Toksisitas Ekstrak Cabai Jawa terhadap Imago H. antonii
Kematian imago H. antonii akibat perlakuan ekstrak buah cabai jawa 0.05% - 0.3% sudah terjadi pada 24 JSP. Sementara itu, antara 24 dan 48 JSP terjadi kematian serangga uji. Setelah 48 JSP hanya terjadi sedikit peningkatan kematian serangga uji pada proporsi yang lebih rendah (Gambar 8). Kematian serangga uji meningkat seiring dengan bertambahnya waktu dan makin tingginya konsentrasi ekstrak. Pada akhir pengamatan (120 JSP), perlakuan ekstrak cabai jawa konsentrasi 0.05% - 0.3% mengakibatkan kematian H. antonii 10% - 80% dengan kematian serangga kontrol 8% (Gambar 8).
LC50 ekstrak cabai jawa makin rendah pada pengamatan dari 24 sampai 120 JSP sementara LC95 ekstrak tersebut makin kecil dari 24 sampai 72 JSP tetapi meningkat pada 96 dan 120 JSP (Tabel 2). Peningkatan LC95 pada dua pengamatan terakhir disebabkan oleh peningkatan kematian serangga uji pada konsentrasi rendah dalam proporsi yang lebih besar dibandingkan dengan peningkatan kematian serangga uji pada konsentrasi yang lebih tinggi (Gambar 8). LC50 dan LC95 ekstrak cabai jawa pada 120 JSP masing-masing 0.20% dan 0.49% (Tabel 2). Berdasarkan nilai LC95 tersebut dapat dikemukakan bahwa ekstrak cabai jawa memenuhi batas kelayakan untuk penggunaan ekstrak dengan pelarut organik di lapangan, yaitu konsentrasi 0.50% (Dadang dan Prijono 2008).
0 24 48 72 96 120 M or ta lit as (% ) Waktu pengamatan (JSP) 0.30% 0.25% 0.20% 0.15% 0.1% 0.05% Kontrol
Gambar 8 Perkembangan tingkat mortalitas imago H. antonii akibat perlakuan ekstrak cabai jawa
Kematian imago H. antonii setelah penyemprotan dengan ekstrak cabai jawa menunjukkan bahwa ekstrak tersebut memiliki efek kontak yang baik dan bersifat mematikan. Zarkani et al. (2009) melaporkan bahwa ekstrak cabai jawa memiliki efek kontak sedang terhadap larva Crocidolomia pavonana. Buah cabai jawa telah dilaporkan mengandung sejumlah senyawa piperamida yang bersifat insektisida seperti guininsin, pipersida, dan retrofraktamida A (Kikuzaki et al. 1993; Scott et
90.0 67.5 45.0
0 22.5
14
al. 2008). Miyakado et al. (1989) melaporkan bahwa pipersida bekerja sebagai racun saraf dengan efek knockdown yang cepat.
Tabel 2 Penduga parameter toksisitas ekstrak cabai jawa terhadap imago H. antonii Waktu pengamatan (JSP)a a ± GBb b ± GBb LC50 (SK 95%) (%) LC95 (SK 95%) (%) 24 3.250 ± 0.521 5.053 ± 0.770 0.227 (0.208-0.251) 0.481 (0.394-0.686) 48 3.080 ± 0.442 4.580 ± 0.626 0.210 (0.191-0.231) 0.479 (0.393-0.667) 72 3.142 ± 0.449 4.568 ± 0.633 0.205 (0.187-0.226) 0.470 (0.386-0.655) 96 2.956 ± 0.480 4.310 ± 0.685 0.206 (0.186-0.229) 0.496 (0.396-0.752) 120 2.953 ± 0.486 4.262 ± 0.693 0.203 (0.182-0.226) 0.493 (0.392-0.756) a
JSP = jam setelah perlakuan; ba: intersep regresi probit. b: kemiringan regresi probit. GB: galat baku. SK: selang kepercayaan.
Pengaruh Subletal Ekstrak Cabai Jawa terhadap Jumlah Nimfa Keturunan
H. antonii
Perlakuan dengan ekstrak cabai jawa pada konsentrasi 0.141% (LC25) dan 0.203% (LC50) menurunkan jumlah nimfa H. antonii yang dihasilkan jika dibandingkan dengan kontrol (Gambar 9). Nimfa instar-1 H. antonii keturunan yang berkembang dari nimfa instar-4 yang diberi perlakuan pada konsentrasi subletal baru mulai muncul pada pengamatan hari keempat. Jumlah nimfa keturunan yang dihasilkan pada perlakuan ekstrak cabai jawa 0.203% lebih sedikit dibandingkan dengan perlakuan ekstrak tersebut pada konsentrasi 0.141%.
Penurunan jumlah keturunan H. antonii pada perlakuan subletal ekstrak cabai jawa kemungkinan karena residu bahan aktif ekstrak yang terdapat dalam tubuh serangga uji dapat memengaruhi metabolisme nutrisi yang diperlukan untuk mendukung perkembangan dan reproduksi serangga. Sebagian senyawa aktif dalam buah cabai jawa, misalnya pipersida, bekerja sebagai racun saraf (Miyakado et al. 1989) sementara beberapa senyawa lain dapat menghambat aktivitas enzim yang menguraikan senyawa beracun di dalam sel sehingga dapat mengakibatkan terjadinya penumpukan senyawa beracun di dalam tubuh yang selanjutnya dapat mengganggu proses fisiologi perkembangan dan reproduksi serangga (Bernard et al. 1995; Scott et al. 2008).
15
Gambar 9 Pengaruh konsentrasi subletal ekstrak cabai jawa terhadap jumlah nimfa keturunan H. antonii
Persistensi Ekstrak Cabai Jawa dalam Kaitan dengan Efek terhadap Mortalitas Imago H. antonii
Perlakuan dengan ekstrak cabai jawa pada konsentrasi 0.49% (LC95) dan 0.98% (2 x LC95) yang tidak dipajankan pada sinar matahari (pemajanan 0 hari) mengakibatkan kematian imago H. antonii masing-masing 92% dan 98% pada 1 hari setelah perlakuan (HSP) yang meningkat menjadi 96% dan 100% pada 5 HSP, sementara kematian serangga kontrol berkisar dari 4% pada 1 HSP sampai 10% pada 5 HSP (Tabel 3). Perlakuan dengan ekstrak cabai jawa yang dipajankan pada sinar matahari selama 1 hari masih dapat mengakibatkan kematian imago H. antonii lebih dari 95% pada 5 HSP, sementara pada kontrol tidak ada kematian serangga uji. Perlakuan dengan ekstrak cabai jawa 0.98% yang dipajankan pada sinar matahari selama 3 hari juga masih dapat mengakibatkan kematian imago H. antonii lebih dari 95% pada 5 HSP sementara keefektifan ekstrak 0.49% sudah menurun (kematian serangga uji 70%) dengan kematian serangga kontrol sebesar 8%. Kematian serangga uji menurun menjadi sekitar 80% pada perlakuan ekstrak cabai jawa 0.49% dan 0.98% yang dipajankan pada sinar matahari selama 5 hari (Tabel 3).
Bagian spektrum cahaya matahari yang dapat memutuskan ikatan kimia adalah sinar ultraviolet (Matsumura 1985). Hasil pengujian ini menunjukkan bahwa pemajanan sediaan ekstrak cabai jawa dalam botol kaca bening pada sinar matahari tidak mengakibatkan penurunan efek mortalitas yang cepat. Hal ini mungkin karena bahan kaca botol yang digunakan sebagai tempat sediaan ekstrak yang dipajankan tidak meneruskan sinar ultraviolet 100% atau karena bahan aktif ekstrak terlindung dalam suspensi ekstrak bukan dalam bentuk lapisan tipis seperti pada permukaan daun. Pebrulita et al. (2013) melaporkan bahwa residu ekstrak
Piper aduncum yang disemprotkan pada tanaman brokoli kehilangan aktivitasnya terhadap larva C. pavonana hanya dalam waktu 24 jam pemajanan, yaitu mortalitas serangga tersebut menurun dari 100% pada perlakuan dengan deposit ekstrak segar (pemajanan 0 hari) menjadi 0% - 11% pada perlakuan dengan residu ekstrak pada daun brokoli yang terpajan pada sinar matahari selama 24 jam. Perbedaan persistensi tersebut dapat disebabkan oleh perbedaan cara pemajanan
LC50 0.203% LC25 0.141% Kontrol
16
ekstrak atau perbedaan persistensi bahan aktif kedua ekstrak tersebut terhadap pajanan cahaya matahari. Untuk memastikan persistensi ekstrak cabai jawa di lapangan, perlu dilakukan uji persistensi dengan perlakuan penyemprotan ekstrak pada permukaan daun.
Tabel 3 Rata-rata kematian imago H. antonii yang diperlakukan ekstrak cabai jawa yang dipajankan di bawah sinar matahari selama 0, 1, 3, dan 5 hari
Konsen trasi ekstrak (%)
Mortalitas (%)a imago H. antonii pada hari ke-
1 2 3 4 5
Pemajanan 0 hari
Kontrol 4 ± 0.6a 10 ± 1.4a 10 ± 1.4a 10 ± 1.4a 10 ± 1.4a 0.49 92 ± 0.8b 94 ± 0.9b 94 ± 0.9b 96 ± 0.9b 96 ± 0.9b 0.98 98 ± 0.5b 98 ± 0.5b 98 ± 0.5b 100 ± 0b 100 ± 0b Pemajanan 1 hari Kontrol 0 ± 0a 0 ± 0a 0 ± 0a 0 ± 0a 0 ± 0a 0.49 92 ± 0.3b 92 ± 1.3b 96 ± 0.6b 96 ± 0.6b 96 ± 0.6b 0.98 98 ±0.5b 98 ± 0.5b 98 ± 0.5b 98 ± 0.5b 98 ± 0.5b Pemajanan 3 hari
Kontrol 4 ± 0.9a 8 ± 1.1a 8 ± 1.1a 8 ± 1.1a 8 ± 1.1a 0.49 70 ±1.9b 70 ± 1.9b 70 ± 1.9b 70 ± 1.9b 70 ± 1.9b 0.98 92 ± 0.8c 94 ± 0.6c 94 ± 0.6c 96 ± 0.6c 96 ± 0.6c
Pemajanan 5 hari
Kontrol 4 ± 0.6a 6 ± 0.9a 6 ± 0.9a 8 ± 1.3a 8 ± 1.3a 0.49 80 ± 0.2b 80 ± 1.2b 80 ± 1.2b 80 ± 1.2b 80 ± 1.2b 0.98 82 ±1.3b 82 ± 1.3b 82 ± 1.3b 82 ± 1.3b 82 ± 1.3b
a
Untuk setiap kelompok pemajanan, rataan pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji selang berganda Duncan pada taraf nyata 5%. Persistensi Ekstrak P. retrofractum dalam Kaitan dengan Efek terhadap Oviposisi H. antonii
Perlakuan ekstrak cabai jawa konsentrasi 0.98% (2 x LC95) dengan pemajanan 0 dan 1 hari menekan secara nyata jumlah telur yang diletakkan oleh imago H. antonii dibandingkan dengan kontrol, dengan indeks penghambatan oviposisi masing-masing 22.7% dan 23.8% (Tabel 4), sedangkan pada pemajanan ekstrak cabai jawa selama 3 dan 5 hari, jumlah telur yang diletakkan pada buah mentimun perlakuan tidak berbeda nyata dengan jumlah telur pada buah mentimun kontrol.
Dolui et al. (2012) melaporkan bahwa aplikasi ekstrak metanol daun
Heliotropium indicum pada tanaman teh menurunkan jumlah telur yang diletakkan betina H. theivora. Sementara itu, Akhtar et al. (2010) melaporkan bahwa toksisitas metil eugenol dan butil eugenol tidak berkorelasi dengan aktivitas
17 penghambatan oviposisi pada Trichoplusia ni. Penerimaan tanaman inang oleh serangga sebagai tempat peletakan telur bergantung pada pengaturan sistem saraf kemosensori dan mekanosensori serangga yang menentukan keseimbangan respons terhadap senyawa stimulan dan deteren yang terdapat pada permukaan tanaman (Schoonhoven et al. 2005).
Tabel 4 Pengaruh ekstrak cabai jawa yang dipajankan di bawah sinar matahari selama 0, 1, 3, dan 5 hari terhadap oviposisi H. antonii (metode pilihan)
Lama pemajanan (hari)
Konsentrasi (%)
Rataan jumlah telur ± SB
Pa IPO (%)b Perlakuan Kontrol 0 0.49 22.2 ± 6.8 24.8 ± 6.0 0.340 5.5 0.98 21.4 ± 4.0 34.0 ± 6.9 0.012 22.7 1 0.49 11.4 ± 6.2 16.8 ± 2.8 0.063 19.1 0.98 12.2 ± 5.4 19.8 ± 8.4 0.031 23.8 3 0.49 30.6 ± 9.6 33.2 ± 12.5 0.778 4.1 0.98 39.6 ± 10.1 30.6 ± 4.5 0.106 -12.8 5 0.49 21.4 ± 5.6 32.3 ± 8.8 0.664 20.3 0.98 30.0 ± 11.9 28.6 ± 2.7 0.877 -2.4 a
Nilai P untuk perbedaan antara perlakuan dan kontrol menurut uji-t berpasangan,
b
IPO = indeks penghambatan oviposisi.
Pembahasan Umum
Toksisitas ekstrak etil asetat cabai jawa dalam penelitian ini (LC50 dan LC95) pada 120 JSP masing-masing 0.203% dan 0.493%. Ekstrak buah cabai jawa ini cukup potensial untuk dikembangkan lebih lanjut karena LC95 dicapai pada konsentrasi < 0.5%. Menurut Dadang dan Prijono (2008) ekstrak kasar tumbuhan pada konsentrasi 0.5% cukup efisien untuk dikembangkan sebagai sumber insektisida nabati. Ekstrak buah cabai jawa memiliki senyawa aktif isobutilamida tidak jenuh, seperti pipersida dengan aktivitas insektisida yang kuat dan bekerja sebagai racun saraf sehingga efek mematikannya berlangsung cepat (Scott at al. 2008). Kelebihan lain dari buah cabai jawa adalah adanya efek sinergisme. Hal tersebut terjadi karena adanya senyawa yang mengandung gugus metilendioksifenil yang bersifat sinergis seperti guininsin, pipersida, dan dihidropipersida (Scott et al. 2008). Buah cabai jawa juga mengandung senyawa lain yang memiliki gugus metilendioksifenil termasuk piperin, retrofractamida A, C, dan D, sesamin dan metil piperat (Parmar et al. 1997). Berdasarkan hasil tersebut, ekstrak cabai jawa diharapkan dapat bersifat sinergis apabila dicampurkan dengan insektisida lain. Beberapa hasil penelitian melaporkan sinergisme cabai jawa dengan insektisida nabati lainnya seperti ekstrak P. retrofractum + A. squamosa (1 : 2) terhadap kutu putih pepaya P. marginatus
(Asnan 2014), dan ekstrak P. retrofractum + T. vogelii (1 : 1) terhadap ulat krop kubis C. pavonana (Nurfajrina 2014).
Perlakuan dengan konsentrasi subletal ekstrak cabai jawa 0.141% (LC25) dan 0.203% (LC50) menyebabkan penurunan jumlah nimfa keturunan H. antonii. Hal tersebut menunjukkan bahwa perlakuan dengan ekstrak cabai jawa tidak akan
18
menimbulkan resurjensi sehingga insektisida nabati tersebut dapat diintegrasikan dalam program pengendalian hama terpadu terhadap H. antonii.
Persistensi merupakan jangka waktu senyawa aktif insektisida masih memiliki aktivitas biologi. Radiasi sinar matahari terutama sinar ultraviolet dan curah hujan dapat memengaruhi persistensi insektisida di alam. Pengujian persistensi pada insektisida nabati perlu dilakukan karena senyawa insektisida nabati mudah terurai bila dipajankan di bawah sinar matahari khususnya bagian spektrum ultraviolet (Dadang dan Prijono 2008). Persistensi insektisida nabati yang singkat menyebabkan aplikasi yang berulang-ulang sehingga tidak menguntungkan dari segi ekonomi. Akan tetapi sifat insektisida nabati yang memiliki persistensi singkat memungkinkan aplikasi beberapa saat menjelang panen. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa ekstrak cabai jawa yang dipajankan di bawah sinar matahari selama 5 hari masih efektif dalam mematikan imago H. antonii. Dadang et al. (2007) melaporkan bahwa campuran ekstrak cabai jawa + A. squamosa (3:7) pada konsentrasi 0.1% yang dipajankan di bawah sinar matahari selama 10 hari menyebabkan mortalitas larva C. pavonana lebih dari 97%. Akan tetapi hasil penelitian Asnan (2014) menunjukkan bahwa aktivitas formulasi ekstrak P. retrofractum + A. squamosa (1 : 2) terhadap P. marginatus
semakin menurun seiring dengan lamanya formulasi tersebut dipajankan di bawah sinar matahari.
Serangga dewasa betina memilih untuk meletakkan telur pada bagian tumbuhan yang akan mendukung pertumbuhan optimal keturunannya. Morfologi permukaan tanaman berpengaruh terhadap penentuan serangga betina sebagai tempat peletakan telur. Permukaan daun yang kasar lebih cenderung dipilih
Plutella xylostella dari pada yang halus (Schoonhoven et al. 2005). Permukaan buah kakao yang kasar diharapkan dapat menahan aliran permukaan ekstrak insektisida nabati yang disemprotkan sehingga mampu menghambat peletakan telur oleh serangga betina Helopeltis spp.
Kombinasi pengaruh langsung dalam mematikan H. antonii, pengaruh terhadap jumlah keturunan, dan penghambatan oviposisi akan memberikan penekanan yang cukup besar terhadap perkembangan populasi H. antonii di lapangan. Untuk memastikan hal tersebut perlu dilakukan pengujian di lapangan.