Keefektifan Ekstrak Lada dan Lerak terhadap Larva Meloidogyne spp. Secara In Vitro
Kematian nematoda uji akibat perlakuan dengan ekstrak lada dan lerak serta campurannya pada lima taraf konsentrasi, yaitu 10, 20, 30, 40, dan 50 mg/ml, sudah terjadi pada pengamatan 24 jam setelah perlakuan (JSP), dan tingkat mortalitas tersebut makin tinggi dengan makin tingginya konsentrasi ekstrak (Gambar 1). Pada pengamatan 72 JSP, tingkat mortalitas nematoda uji akibat perlakuan dengan ekstrak lada, lerak, dan campurannya pada konsentrasi 10-50 mg/l berturut-turut berkisar 33.6% - 83.2%, 27.5% - 85.1%, dan 41.2% - 90.9%, dengan kematian kontrol 1.6% (Lampiran 1).
Peningkatan mortalitas nematoda uji antara 24 dan 48 JSP serta antara 48 dan 72 JSP lebih landai dibandingkan dengan peningkatan mortalitas pada 24 jam pertama (Gambar 1). Hal ini menunjukkan bahwa senyawa aktif lada dan lerak bekerja relatif cepat pada larva Meloidogyne spp., kemungkinan karena senyawa aktif tersebut dapat menembus dinding tubuh nematoda uji yang tipis dan mencapai organ sasaran dengan relatif cepat.
Perlakuan dengan ekstrak uji pada kelima taraf konsentrasi menyebabkan kematian J2 Meloidogyne spp. yang berbeda nyata dengan kontrol (Tabel 1). Kematian nematoda uji juga berbeda nyata di antara lima taraf konsentrasi yang diuji. Berdasarkan hasil pengamatan pada 72 jam setelah perlakuan (JSP), perlakuan campuran ekstrak lada dan lerak 50 mg/ml menyebabkan kematian tertinggi (90.9%), sedangkan perlakuan dengan ekstrak tunggal lada atau lerak pada konsentrasi yang sama menyebabkan kematian yang hampir sama, yaitu sebesar 83.2% dan 85.1%. Perlakuan ekstrak lerak pada konsentrasi 10 sampai 30 mg/ml menyebabkan mortalitas yang lebih rendah daripada ekstrak biji lada, sedangkan pada konsentrasi 40 mg/ml dan 50 mg/ml mortalitas pada perlakuan ekstrak lerak lebih tinggi. Walaupun mortalitas nematoda uji belum mencapai 100%, ekstrak lada dan lerak dapat menghambat pergerakan Meloidogyne spp. Nematoda uji dalam cawan yang hanya berisi air (kontrol) terlihat aktif bergerak, sedangkan nematoda dalam cawan yang berisi ekstrak bergerak lambat. Setelah dilakukan pencucian menggunakan air untuk keperluan penghitungan mortalitas, nematoda dalam cawan perlakuan bergerak aktif kembali.
Hasil analisis probit menunjukkan bahwa semua ekstrak, baik tunggal maupun campuran, pada waktu pengamatan yang sama memiliki aktivitas nematisida yang hampir sama (Tabel 2). LC95 ekstrak campuran rata-rata lebih kecil dibandingkan dengan ekstrak tunggal yang menunjukkan bahwa ekstrak campuran lebih toksik daripada ekstrak tunggal terhadap nematoda uji.
Berdasarkan indeks kombinasi (IK) pada pengamatan 24, 48, dan 72 JSP, campuran ekstrak lada dengan lerak bersifat aditif baik pada taraf LC50 maupun LC95 (Tabel 3). Sifat aditif menunjukkan bahwa tingkat mortalitas J2 Meloidogyne spp. akibat perlakuan dengan ekstrak campuran tidak berbeda dengan jumlah tingkat mortalitas akibat perlakuan dengan kedua ekstrak tunggal secara terpisah (Kosman dan Cohen 1996).
7 0 20 40 60 80 100 Morta li tas ( % ) 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 0 24 48 72 M ort ali tas (%) Waktu pengamatan (JSP) 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 Morta li tas ( % ) 50 40 30 20 10 0
Gambar 1 Perkembangan tingkat mortalitas J2 Meloidogyne spp. pada perlakuan ekstrak lada, lerak, dan campurannya dengan pelarut air pada pengamatan 24–72 JSP. Angka-angka pada legenda menunjukkan konsentrasi esktrak dalam satuan mg/ml.
Lada
Lerak
8
Tabel 1 Mortalitas J2 Meloidogyne spp. akibat perlakuan dengan ekstrak lada, lerak, dan campurannya dengan pelarut air
Konsentrasi (mg/ml)
Rata-rata mortalitas kumulatif SB (%) pada 72 JSPa
Lada Lerak Campuran
0 (kontrol) 1.6 0.6f 1.6 0.6f 1.6 0.6f
10 33.6 2.8e 27.5 2.8e 41.2 5.4e
20 45.6 3.4d 43.0 5.1d 54.6 2.2d
30 60.4 1.0c 56.6 4.5c 68.5 3.0c
40 70.7 3.3b 73.1 3.2b 79.3 1.4b
50 83.2 2.8a 85.1 3.8a 90.9 0.9a
a
JSP = jam setelah perlakuan. Nilai rata-rata pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata manurut uji selang berganda Duncan ( = 0.05).
Tabel 2 Toksisitas ekstrak lada, lerak, dan campurannya dengan pelarut air terhadap J2 Meloidogyne spp. Jenis ekstrak Waktu pengamatan (JSP)a LC50 (SK 95%) (mg/ml)b LC95 (SK 95%) (mg/ml)b Lada 24 29.3 (22.8-38.9) 193.2 (102.2-978.2) 48 21.4 (14.7-27.9) 156.7 (84.6-822.6) 72 20.1 (13.2-26.3) 148.9 (80.1-833.1) Lerak 24 30.3 (20.6-52.0) 164.1 (77.2-4640.6) 48 24.4 (14.7-36.1) 136.2 (68.4-2452.4) 72 22.0 (14.8-28.6) 114.1 (67.7-493.0) Campuran lada dan lerak 24 20.3 (10.4-29.0) 182.0 (81.5-5343.8) 48 16.5 (4.8-24.5) 124.8 (60.0-6448.2) 72 15.5 (7.0-21.4) 97.6 (56.7-579.3) a
JSP = jam setelah perlakuan. bSK = selang kepercayaan 95%.
Tabel 3 Sifat aktivitas campuran ekstrak lada dan lerak dengan pelarut air terhadap J2 Meloidogyne spp.
Waktu pengamatan (JSP)
Indeks kombinasi Sifat
LC50 LC95 LC50 LC95
24 0.80 1.29 Aditif Aditif
48 0.85 1.04 Aditif Aditif
9 Pengaruh Ekstrak Lada dan Lerak terhadap Perkembangan Meloidogyne
spp. pada Tanaman Tomat
Jumlah puru akar pada semua perlakuan ekstrak secara nyata lebih rendah dibandingkan dengan kontrol. Perlakuan dengan ekstrak lada, lerak, dan campurannya pada konsentrasi 50 mg/ml menekan jumlah puru akar berturut-turut sekitar 37%, 28%, dan 40%, sedangkan perlakuan konsentrasi 100 mg/ml menekan jumlah puru akar berturut-turut sekitar 58%, 56%, dan 68% (Tabel 4). Kepadatan akhir Meloidogyne spp. dalam tanah pada semua perlakuan ekstrak juga berbeda nyata dengan kontrol. Penekanan kepadatan akhir nematoda pada perlakuan ekstrak lada, lerak, dan campurannya pada konsentrasi 50 mg/ml berturut-turut sekitar 33%, 28%, dan 33%, sedangkan penekanan kepadatan akhir nematoda pada perlakuan konsentrasi 100 mg/ml berturut-turut sekitar 55%, 54%, dan 60% (Tabel 4). Berdasarkan kategori tingkat efikasi (TE) Abbott (1925), ekstrak lada, lerak, dan campurannya pada konsentrasi 50 mg/ml kurang efektif (25% ≤ TE < 40%) dalam menekan jumlah puru akar dan kepadatan akhir nematoda, sedangkan pada konsentrasi 100 mg/ml ekstrak lada dan lerak agak efektif (40% ≤ TE < 60%) dan ekstrak campuran cukup efektif (60% ≤ TE < 75%). Tingkat efikasi tersebut dapat ditingkatkan bila digunakan ekstrak pada konsentrasi yang lebih tinggi. Dengan demikian dapat dikemukakan bahwa ekstrak lada, lerak, dan campurannya memiliki potensi sebagai nematisida nabati untuk mengendalikan Meloidogyne spp. pada tanaman tomat.
Tabel 4 Pengaruh ekstrak lada, lerak, dan campurannya terhadap jumlah puru akar dan kepadatan akhir Meloidogyne spp.
Perlakuana
Puru Kepadatan akhir
Jumlah (per gram akar)b Penekanan (%)c Jumlah (per 100 gram tanah)b Penekanan (%)c
Kontrol 114.43a - 7425.83a -
Lada 50 72.31c 36.8 4996.83b 32.7 Lada 100 48.01cd 58.1 3341.50bc 55.0 Lerak 50 82.07b 28.3 5346.00b 28.0 Lerak 100 49.86cd 56.4 3449.33bc 53.6 Campuran 50 68.77c 39.9 4971.33b 33.1 Campuran 100 36.82d 67.8 2957.33c 60.2 a
Angka 50 dan 100 menunjukkan konsentrasi ekstrak dalam satuan mg/ml. bNilai rata-rata pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata menurut uji selang berganda Duncan ( = 0.05). cTingkat efikasi terhadap kontrol.
Aplikasi ekstrak lada, lerak, dan campurannya dapat meningkatkan bobot tajuk dan akar tanaman tomat yang terserang Meloidogyne spp. (Tabel 5). Bobot tajuk dan akar tanaman tomat pada perlakuan penyiraman campuran ekstrak lada dan lerak konsentrasi 100 mg/ml lebih tinggi daripada perlakuan lainnya, dengan peningkatan bobot berturut-turut 60.3% dan 79.3%. Perlakuan ekstrak tunggal lada dan lerak pada konsentrasi 100 mg/ml meningkatkan bobot tajuk berturut-turut 51.7% dan 53.5%, serta meningkatkan bobot akar berberturut-turut-berturut-turut 69.8% dan
10
64.2%, sedangkan pada konsentrasi 50 mg/ml semua perlakuan ekstrak tidak meningkatkan bobot tajuk dan bobot akar secara nyata.
Tabel 5 Pengaruh ekstrak lada, lerak, dan campurannya terhadap bobot kering tanaman tomat yang terinfeksi Meloidogyne spp.
Perlakuana Tajukb Akarb Bobot (g)c Peningkatan (%)d Bobot (g) c Peningkatan (%)d Kontrol 0.58c - 0.53c - Lada 50 0.82bc 41.4 0.80bc 50.9 Lada 100 0.88b 51.7 0.90b 69.8 Lerak 50 0.80bc 37.9 0.78bc 47.2 Lerak 100 0.89b 53.5 0.87b 64.2 Campuran 50 0.84bc 44.8 0.81bc 52.8
Campuran 100 0.93a 60.3 0.95a 79.3
a
Angka 50 dan 100 menunjukkan konsentrasi ekstrak dalam satuan mg/ml. bBobot kering tajuk dan akar tanaman tomat pada 6 MST. cNilai rata-rata pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata manurut uji selang berganda Duncan ( = 0.05). dTingkat efikasi terhadap kontrol.
Aplikasi ekstrak lada, lerak, dan campurannya juga berpengaruh terhadap tinggi tanaman tomat yang diamati setiap minggu sampai 6 MST (Gambar 2). Peningkatan tinggi tanaman tomat pada perlakuan ekstrak campuran lada dan lerak lebih tinggi daripada perlakuan lainnya, baik pada konsentrasi 50 mg/ml maupun 100 mg/ml. Tanaman tomat pada perlakuan ekstrak lada 100 mg/ml lebih tinggi daripada perlakuan ekstrak lerak 100 mg/ml, sedangkan tinggi tanaman tomat pada perlakuan ekstrak lada dan lerak secara tunggal pada konsentrasi 50 mg/ml hampir sama. Tinggi tanaman tomat kontrol lebih rendah daripada tinggi tanaman tomat yang diberi perlakuan dengan ekstrak uji. Hal ini disebabkan Meloidogyne spp. yang menyerang akar tanaman menghambat pertumbuhan tanaman. Penyiraman ekstrak lada, lerak, dan campurannya dapat menekan serangan Meloidogyne spp. di dalam tanah sehingga dapat menekan faktor penghambat pertumbuhan tanaman.
Pembahasan Umum
Meloidogyne spp. dapat menghambat pertumbuhan tanaman seperti yang teramati pada tanaman tomat yang digunakan dalam penelitian ini. Evans (1982) dan Melakaberhan et al. (1987) mengemukakan bahwa Meloidogyne spp. mengganggu akar tanaman dengan masuk ke dalam sel akar yang menyebabkan sel membesar dan berinti banyak sebagai tempat makan yang permanen bagi nematoda tersebut. Hal tersebut menyebabkan translokasi air dan unsur hara pada jaringan pembuluh tanaman terhambat. Penghambatan pertumbuhan tanaman makin tinggi dengan meningkatknya infeksi nematoda pada akar tanaman. Kinloch (1982) melaporkan bahwa pertumbuhan tanaman kedelai berbanding terbalik dengan kepadatan populasi Meloidogyne incognita. Keefektifan perlakuan ekstrak pada penelitian ini berhubungan dengan makin rendahnya kepadatan
11 nematoda, makin sedikitnya jumlah puru akar, dan makin tinggi pertumbuhan tanaman akibat dari pertumbuhan akar.
Gambar 2 Perkembangan tinggi tanaman tomat pada perlakuan penyiraman ekstrak lada, lerak, dan campurannya dengan pelarut air
Pengaruh ekstrak lada, lerak dan campurannya terhadap mortalitas Meloidogyne spp. pada pengujian in vitro lebih tinggi daripada pengaruhnya terhadap jumlah puru akar dan kepadatan akhir Meloidogyne spp. pada pengujian in vivo, walaupun konsentrasi dalam pengujian in vivo sudah dinaikkan dua kali lipat. Hal tersebut disebabkan hasil pengujian in vivo dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Pada pengujian in vitro, Meloidogyne spp. yang diuji kontak langsung dengan ekstrak tanaman, sedangkan pada pengujian in vivo ekstrak hanya disiramkan pada tanah yang diketahui di dalam tanah terdapat buffer yang dapat menjerap bahan aktif ekstrak tersebut, mikroorganisme pengurai, kandungan air waktu penyiraman yang dapat memengaruhi konsentrasi residu ekstrak, dan keterbatasan bahan aktif kontak dengan nematoda yang tersebar di dalam tanah. Scott at al. (2003) melaporkan bahwa formulasi ekstrak Piper dalam tanah kurang memiliki efek residu karena pajanan sinar matahari secara terus-menerus menurunkan aktivitas senyawa aktif ekstrak Piper. Penekanan serangan nematoda yang dihasilkan pada uji in vivo tidak harus ditingkatkan dengan menaikkan konsentrasi ekstrak. Aplikasi ekstrak dapat dikombinasikan dengan komponen lain dari pengandalian hama terpadu seperti penggunaan varietas tahan, pengolahan tanah, dan cara budidaya tanaman lainnya untuk lebih meningkatkan penekanan terhadap serangan Meloidogyne spp. Selain itu, nematoda di dalam tanah juga dapat ditekan oleh musuh alaminya.
Mortalitas dan penekanan serangan nematoda yang terjadi menunjukkan bahwa lada dan lerak mengandung senyawa aktif yang dapat menghambat pergerakan nematoda. Tiga senyawa piperamida dari biji lada, yaitu pipersida,
0 10 20 30 40 50 60 0 1 2 3 4 5 6 T ing g i tana man (c m) Waktu pengamatan (MST) Kontrol Lada 50 mg/ml Lada 100 mg/ml Lerak 50 mg/ml Lerak 100 mg/ml Campuran 50 mg/ml Campuran 100 mg/ml
12
dehidropipersida, dan guininsin memiliki efek kontak yang baik dan menimbulkan efek knockdown yang cepat pada kumbang Callosobruchus chinensis (Miyakado et al. 1989). Senyawa piperamida tersebut bekerja sebagai racun saraf dengan mengganggu hantaran impuls saraf pada akson saraf pusat sehingga menyebabkan serangga lumpuh dan akhirnya mati (Scott et al. 2008). Nematoda juga memiliki sistem saraf sehingga bila ekstrak lada kontak dengan nematoda, senyawa aktif lada akan menembus dinding tubuh nematoda yang selanjutnya dapat mengganggu fungsi saraf dan mengakibatkan kelumpuhan, yang akhirnya dapat menghambat kemampuan nematoda dalam menemukan akar tanaman inang.
Senyawa saponin dalam lerak memiliki sifat seperti detergen yang mempunyai struktur bipolar, yaitu memiliki bagian yang bersifat hidrofilik dan hidrofobik sehingga dapat menyatukan senyawa polar dan nonpolar secara homogen, termasuk mengikat lapisan lemak dalam air. Sifat tersebut memungkinkan senyawa aktif lerak selain dapat diekstrak dengan pelarut organik seperti metanol juga dapat diekstrak dengan air (Syahroni dan Prijono 2003). Saponin yang terkandung dalam lerak dapat menurunkan tegangan permukaan membran sel yang mengakibatkan permeabilitas membran sel meningkat dan terjadi kebocoran sel yang selanjutnya mengakibatkan kematian (Tekeli et al. 2007; Wina 2011). Bila saponin masuk ke dalam tubuh nematoda dengan cara difusi melalui dinding tubuh, senyawa tersebut akan merusak membran berbagai sel nematoda sehingga terjadi kebocoran sel dan lambat laun nematoda akan mati.
Campuran ekstrak lada dan lerak bersifat aditif baik pada LC50 dan LC95
maupun pada waktu pengamatan yang berbeda. Gangguan pada membran sel yang ditimbulkan oleh senyawa ekstrak lerak dengan pelarut air tampaknya tidak memengaruhi aktivitas senyawa aktif lada dalam meracuni organ saraf di dalam tubuh nematoda, dan sebaliknya senyawa aktif lada tampaknya tidak berpengaruh terhadap detoksifikasi senyawa lerak.
Pengendalian Meloidogyne spp. di lapangan dapat dilakukan dengan menghaluskan biji lada dan buah lerak yang dicampur dengan air. Namun dalam skala lahan yang luas pengendalian menggunakan ekstrak lada secara tunggal kurang ekonomis mengingat harga lada yang mahal. Alternatif lain, ekstraksi biji lada dilakukan menggunakan pelarut organik yang dapat menghasilkan senyawa aktif lebih banyak. Di lain pihak, ekstraksi lerak dengan pelarut organik tidak ekonomis karena aktivitas ekstrak metanol lerak terhadap ulat C. pavonana tidak berbeda dengan aktivitas ekstrak lerak dengan pelarut air (Syahroni dan Prijono 2003). Namun, aktivitas ekstrak lerak dapat ditingkatkan dengan cara mengekstrak buah lerak menggunakan air yang dipanaskan (Mediana dan Prijono 2014). Aplikasi ekstrak tumbuhan di lapangan dapat dengan mudah dilakukan petani dengan cara menyiramkan ekstrak pada lubang tanam sebelum tanam dan penyiraman di sekitar akar tanaman setelah tanam untuk mencegah nematoda menemukan akar tanaman.