensi serangga hama terhadap pestisida. Minyak atsiri biasa disebut minyak eteris/minyak terbang (essential oil, volatile oil) karena sifatnya yang mudah menguap pada suhu kamar. Berbau dan pada umumnya larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air. Secara fisiologis, minyak pada tanaman penghasil minyak atsiri berfungsi membantu proses penyerbukan atau sebagai atraktan terhadap beberapa jenis serangga atau hewan, mencegah kerusakan tanaman oleh serangga, dan sebagai makanan cadangan bagi tanaman (Amalia 2011). Genus Pogostemon adalah salah satu anggota famili Labiateae yang menghasilkan minyak atsiri. Spesies tanaman ini tersebar di seluruh kawasan Asia Tenggara dan India. Di tanaman ini ditemukan di daerah Aceh, Sumatera Utara, Sumatera Barat, Bengkulu, Lampung, Jawa Barat, Jawa Tengah, dan Jawa Timur.
2 Salah satu jenis tanaman ini yang paling banyak dibudidayakan masyarakat adalah varietas Pogostemon cablin Benth. Nilam (P. cablin) merupakan salah satu tanaman penghasil minyak atsiri yang penting, baik sebagai sumber devisa negara maupun sumber pendapatan petani. Minyak nilam memiliki potensi strategis di pasar dunia sebagai bahan pengikat aroma wangi pada parfum dan kosmetika. Minyak nilam dapat berfungsi sebagai zat pengikat (fiksatif) dan tidak dapat digantikan dengan zat sintetis lainnya (Rusli dan Kemala 1991). Minyak nilam dapat digunakan untuk mengendalikan hama, baik hama gudang maupun hama tanaman. Minyak nilam mampu mematikan populasi Stegobium paniceum, yang merupakan hama ketumbar selama penyimpanan. Dengan mengoleskan sedikit minyak nilam disekitar dinding tempat penyimpanan, populasi Stegobium paniceum dapat berkurang sebesar 25 – 42 % setelah penyimpanan 9 hari (Mardiningsih et al.1998). Artemisia merupakan salah satu anggota famili Asteraceae yang banyak bermanfaat bagi manusia terutama sebagai tanaman obat karena dilaporkan memiliki bioaktivitas seperti antivirus, antitumor, antipiretik, antihepatitis, dan antioksidan. Di Cina kuno, ekstrak dari Artemisia vulgaris (L.) digunakan untuk mengendalikan serangga hama pada produk yang disimpan (Ding 2000 dalam Wang et al 2005). Dengan tingginya biaya produk sintetis dan kurangnya saat ini pestisida yang efektif untuk perlindungan produk simpanan, evaluasi tanaman lokal sebagai sumber protektan sangat diinginkan untuk membantu petani menggunakan tanaman lokal yang tersedia dan produk ramah lingkungan untuk membatasi kerugian pasca panen produk mereka. A. vulgaris mengandung minyak atsiri yang banyak dimanfaatkan sebagai insektisida (Bouda 2001).
Tujuan Penelitian ini bertujuan mengetahui efek fumigan minyak artemisia dan minyak nilam terhadap S. zeamais dan T. castaneum. Manfaat Penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi tentang potensi minyak artemisia (A. vulgaris) dan minyak nilam (P. cablin) sebagai bahan alternatif yang ramah lingkungan untuk pengendalian hama gudang S. zeamais dan T. castaneum.
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari sampai Mei 2014 di Laboratorium Entomologi, SEAMEO BIOTROP (Southeast Asian Regional Centre for Tropical Biology), Bogor. Alat dan Bahan Alat yang dibutuhkan pada penelitian ini adalah cawan petri, pipet Mohr, kertas saring Whatman diameter 9 cm, plastisin, alat tulis, label, stoples kaca, dan kamera. Bahan yang digunakan adalah serangga uji S. zeamais dan T. castaneum yang diperoleh dari koleksi laboratorium Entomologi SEAMEO BIOTROP, aseton, lem, dedak, jagung, fluon, minyak artemisia, dan minyak nilam. Metode Penelitian Perbanyakan Serangga Uji Serangga uji yang digunakan ialah S. zeamais dan T. castaneum yang diperoleh dari koleksi laboratorium Entomologi Biotrop. Masing-masing serangga diambil sebanyak 500 imago dan dimasukkan ke dalam stoples kaca yang berisi pakan (jagung untuk S. zeamais dan dedak untuk T. castaneum). Setelah dua minggu semua imago dikeluarkan, kemudian serangga dalam stoples diinkubasi selama 4 minggu. Pengembangbiakan dilakukan untuk menghasilkan generasi F1 yang seragam. Imago yang berumur 7-14 hari digunakan untuk pengujian. Uji Efek Fumigan Pengujian efek fumigan minyak atsiri dilakukan melalui 2 tahap, yaitu uji pendahuluan dan uji lanjutan. Pada uji pendahuluan, minyak atsiri dari tanaman artemisia dan nilam diuji pada konsentrasi 5%, 10%, dan 15% (v/v). Sebanyak 0.5 ml minyak atsiri dilarutkan dengan pelarut aseton dalam larutan 10 ml untuk mendapatkan konsentrasi 5% (v/v). Setiap minyak atsiri hasil pengenceran tersebut sebanyak 0.5 ml diteteskan secara merata pada kertas saring Whatman dengan diameter 9 cm yang telah direkatkan pada permukaan tutup cawan petri. Penetesan larutan minyak atsiri dilakukan secara spiral dengan menggunakan pipet Mohr 1 ml. Kertas saring kontrol diberi perlakuan dengan aseton saja. Setelah diberi perlakuan, kertas saring perlakuan dan kontrol didiamkan selama 30 menit dalam keadaan tutup cawan petri sedikit terbuka untuk menguapkan pelarut asetonnya. Bagian tepi dari cawan petri diolesi dengan fluon guna mencegah serangga uji merayap ke permukaan atas cawan. Pakan untuk serangga uji dimasukkan secukupnya ke dalam cawan petri (jagung untuk S. zeamais dan dedak untuk T. castaneum). Selanjutnya masing-masing 20 imago S. zeamais dan T. castaneum dimasukkan ke dalam cawan petri yang berisi kertas saring perlakuan dan kontrol. Celah di antara bagian tutup dan dasar cawan petri disekat dengan plastisin untuk mencegah terjadinya kebocoran uap minyak atsiri tersebut. Mortalitas serangga diamati dan dihitung pada 72 jam setelah perlakuan (JSP) (Arifin 2013). Hasil uji pendahuluan setiap minyak atsiri digunakan untuk menentukan 5 taraf konsentrasi pada uji lanjutan. Konsentrasi tersebut diharapkan dapat
4 mengakibatkan kematian serangga uji antara 50% dan 95%. Berdasarkan uji pendahuluan diperoleh LC50 dan LC95 minyak artemisia terhadap S. zeamais adalah 5.30% dan 10.58%, sedangkan terhadap T. castaneum adalah 6.20% dan 14.54%. Uji pendahuluan minyak nilam terhadap S. zeamais menghasilkan LC50 dan LC95 sebesar 4.15% dan 9.45%, sedangkan terhadap adalah T. castaneum 5.25% dan 13.54%. Sehingga konsentrasi yang digunakan pada uji lanjut efek fumigan minyak atsiri dari tanaman artemisia terhadap S. zeamais adalah 5%, 6.5%, 8%, 9.5%, dan 11%, sedangkan pada T. castaneum adalah 6%, 8%, 10%, 12%, dan 14%. Konsentrasi untuk uji lanjut pada perlakuan dengan minyak atsiri dari tanaman nilam yang diuji terhadap S. zeamais adalah 4%, 5.5%, 7%, 8.5, dan 10%, sedangkan pada T. castaneum adalah 5%, 7%, 9%, 11%, dan 13. Perlakuan dan pengamatan yang dilakukan pada uji lanjutan sama seperti uji pendahuluan. Mortalitas serangga uji pada 72 JSP diolah dengan analisis probit menggunakan program POLO-PC (LeOra Software 1987). Analisis Data Data mortalitas serangga uji diolah dengan analisis probit POLO, Microsoft Ecxel 2007 dan dilakukan uji anova menggunakan program SAS for Windows versi 9.1 kemudian dilakukan uji lanjut Duncan pada taraf 5%.
HASIL DAN PEMBAHASAN Efek Fumigan Minyak Artemisia terhadap S. zeamais dan T. castaneum Minyak artemisia dengan konsentrasi 5% (setara dengan dosis 0.25 ml/L udara) setelah 72 jam perlakuan menyebabkan mortalitas imago S. zeamais sebesar 45%, pada konsentrasi tertinggi yaitu 11% (setara dengan dosis 0.55 ml/L udara) menyebabkan mortalitas imago S. zeamais sebesar 95% (Tabel 1). Minyak artemisia dengan konsentrasi 6% (setara dengan dosis 0.3 ml/L udara) setelah 72 jam perlakuan menyebabkan mortalitas imago T. castaneum sebesar 46%, pada konsentrasi tertinggi yaitu 14% (setara dengan dosis 0.7 ml/L udara) menyebabkan mortalitas imago T. castaneum sebesar 94% (Tabel 2). Tabel 1 Mortalitas imago S. zeamais akibat perlakuan dengan minyak artemisia Mortalitas imago S. zeamais ± SDa (%) Konsentrasi Dosis (%, v/v) (ml/L udara) 72 JSPb Kontrol Kontrol 0 ± 0.00 f 5 0.25 45 ± 4.47 e 6.5 0.325 61 ± 4.18 d 8 0.4 79 ± 2.24 c 9.5 0.475 87 ± 2.74 b 11 0.55 95 ± 5.00 a a b SD: standar deviasi, JSP: jam setelah perlakuan Tabel 2 Mortalitas imago T. castaneum akibat perlakuan dengan minyak artemisia Mortalitas imago T. castaneum ± SDa (%) Konsentrasi Dosis (%, v/v) (ml/L udara) 72 JSPb Kontrol Kontrol 0 ± 0.00 f 6 0.3 46 ± 4.18 e 8 0.4 57 ± 9.08 d 10 0.5 67 ± 8.37 c 12 0.6 80 ± 0.00 b 14 0.7 94 ± 4.18 a a SD: standar deviasi, bJSP: jam setelah perlakuan Analisis probit setelah uji lanjut terhadap S. zeamais pada 72 JSP menunjukkan nilai LC50 berada pada konsentrasi 5.4% dan LC95 berada pada konsentrasi 11.34%. Perlakuan terhadap T. castaneum menunjukkan nilai LC50 pada konsentrasi 6.87% dan LC95 pada konsentrasi 18.52%. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa minyak artemisia memiliki efek fumigan yang lebih kuat terhadap S. zeamais (LC50 5.4% pada 72 JSP) daripada T. castaneum (LC50 6.87% pada 72 JSP). Hal ini kemungkinan disebabkan fase uap komponen aktif
6 minyak artemisia dapat memasuki saluran pernapasan S. zeamais lebih cepat dibandingkan dengan T. castaneum. Fumigan bersifat mudah menguap, oleh karena itu biasanya digunakan untuk mengendalikan hama gudang/simpanan yang berada di tempat tertutup. Minyak artemisia ini menghasilkan gas yang mudah menguap, gas ini masuk melalui spirakel, selanjutnya ke trakea, dan diedarkan ke seluruh tubuh. Oleh sebab itu racun ini merusak sistem pernafasan serangga. 120
y = -0.28x2 + 10.37x - 0.981 R² = 0.981
Mortalitas (%)
100 80 60 40 20 0
0
Gambar 1
5 10 Konsentrasi (%, v/v)
15
Kurva persamaan regresi kuadratik antara konsentrasi minyak artemisia dengan mortalitas imago S. zeamais
120 y = -0.077x2 + 7.649x + 0.580 R² = 0.971
Mortalitas (%)
100 80 60 40 20 0
Gambar 2
0
4
8 12 Konsentrasi (%, v/v)
16
Kurva persamaan regresi kuadratik antara konsentrasi minyak artemisia dengan mortalitas imago T. castaneum
7 Hubungan perlakuan minyak artemisia dengan konsentrasi yang berbeda terhadap mortalitas imago S. zeamais dan T. castaneum (Gambar 1 & 2) memperlihatkan bahwa semakin tinggi konsentrasi minyak artemisia yang diberikan maka akan semakin tinggi pula jumlah kematian imago serangga uji. Perlakuan efek fumigan minyak artemisia terhadap S. zeamais menghasilkan persamaan regresi y= -0,128x2 + 10,37x - 0,981 dan nilai R2 didapatkan sebesar 0.981 hal ini menjelaskan bahwa pengaruh konsentrasi minyak artemisia terhadap mortalitas imago S. zeamais adalah sebesar 98.1% (Gambar 1). Sedangkan pada perlakuan minyak artemisia terhadap T. castaneum menghasilkan persamaan regresi y = -0.077x2 + 7.649x + 0.580 dan nilai R2 didapatkan sebesar 0.971 hal ini menjelaskan bahwa pengaruh konsentrasi minyak artemisia terhadap mortalitas imago T. castaneum adalah sebesar 97.1% (Gambar 2). Tanaman A. vulgaris dikenal juga sebagai sumber obat. Minyak esensial dari tanaman ini dapat digunakan sebagai insektisida, antimikroba, dan antiparasit. Minyak esensial A. vulgaris memiliki fumigan dan penolak berpengaruh signifikan terhadap Musca domestica (Judzentiene dan Buzylete 2006). Judzentiene dan Buzelyte (2006) melaporkan bahwa daun A. vulgaris mengandung senyawa saponin, flavonoida, polifenol. Saponin bersifat sebagai surfaktan yang mempunyai struktur bipolar, yaitu di dalam molekulnya terdapat bagian yang bersifat hidrofilik dan hidrofobik sehingga dapat menyatukan senyawa non polar dan senyawa polar, termasuk mengikat lapisan lemak dalam air. Saponin berinteraksi dengan membran sel sehingga permeabilitas membran sel meningkat (Tekeli 2007). Hal tersebut dapat mengakibatkan terjadinya kebocoran sel yang selanjutnya terjadi kematian sel dan lambat laun mengakibatkan kematian serangga. Daun A. vulgaris telah diteliti melalui hidrodestilasi dan dianilisis secara GC-MS ternyata dijumpai berbagai jenis komponen senyawa kimia yang terdiri dari monoterpen, monoterpen teroksigenasi, sesquiterpen dan senyawa sesquiterpen teroksigenasi (Bunrathep et al 2005). Efek Fumigan Minyak Nilam terhadap S. zeamais dan T. castaneum Minyak nilam dengan konsentrasi 4% (setara dengan dosis 0.2 ml/L udara) setelah 72 jam perlakuan menyebabkan mortalitas imago S. zeamais sebesar 49%, pada konsentrasi tertinggi yaitu 10% (setara dengan dosis 0.5 ml/L udara) menyebabkan mortalitas imago S. zeamais sebesar 94% (Tabel 3). Minyak nilam dengan konsentrasi 5% (setara dengan dosis 0.25 ml/L udara) setelah 72 jam perlakuan menyebabkan mortalitas imago T. castaneum sebesar 49%, pada konsentrasi tertinggi yaitu 13% (setara dengan dosis 0.65 ml/L udara) menyebabkan mortalitas imago T. castaenum sebesar 98% (Tabel 4). Analisis probit setelah uji lanjut terhadap S. zeamais pada 72 JSP menunjukkan nilai LC50 berada pada konsentrasi 3.82% dan nilai LC95 berada pada konsentrasi 11.50%. Sedangkan perlakuan terhadap T. castaneum pada 72 JSP menunjukkan nilai LC50 berada pada konsentrasi 6.68% dan LC95 berada pada konsentrasi 15.12%. Terlihat bahwa minyak nilam juga memiliki efek fumigant yang lebih kuat terhadap S. zeamais (LC50 3.82% pada 72 JSP) daripada T. castaneum (LC50 6.68% pada 72 JSP).
8
Tabel 3 Mortalitas imago S. zeamais akibat perlakuan dengan minyak nilam Mortalitas imago S.zeamais ± SDa (%) Konsentrasi Dosis (%, v/v) (ml/L udara) 72 JSPb Kontrol Kontrol 0 ± 0.00 f 4 0.2 49 ± 4.18 e 5.5 0.275 75 ± 5.00 d 7 0.35 78 ± 2.74 c 8.5 0.425 85 ± 3.54 b 10 0.5 94 ± 4.18 a a b SD: standar deviasi, JSP: jam setelah perlakuan Tabel 4 Mortalitas imago T. castaneum akibat perlakuan dengan minyak nilam Mortalitas imago T.castaneum ± SDa (%) Konsentrasi Dosis (%, v/v) (ml/L udara) 72 JSPb Kontrol Kontrol 0 ± 0.00 e 5 0.25 49 ± 5.48 d 7 0.35 59 ± 11.40 c 9 0.45 68 ± 7.58 b 11 0.55 91 ± 6.52 a 13 0.65 98 ± 2.74 a a b SD: standar deviasi, JSP: jam setelah perlakuan Perlakuan minyak nilam dalam jumlah tertentu dapat mempengaruhi perilaku dan fisiologi serangga. Efek fumigan yang ditimbulkan oleh minyak nilam berasal dari campuran senyawa yang terkandung di dalam tanaman tersebut. Komponen utama penyusun minyak nilam ialah patchouli alkohol sebesar 30-40%. Minyak nilam merupakan bahan utama untuk mengikat bahan pewangi pada industri parfum dan kosmetik. Selain itu, minyak nilam dapat digunakan untuk mengendalikan hama (Yusron dan Wiratno 2001). Minyak nilam bersifat menolak beberapa jenis serangga seperti ngengat kain (Thysanura: Lepismatidae), Sitophilus zeamais (kumbang jagung), dan Carpophilus sp. (kumbang buah kering) (Mardiningsih 1998). Senyawa patchouli alkohol yang merupakan komponen terbesar dalam minyak nilam diketahui mempunyai bioaktivitas tertentu. Hal ini dibuktikan oleh Sonwa (2001) yang dalam penelitiannya melihat bahwa perpaduan antara senyawa patchoulol dan α-patchoulene dari minyak nilam di Bangalore, India potensial sebagai antifungal. Penelitian lain dilakukan oleh Henderson (2003) terhadap minyak nilam dari Lousiana, Amerika Serikat. Hasilnya menunjukan bahwa senyawa patchoulol dari minyak nilam tersebut diketahui aktif dalam menghambat pertumbuhan rayap Coptotermes.
9 Mortalitas serangga uji mengalami peningkatan seiring dengan adanya peningkatan konsentrasi. Minyak nilam yang digunakan dalam penelitian ini memiliki efek fumigan terhadap kumbang S. zeamais yang lebih baik daripada terhadap T. castaneum. Aplikasi minyak nilam diharapkan dapat membunuh hama tersebut melalui pernapasannya dikarenakan senyawa patchoulol yang merupakan komponen utama pada minyak nilam. 120
y = -0.661x2 + 15.94x - 0.362 R² = 0,980
Mortalitas (%)
100 80 60 40 20 0
0
5 10 Konsentrasi (%, v/v)
15
Gambar 3 Kurva persamaan regresi kuadratik antara konsentrasi minyak nilam dengan mortalitas imago S. zeamais 120 y = -0.157x2 + 9.549x + 0.922 R² = 0.954
Mortalitas (%)
100 80 60 40 20 0
0
5 10 Konsentrasi (%< v/v)
15
Gambar 4 Kurva persamaan regresi kuadratik antara konsentrasi minyak nilam dengan mortalitas imago T. castaneum Hubungan perlakuan minyak dengan konsentrasi yang berbeda terhadap kematian imago S. zeamais dan T. castaneum (Gambar 3 & 4) memperlihatkan hal yang sama dengan perlakuan fumigan minyak artemisia, semakin tinggi konsentrasi minyak nilam yang diberikan kepada serangga uji maka akan semakin tinggi pula kematian imagonya.
10 Perlakuan minyak artemisia terhadap S. zeamais menghasilkan persamaan regresi y = -0.661x2 + 15.94x - 0.362 dan nilai R2 didapatkan sebesar 0.980 hal ini menjelaskan bahwa pengaruh konsentrasi minyak artemisia terhadap mortalitas imago S. zeamais adalah sebesar 98.0% (Gambar 1). Perlakuan minyak artemisia terhadap T. castaneum menghasilkan persamaan regresi y = -0.157x2 + 9.549x + 0.922 dan nilai R2 didapatkan sebesar 0.954 hal ini menjelaskan bahwa pengaruh konsentrasi minyak artemisia terhadap mortalitas imago T. castaneum adalah sebesar 95.4% (Gambar 2). Seperti halnya pestisida nabati lainnya, pestisida berbasis minyak atsiri juga mempunyai kelebihan dan kelemahan. Kelebihannya adalah aktivitas biologinya yang berspektrum sangat luas, tidak toksik, sistemik, kompatibel, mudah terdegradasi, dan lebih aman dibanding dengan bahan kimia sintetik. Di samping itu minyak atsiri relatif tidak toksik terhadap mamalia, burung, dan ikan. Pestisida berbahan minyak atsiri juga aman bagi lingkungan, karena bersifat tidak persisten. Hal ini karena minyak atsiri mudah diurai secara alami, sehingga tidak tahan lama di air, udara, di dalam tanah, dan tubuh mamalia Adapun kelemahan-kelemahan dari pestisida berbasis minyak atsiri adalah berhubungan dengan sifat-sifat dari minyak atsirinya sendiri yang volatil dan tidak stabil atau tidak tahan terhadap sinar matahari. Keefektifan pestisida minyak atsiri umumnya lebih rendah dibandingkan dengan pestisida kimia sintetik dan kerjanya lebih lambat (Koul et al 2008). Oleh karena itu, di dalam formula pestisida berbahan aktif minyak atsiri selalu ditambahkan senyawa kimia lain yang sifatnya meningkatkan stabilitas bahan aktifnya. Beberapa hal perlu dilakukan sebelum minyak nilam dan minyak artemisia digunakan dalam praktik pengendalian hama gudang, di antaranya (1) pencarian jenis tanaman yang minyak atsirinya mengandung senyawa yang memiliki efek fumigan tinggi; (2) pengembangan formulasi dan cara aplikasi yang dapat meningkatkan keefektifan minyak atsiri tersebut; (3) pengujian keefektifan terhadap berbagai jenis hama gudang lain; (4) pengujian keefektifan di lapangan (dalam gudang), dan (5) pengaruh aplikasi minyak atsiri tersebut terhadap kualitas produk (Arifin 2013).
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Minyak artemisia dapat menyebabkan mortalitas mencapai 95% untuk S. zeamais pada konsentrasi 11.34% dan konsentrasi 18.52% untuk T. castaneum. Minyak nilam dapat menyebabkan mortalitas mencapai 95% untuk S. zeamais pada konsentrasi 11.50% dan konsentrasi 15.12% untuk T. castaneum. Minyak artemisia dan minyak nilam dapat digunakan sebagai alternatif untuk pengendalian hama gudang khususnya S. zeamais dan T. castaneum. Saran Perlu adanya pengujian dalam skala lebih besar dengan pengembangan teknologi yang lebih canggih sehingga dapat diaplikasikan di lapang, serta perlu adanya penelitian mengenai pengaruh minyak tersebut terhadap kualitas produk.
DAFTAR PUSTAKA Amalia. 2011. Karakteristik tanaman nilam di Indonesia. Di dalam: Miftahudin, Efiana, editor. Status Teknologi Hasil Penelitian Nilam. Ed ke-1. Bogor (ID): Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat. hlm 1-8. Arifin MC. 2013. Toksisitas kontak dan efek fumigan minyak atsiri Cinnamomum spp. (Lauraceae) terhadap Tribolium castaneum (herbst) (coleoptera: tenebrionidae) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Bayer Environmental Science. 2007. Flour beetles [Internet]. Cambridge (US): Bayer Environmental Science; [diunduh 2014 Mei 22]. Tersedia pada: http://www.pestcontrolexpert.com/bayer/cropscience/bespestcontrol.nsf/id/4 5523A656D1244C1C12579C70057FEBF/$file/flour_beetles_08.pdf Bintoro N, Bramasta RB. 2005. Kajian laju aliran bijian (flowrate) pada model silo silindris. Di dalam: Bintoro N dan Bramasta RB, editor. Seminar Nasional Teknik Pertanian. Prosiding Seminar Nasional Hasil Penelitian. 2005 Des 6; Yogyakarta. Yogyakarta (ID): UGM. hlm 1-12. Bouda H, Tapondjou LA, Fontem DA. 2001. Effect of essential oils from leaves of Ageratum conyzoides, Lantana camara, dan Chromolaena odorata on the mortality of Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). Journal of stored products research. 37(2): 103-109. Bunrathep S, Songsak T, Ruangrungsi N. 2005. Terpenoid constituents from leaves and cell cultures of Artemisia vulgaris var. Indica and application of biotechnological techniques to increase davanone level. Thailand Science Journal. 29(3): 147-153. Ding W, Liu H, Li LS. 2000. The main stratagems and technology for stored product pest control in ancient China. Journal of Southwest Agricultural University. 22(1): 335–338. Henderson. 2003. Toxicity and repellency of patchouli alcohol against Formosan Subterranean Termites Coptotermes Shiraki (Isoptera: Rhinotermitidae) [disertasi]. Louisiana: Departement of Entomology, Louisiana Agricultural Experiment Station. Judzentiene A, Buzylete J. 2006. Chemical composition of essential oils of Artemisia vulgaris L. (mugwort) from North Lithuania. Chemija. 17(1):1215. Kartasapoetra AG. 1991. Hama Hasil Tanaman Dalam Gudang. Ed ke-2. Jakarta (ID): PT. Rinka Cipta. Koul O, Walia S, Dhaliwal GS. 2008. Essential oils as green pesticides: Potential and constrains. Biopesticides International. 4(1): 63-84. LeOra Software. 1987. POLO-PC User’s Guide. Petaluma (US): LeOra Software. Mardiningsih TL, Wikardi EA, Wiratno, Ma’mun. 1998. Nilam sebagai bahan baku insektisida nabati. Di dalam: Hasanah M, editor. Monograf Nilam. Ed ke-5. Bogor (ID): Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat. hlm 96-98. Rusli S, Kemala S. 1991. Perkembangan penelitian tanaman atsiri. Di dalam: Wahid P dkk, editor. Pengembangan Tanaman Atsiri. Prosiding Forum Komunikasi Ilmiah Pengembangan Atsiri di Sumatera; 1991 Agu 31; Bukit Tinggi. Bogor (ID): Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat. hlm 77.
13 Surtikanti. 2004. Kumbang bubuk Sitophilus zeamais Motsch (Coleoptera:Curculionidae) dan strategi pengendaliannya. Jurnal Litbang Pertanian. 23(4):123-129. Tekeli A. 2007. Plant extracts; a new rumen moderator in ruminant diets. Journal of Tekirdag Agricultural Faculty.4(1): 71-79. Yusron M, Wiratno. 2001. Budidaya Tanaman Nilam. Ed ke-3. Bogor (ID): Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat.
LAMPIRAN
15
Lampiran 1 Tabel uji anova perlakuan minyak artemisia terhadap S. zeamais Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 5 31004.16667 6200.8333 496.07 <.00001 Error 24 30000000 12.50000 Corrected Total 29 31304.16667 Lampiran 2 Tabel uji anova perlakuan minyak artemisia terhadap T. castaneum Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 5 26836.66667 5367.33333 184.02 <.00001 Error 24 700.00000 29.16667 Corrected Total 29 27536.66667 Lampiran 3 Tabel uji anova perlakuan minyak nilam terhadap S. zeamais Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 5 29674.16667 5934.83333 474.79 <.00001 Error 24 300.00000 12.50000 Corrected Total 29 29974.16667 Lampiran 4 Tabel uji anova perlakuan minyak nilam terhadap T. castaneum Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 5 30934.16667 6186.83333 138.77 <.00001 Error 24 1070.00000 44.58333 Corrected Total 29 32004.16667
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Medan pada tanggal 18 Agustus 1992 sebagai anak ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Bapak Drs.Amran Ginting dan Ibu Dina Heriaty. Penulis memiliki dua orang kakak, yaitu M. Randi Ginting dan M. Iqbal Ginting, serta seorang adik, yaitu Chairunnisa Kurniati Ginting. Pada tahun 2010 penulis menyelesaikan pendidikan sekolah menengah atas SMA Negeri 1 Pontianak dan pada tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswa Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama duduk di bangku kuliah, penulis aktif dalam mengikuti berbagai kepantiaan, selain itu penulis juga aktif pada organisasi Bina Desa BEM KM IPB (2010-2012). Pada tahun 2011 penulis bergabung menjadi anggota BEM Fakultas Pertanian sebagai staff Departemen Minat dan Bakat. Pada tahun 2013 penulis bergabung menjadi anggota BEM KM IPB sebagai staff Kementerian Badan Internal. Selain itu, penulis juga pernah menjadi pembawa acara untuk beberapa acara-acara fakultas. Penulis pernah mengikuti Pelatihan Fumigasi yang Baik dan Benar yang diadakan oleh SEAMEO BIOTROP pada tanggal 25 – 28 Agustus 2014.
