BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
C. Mortalitas Ulat Grayak
Pengaplikasian ekstrak buah bintaro pada larva instar III, memberikan pengaruh terhadap pola makan S.litura. Pengaruhnya yaitu perlahan-lahan
S.litura mengalami penurunan nafsu makan dan dalam beberapa waktu akan
menyebabkan kematian karena kelaparan. Dari hal tersebut dijadikan tolak ukur bahwa pengaplikasian ektrak buah bintaro memberikan efek terhadap aktivitas makan S.litura. Jumlah mortalitas S. litura pada tiap konsentrasi ekstrak buah bintaro yang berbeda dapat dilihat pada tabel 4.2 :
Tabel 4.2 Jumlah mortalitas ulat Spodoptera litura dengan pemberian ekstrak buah bintaro selama 4 hari
Konsentrasi Mortalitas (individu) Mortalitas (%)
0 % 0 0%
1 % 4.75 47,5%
1.5 % 5.75 57,5%
2 % 7 70%
2.5 % 9 90%
Pada tabel 4.2 menunjukkan pengaruh ekstrak buah bintaro tehadap rata-rata mortalitas ulat S. litura yang dilakukan selama 4 hari. Pada konsentrasi 0% tidak terdapat mortalitas pada S. litura, karena pada pakan tidak diberikan ekstrak buah bintaro, sehingga tidak terdapat kandungan metabolit sekunder yang akan menyebabkan mortalitas pada S. litura. Metabolit sekunder adalah senyawa-senyawa organik yang berasal dari tanaman dan secara umum memiliki kemampuan untuk melindungi tanaman dari penganggu. Pada penelitian ini konsentrasi 0% merupakan konstanta untuk menentukan nilai Y pada persamaan regresi linier (Y=a+bX). Pemberian ekstrak buah bintaro memberikan efek terhadap mortalitas S.
litura, selain itu pemberian ekstrak buah bintaro berpengaruh terhadap
aktivitas S. litura. Pemberian ekstrak buah bintaro pada konsentrasi 1%, 1,5%, 2%, 2,5%, memberikan efek yang berbeda terhadap kematian S. litura. Pemberian dengan berbagai konsentrasi, bertujuan untuk menentukan nilai
bintaro menyebabkan mortalitas sebanyak 47,5% pada S. litura. Pada konsentrasi 1% tingkat kematian masih rendah, karena senyawa toksik yang terdapat pada ekstrak buah bintaro belum mampu untuk mematikan S. litura. Hal ini karena pada konsentrasi rendah, beberapa senyawa akan memiliki cara kerja yang berbeda. Seperti senyawa alkaloid pada ekstrak buah bintaro yang dalam jumlah kecil hanya akan bekerja sebagai penolak makan (antifeedan), yang tidak akan mematikan S. litura dalam waktu cepat. Pada konsentrasi ini S. litura tidak akan langsung mati melainkan akan mengalami penurunan nafsu makan dan dalam beberapa waktu S. litura akan mengalami kematian karena kelaparan. Hal ini menunjukkan bahwa semakin rendah senyawa aktif yang terkandung dalam ekstrak, maka waktu yang dibutuhkan untuk membunuh S. litura akan semakin lama.
Bioinsektisida nabati pada umumnya memiliki cara kerja yang berbeda, di antaranya terdapat beberapa senyawa yang bersifat sebagai repellen dan
antifeedan yang tidak akan langsung mematikan ulat. Senyawa ini akan
membunuh ulat secara perlahan-lahan, racun yang masuk ke tubuh ulat akan terakumulasi dan dalam jangka waktu lama akan membunuh ulat. Di sisi lain terdapat senyawa yang bersifat mematikan secara langsung karena menyerang organ vital seperti syaraf, saluran pencernaan dan saluran pernafasan (Thamrin dkk. 2007). Beberapa senyawa yang terdapat dalam ekstrak buah bintaro adalah alkaloid, flavonoid, saponin, tanin dan steroid. Adanya senyawa alkaloid dan flavonoid pada ekstrak buah bintaro dapat dilihat pada tabel 4.1 yang juga menunjukkan informasi kuantitatif senyawa di dalam
ekstrak metanol buah bintaro. Senyawa tersebut memiliki cara kerja yang berbeda, alkaloid bekerja sebagai racun kontak. Namun dalam jumlah sedikit alkaloid hanya bersifat sebagai antifeedan yang membunuh S. litura secara perlahan-lahan karena menurunnya nafsu makan dan baru akan menyebabkan kematian dalam beberapa waktu karena kelaparan. Tetapi dalam jumlah besar alkaloid bekerja sebagai racun kontak dan racun pencernaan yang akan langsung membunuh S.litura, karena menyerang organ vital seperti sistem syaraf dan mempengaruhi aktivitas jantung.
Senyawa flavonoid memiliki cara kerja sebagai racun pernapasan dan racun metabolisme yang dapat langsung menyebabkan kematian pada S.
litura dalam waktu singkat. Penetrasi senyawa alkaloid dan flavonoid ke
dalam tubuh ulat, melalui kutikula yang tersusun dari lipoprotein terkonjugasi (protein dan lemak terpisah) yaitu bahan lipid yang tersebar tetapi tidak membentuk lapisan sehingga lapisan ini mudah ditembus. Senyawa alkaloid dan flavonoid akan masuk ke dalam jaringan di bawah integumen menuju organ sasaran. Senyawa saponin memiliki cara kerja sebagai racun protoplasma karena bekerja merusak sel protoplasma pada S. litura. Senyawa tanin memiliki cara kerja sebagai racun pencernaan, sedangkan senyawa steroid memiliki cara kerja yang mempengaruhi hormon ekdison. Menurut Pangnakorn et al (2012), bahwa setiap senyawa toksik yang masuk ke dalam tubuh ulat akan terakumulasi dan perlahan-lahan merusak sistem tubuh fisiologi serta menghambat pertumbuhan ulat dan berakhir dengan kematian.
Pada konsentrasi 1,5% ekstrak buah bintaro sudah menunjukkan efek kematian sebesar 57,5% yang berarti pada konsentrasi ini senyawa yang terkandung sudah mulai bekerja dengan efektif. Begitu pula dengan konsentrasi 2% dan 2,5%. Pada konsentrasi 2,5 % terdapat perbedaan dengan konsentrasi dibawahnya, pada konsentrasi ini terdapat mortalitas tertinggi yaitu kematian pada 9 larva S. litura. Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi 2,5% dapat menyebabkan kematian S. litura di atas 50% atau sebesar 90%. Semakin tinggi konsentrasi yang digunakan, maka tingkat mortalitas S. litura semakin tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi berbanding lurus dengan peningkatan mortalitas, sehingga daya bunuh semakin tinggi (Purba, 2007).
Berdasarkan pada Tabel 4.2 menunjukkan bahwa konsentrasi 0% tidak mengakibatkan mortalitas, karena tidak ada penambahan ekstrak buah bintaro, sedangkan pada konsentrasi 1%, 1,5%, 2% dan 2,5% memberikan efek terhadap mortalitas S. litura. Semakin tinggi konsentrasi maka semakin tinggi pula mortalitas S. litura. Pada konsentrasi 1% mortalitas belum mencapai 50%, hal ini karena senyawa aktif yang terkandung di dalamnya masih rendah sehingga belum bekerja dengan efektif atau bekerja dengan lamban, sehingga mortalitas baru mencapai 47,5%. Kemudian pada konsentrasi 1,5% mortalitas telah melewati 50% atau sebesar 57,5%, pada konsentrasi ini senyawa aktif sudah mulai bekerja dengan efektif. Hal ini dapat dilihat dari persentase mortalitas yang sudah melebihi 50%. Begitu pula dengan konsentrasi 2% dan 2,5% yang menunjukkan mortalitas semakin
meningkat. Pada konsentrasi 2% mortalitas sebanyak 70% dan 2,5% mortalitas sebanyak 90%. Berdasarkan konsentrasi di atas ekstrak buah bintaro yang memberikan efek mematikan S. litura sebesar 50% (LC50) yang terletak diantara konsentrasi 1% dan 1,5%, sehingga dapat dikatakan bahwa pengaplikasian ekstrak buah bintaro memberikan efek terhadap mortalitas S.
litura. Penentuan nilai LC50 diperoleh dengan melihat persentase kematian yang mencapai 50% pada konsentrasi tertentu. Nilai LC50 baik apabila terletak di antara konsentrasi yang digunakan.
Gambar 4.3 Analisis LC50 ekstrak buah bintaro terhadap S. litura selama 4 hari
Dari gambar 4.3 didapatkan persamaan garis lurus y = 3,4527x + 0,4662. Gambar 4.3 menunjukkan konsentrasi terhadap nilai probit yang didapat dari persentase mortalitas S. litura. Analisis regresi linier pada gambar 4.3 menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi yang digunakan
maka semakin besar nilai persentase mortalitas S. litura. Berdasarkan persamaan regresi linier didapatkan nilai R2 yaitu 0,9764, R2 merupakan koefisien determinasi, untuk mengukur kebaikan suai (goodness of fit) dari persamaan regresi. Nilai R2 terletak antara 0-1 dan kecocokan model dikatakan lebih baik jika R2 semakin mendekati 1. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa nilai R2 yang didapatkan baik, karena hasilnya mendekati nilai 1.
Perhitungan LC50 menggunakan Microsoft Office Excel didapatkan hasil sebagai berikut:
y = 3,4527x + 0,4662
5 = 3,4527x + 0,4662
5 – 0,4662 = 3,4527x
x = 1,31 %
Sehingga ekstrak buah bintaro memiliki LC50 sebesar 1,31%.
Menentukan konsentrasi ekstrak buah bintaro yang dapat membunuh 50% S. litura, maka dilakukan pengujian statistik dengan analisis probit. Hasil analisis probit nilai LC50 didapatkan pada konsentrasi 1,31%. Hal ini menunjukkan bahwa ekstrak buah bintaro dengan konsentrasi sebesar 1,31% berpotensi sebagai bioinsektisida nabati karena dapat membunuh 50% populasi ulat uji. Suatu senyawa dinyatakan mempunyai potensi toksisitas akut apabila mempunyai nilai LC50 kurang dari 1000 ppm. LC50 merupakan
kosentrasi yang dapat menyebabkan kematian 50% pada hewan percobaan. Menurut Sumantri (1996), semakin tinggi LC50 yang dihasilkan, maka semakin rendahnya toksisitas dan semakin rendah LC50 mencerminkan tingginya tingkat toksisitas. Tingkat toksisitas tersebut dapat diartikan sebagai potensi aktivitasnya sebagai insektisida, karena semakin rendah nilai LC50 maka senyawa tersebut semakin berpotensi sebagai insektisida. Suatu ekstrak dianggap toksik apabila memiliki nilai LC50 di bawah 30 ppm, dikatakan toksik pada LC50 30-1000 ppm dan dianggap kurang toksik bila nilai LC50 di atas 1000 ppm. Penelitian pada ekstrak metanol buah bintaro menunjukkan nilai LC50 sebesar 1,31% atau 1300 ppm.
Berdasarkan nilai LC50 yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa ekstrak metanol buah bintaro pada percobaan ini masih kurang toksik karena nilai yang diperoleh melebihi 1000 ppm. Ekstrak metanol buah bintaro dinyatakan masih kurang toksik, hal ini karena dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain karena waktu perendaman daun yang masih cukup singkat. Perendaman daun yang relatif singkat yaitu 3 menit, membuat senyawa toksik pada larutan ekstrak metanol buah bintaro tidak terserap dengan maksimal ke dalam daun. Penyerapan larutan ekstrak ke dalam daun terjadi dengan mekanisme transpor pasif, yaitu perpindahan larutan yang memiliki konsentrasi tinggi ke daun yang memiliki konsentrasi rendah. Pada transpor pasif tidak membutuhkan energi karena sel tidak mengeluarkan energi untuk memindahkan molekul. Hal ini karena molekul terdorong sendiri dan masuk melalui membran sel. Larutan ekstrak metanol buah bintaro masuk melalui pori-pori saat daun
direndam. Dari segi keseimbangan lingkungan, pengaplikasian ekstrak buah bintaro tidak memiliki nilai toksisitas yang akut atau tinggi, sehingga tidak akan menyebabkan kerusakan lingkungan. Disisi lain ekstrak buah bintaro yang digunakan adalah bioinsektisida nabati yang mudah terurai di alam sehingga tidak mencemari lingkungan serta relatif aman bagi manusia dan hewan peliharaan karena residunya mudah hilang.
Senyawa kimia yang terkandung di dalam ekstrak buah bintaro merupakan faktor utama terhadap mortalitas S. litura. Berbagai senyawa kimia yang ada, beberapa di antaranya adalah alkaloid, flavonoid dan saponin yang terdapat pada ekstrak buah bintaro. Senyawa yang terdapat di dalam ekstrak buah bintaro sudah diuji keberadaanya, sehingga senyawa kimia yang menyebabkan mortalitas pada S. litura adalah alkaloid, flavonoid (tabel 4.1) dan saponin. Kandungan senyawa alkaloid, flavonoid dan saponin merupakan senyawa yang mempunyai daya kerja mematikan terhadap S. litura.
Kandungan alkaloid yang masuk ke dalam tubuh S. litura berupa garam melalui pakan atau yang terserap oleh tubuh, akan mendegradasi membran sel untuk masuk ke dalam dan merusak sel serta menganggu kerja sistem syaraf dengan menghambat kerja enzim asetilkolinesterase. Senyawa alkaloid berperan sebagai racun kontak yang dapat masuk melalui kutikula, yang kemudian masuk ke jaringan di bawah integumen menuju organ sasaran. Pada tahap ini, S.litura perlahan-lahan akan berkurang aktivitasnya. Hal ini karena senyawa alkaloid yang terakumulasi mulai bekerja menuju organ vital sasaran yaitu sistem syaraf dan akan menganggu aktivitas jantung. Kemudian
aktivitas jantung pada sistem sirkulasi S. litura terganggu, yaitu dengan menghambat saluran ion kalsium di otot jantung sehingga menyebabkan kematian pada S. litura (Utami, 2010). Senyawa alkaloid pada konsentrasi rendah tidak langsung menyebabkan kematian, melainkan akan mempengaruhi pola makan. Mengakibatkan aktivitas makan menurun sehingga S. litura tidak memiliki energi lagi dan akhirnya mengalami kematian karena kelaparan. Senyawa alkaloid pada konsentrasi tinggi akan langung bekerja sebagai racun kontak yang masuk ke dalam tubuh S. litura dan langsung mempengaruhi organ vital seperti sistem syaraf dan aktivitas jantung yang menyebabkan kematian langsung setelah memakan pakan yang telah diaplikasikan dengan ekstrak metanol buah bintaro.
Pada beberapa perlakuan, senyawa alkaloid ini langsung bereaksi dengan efektif. Hal ini dibuktikan dengan matinya S. litura tepat 12 jam dengan rata-rata sebanyak ± 1,4 larva setelah pemberian ekstrak buah bintaro. Selain itu senyawa alkaloid yang terdapat pada ekstrak buah bintaro berperan sebagai antifeedan atau penghambat nafsu makan S. litura, sehingga menyebabkan anoreksia (penurunan nafsu makan) pada S. litura, sehingga akan menjadi lemah dan mobilitas berkurang, dan akhirnya S. litura mati karena kelaparan. Hal ini ditunjukkan dari pola makan S. litura yang semakin hari mengalami penurunan, pada hari pertama S. litura masih aktif dan menghabiskan makanan, namun mulai terlihat penurunan nafsu makan pada hari kedua pemberian ekstrak buah bintaro. Kemudian memasuki hari ketiga
bahkan pada beberapa perlakuan, S. litura sudah tidak makan dan mulai lemas atau tidak beraktivitas lagi dan perlahan-lahan mengalami kematian.
Kandungan flavonoid yang terdapat dalam ekstra buah bintaro merupakan salah satu penyebab mortalitas pada S. litura. Flavonoid bekerja sebagai inhibitor menyerang bagian saraf organ vital seperti sistem pernapasannya. Cara kerja flavonoid yaitu masuk ke dalam tubuh S. litura melalui sistem pernapasan yang kemudian akan menimbulkan kerusakan pada syaraf sistem pernapasan dan mengakibatkan S. litura tidak bisa bernafas dan mati. Inhibitor adalah zat yang menganggu metabolisme energi dengan menghambat sistem pengangkutan elektron (Agnetha, 2008).
Senyawa lain yang dapat mengakibatkan kematian adalah saponin. Senyawa ini bekerja mirip dengan detergen yaitu merusak membran sel, yang dapat meningkatkan permeabilitas tubuh ulat, sehingga banyak toksin yang dapat masuk ke dalam tubuh ulat. Kutikula pada tubuh larva dapat rusak akibat efek dari saponin yang menyebabkan hilangnya cairan tubuh S. litura (Yunita, dkk. 2009). Saponin sebagai inhibitor dari enzim asetilkolinesterase yang dapat menyebabkan kejang otot dan paralisis. Hal ini disebabkan karena terjadinya penumpukan asetilkolin yang menyebabkan kerusakan pada sistem penghantar impuls ke otot. Perubahan-perubahan ini dapat menyebabkan kematian pada S. litura.
Sumber : Dok. Pribadi
Gambar 4.4. Larva S. litura yang telah mati karena pemberian ekstrak buah bintaro
Kematian S.litura yang berbeda disebabkan karena beberapa faktor. Pada gambar 4.4 A S. litura mati dengan kondisi tubuh lemas dan bagian kaki menghadap ke atas, sedangkan pada gambar 4.4 B S. litura mati dengan tubuh lemas, lembek dan mengeluarkan cairan cokelat kental yang disertai dengan bau yang menyenggat. Senyawa alkaloid, flavonoid, tanin dan saponin yang masuk ke dalam tubuh S. litura merupakan faktor utama yang menyebabkan kematian pada S. litura. Berdasarkan hasil screening fitokimia ekstrak buah bintaro memiliki kandungan metabolit sekunder antara lain yaitu 0,03% alkaloid dan 0,26% flavonoid. Senyawa zat toksik yang terkadung dalam ekstrak buah bintaro masuk melalui dinding tubuh larva dan melalui mulut karena larva biasanya mengambil makanan dari tempat hidupnya. Dinding tubuh serangga merupakan bagian tubuh yang dapat menyerap zat toksik dalam jumlah besar (Yunita, dkk. 2009).
Kematian S. litura dengan tubuh lemas dan kaki menghadap ke atas disebabkan karena masuknya senyawa tanin dan flavonoid ke dalam tubuh
melalui sistem pencernaan atau kulit ulat. Senyawa tanin akan mengikat protein dalam sistem pencernaan yang diperlukan S. litura untuk pertumbuhan sehingga proses pencernaan larva menjadi terganggu akibat tanin (Yunita, dkk. 2009). Selain itu karena senyawa flavonoid akan menyerang organ saraf pada sistem pernapasan dan sistem pencernaan, sehingga timbul suatu pelemahan saraf yang perlahan akan menyebabkan kematian. Pada gambar 4.4 A S. litura mati dengan tubuh lembek dan mengeluarkan cairan kental disertai dengan bau yang menyengat. Kematian
S. litura disebabkan karena tubuh ulat dirusak oleh senyawa saponin yang
berperan sebagai racun kontak. Racun kontak bekerja merusak dinding sel tubuh S. litura, sehingga senyawa toksik (alkaloid, flavonoid, saponin dan tanin) dapat masuk dengan mudah ke dalam tubuh. Senyawa alkaloid akan langsung menyerang sistem pencernaan, kemudian flavonoid menyerang sistem syaraf pada sistem pencernaan sehingga sistem pencernaan mengalami kontraksi hebat dan menyebabkan rusaknya organ pencernaan. Cairan cokelat yang berupa racun atau senyawa toksik dan kotoran pada tubuh ulat keluar melalui kulit yang sebelumnya sudah dirusak oleh senyawa saponin. Selain itu senyawa alkaloid yang masuk akan langsung menyerang aktivitas jantung
S. litura dan akan menyebabkan S. litura mati seketika.
Pemberian konsentrasi ektrak buah bintaro yang semakin besar maka akan menyebakan S. litura lebih cepat mengalami kematian. Semakin tinggi kadar senyawa kimia, maka akan semakin kuat dan cepat dalam membunuh
dalam tubuh S. litura akan mempengaruhi berbagai organ dalam tubuh. Senyawa tersebut akan menggangu kerja sistem pernapasan, sistem pencernaan, sistem sirkulasi serta metabolisme dalam tubuh S. litura. Senyawa yang bersifat racun yang masuk ke dalam tubuh akan mengalami biotranformasi menghasilkan senyawa yang larut dalam air dan lebih polar, sehingga semakin tinggi konsentrasi yang digunakan, maka akan semakin tinggi pula tingkat mortalitas yang terjadi. Hal tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.2. Pada konsentrasi tertinggi yaitu 2,5% mortalitas mencapai 90%, sedangkan konsentrasi dibawahnya yaitu 1%,1,5%, 2% berurutan adalah 47,5%, 57,5% dan 70%. Proses metabolisme membutuhkan energi, semakin banyak racun yang masuk kedalam tubuh S. litura menyebabkan energi yang dibutuhkan untuk menetralisir racun semakin besar. Banyaknya energi yang digunakan untuk menetralisir senyawa racun tersebut menyebabkan penghambatan terhadap metabolisme yang lain sehingga akan kekurangan energi dan akhirnya mati.