1. Jumlah Serangga Turunan Pertama (F1)
Jumlah populasi serangga turunan pertama dihitung setiap hari sejak keluarnya serangga turunan pertama (± tiga minggu setelah infestasi serangga induk selesai), sampai tidak ada lagi serangga yang keluar dari biji tiruan selama 5 hari berturut-turut. Jumlah serangga yang keluar setiap hari dihitung secara kumulatif sehingga diperoleh data jumlah serangga turunan pertama untuk setiap perlakuan dan setiap ulangan. Pada penelitian ini serangga turunan pertama muncul pada hari ke-19. Nilai rata-rata jumlah serangga turunan pertama akibat penambahan ekstrak daun mimba dan daun mindi dapat dilihat pada Tabel 5. Kurva laju pertambahan populasi turunan pertama akibat penambahan ekstrak daun mimba dan ekstrak daun mindi dapat dilihat masing-masing pada Gambar 7 dan Gambar 8, dengan data hasil pengamatan populasi kumulatif pada media dengan penambahan ekstrak bahan nabati dapat dilihat pada Lampiran 1 dan Lampiran 2. Analisis sidik ragam dengan penambahan ekstrak daun mimba dan ekstrak daun mindi dapat dilihat pada Lampiran 3 dan Lampiran 4.
Dari Lampiran 3 dapat dilihat bahwa penambahan ekstrak daun mimba berpengaruh nyata (p<0.01) terhadap jumlah total populasi turunan pertama dari Sitophilus zeamais. Hal ini dapat dilihat pada konsentrasi ekstrak daun mimba 1.0 % dapat menurunkan jumlah populasi serangga turunan pertama secara nyata bila dibandingkan dengan kontrol (Tabel 5). Penambahan ekstrak daun mimba 1.5% dan 2.0% mampu menghambat
secara total perkembangan Sitophilus zeamais yang dibuktikan dengan tidak adanya serangga turunan pertama.
Tabel 5. Pengaruh penambahan ekstrak bahan nabati terhadap jumlah turunan pertama Sitophilus zeamais pada penelitian utama
Bahan Nabati
Konsentrasi (%)
Jumlah populasi serangga turunan pertama (NF1) Daun Mimba 0.0 104.0 b 0.5 89.5 b 1.0 20.3 a 1.5 0.0 a 2.0 0.0 a Daun Mindi 0.0 93.0 c 1.0 35.0 b 2.0 29.7 b 3.0 3.5 a 4.0 2.0 a
Keterangan : angka-angka dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata satu sama
lain (uji Duncan pada taraf α = 5 %)
Dari Lampiran 4 dapat dilihat pula bahwa daun mindi berpengaruh nyata (p<0.01) terhadap jumlah total populasi turunan pertama dari Sitophilus zeamais. Hal ini dapat dilihat pada konsentrasi ekstrak daun mindi 1.0% dan 2.0% mampu menurunkan jumlah populasi serangga turunan pertama secara nyata bila dibandingkan dengan kontrol (Tabel 5). Pada konsentrasi 3.0% dan 4.0% ekstrak daun mindi berpengaruh nyata dalam menurunkan jumlah populasi serangga turunan hampir secara total.
Penurunan jumlah total populasi serangga Sitophilus zeamais akibat perlakuan penambahan ekstrak daun mimba dan daun mindi diduga karena adanya komponen kimiawi yang terdapat pada kedua bahan tersebut yang berfungsi sebagai insektisida. Menurut Kardinan (2002), mimba mempunyai senyawa-senyawa bioaktif yang termasuk dalam kelompok limonoid (triterpenoid). Setidaknya terdapat sembilan senyawa limonoid yang telah diindentifikasi diantaranya adalah azadirachtin, meliantriol, salanin, nimbin dan nimbidin. Azadirachtin (C35H44O16) adalah senyawa
yang paling aktif. Sedangkan pada mindi juga mengandung bahan aktif yang hampir sama dengan mimba kecuali azadirachtin. Senyawa yang terdapat pada kedua bahan tersebut diduga bersifat repellent dan antifeedant terhadap serangga Sitophilus zeamais.
Gambar 7. Kurva jumlah populasi kumulatif turunan pertama Sitophilus zeamais dengan penambahan ekstrak daun mimba
Gambar 8. Kurva jumlah populasi kumulatif turunan pertama Sitophilus zeamais dengan penambahan ekstrak daun mindi
Daya antifeedant dapat menyebabkan serangga tidak mau bertelur atau memakan media pada masa infestasi. Menurut Atkins (1980), serangga akan melakukan proses pengenalan dan orientasi terhadap calon makanannya. Bila ditemukan bahan yang akan merugikan dirinya (zat arrestant) serangga tidak jadi makan dan akan pergi meninggalkannya. Daya repellent berfungsi untuk menghambat peletakan telur oleh serangga betina, karena serangga hanya mau bertelur pada tempat yang cocok bagi keturunannya. Bila belum ditemukan tempat yang cocok maka
0 20 40 60 80 100 120 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Waktu Pengam atan (hari)
J u m la h P opul a s i F1 K u m u la ti f 0% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 0 20 40 60 80 100 120 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Waktu Pengam atan (hari)
Ju m lah P o p u lasi F 1 K u m u la ti f 0% 1% 2% 3% 4%
telur yang sudah matang akan ditahannya untuk tidak ditelurkan dan bahkan telur tersebut dapat diserapnya kembali (Atkins, 1980). Diduga bahwa penghambatan tersebut karena pengaruh bau atau aroma ekstrak yang berupa komponen aktif yang ada pada kedua ekstrak daun tersebut.
Dari hasil penelitian diperoleh hasil bahwa konsentrasi yang diperlukan daun mimba untuk menurunkan secara nyata jumlah populasi serangga adalah sebesar 1.0%. Pada konsentrasi 1.5%, ekstrak daun mimba mampu menghambat secara total pertumbuhan serangga. Hal ini menunjukkan daun mimba lebih efektif sebagai insektisida dibandingkan daun mindi yang membutuhkan konsentrasi 1.0% untuk menurunkan pertumbuhan serangga dan konsentrasi 6.0% untuk menghambat populasi serangga secara total. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sudarmadji (1991) bahwa pada mimba kandungan bahan aktif yang dimiliki lebih tinggi daripada mindi sehingga mimba lebih efektif sebagai insektisida.
2. Periode Perkembangan (D)
Periode perkembangan adalah waktu yang diperlukan oleh seekor serangga induk untuk perkembangannya dari stadia induk menjadi stadia imago turunan pertama. Waktu tersebut dihitung dari tengah-tengah infestasi sampai tercapainya 50 % dari total populasi turunan pertama (F1) Sitophilus zeamais. Periode perkembangan disebut juga siklus hidup serangga yang meliputi telur, larva, pupa dan imago.
Hasil uji statistik menunjukkan bahwa penambahan ekstrak daun mimba (Lampiran 7) memberikan pengaruh nyata (p<0.01) dalam memperpanjang periode perkembangan Sitophilus zeamais, sedangkan pada daun mindi (Lampiran 8) secara uji statistik tidak memberikan pengaruh yang nyata (p>0.05) dalam memperpanjang periode perkembangan Sitophilus zeamais. Nilai rata-rata periode perkembangan akibat penambahan ekstrak bahan nabati dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6 menunjukkan bahwa perlakuan penambahan ekstrak daun mimba secara nyata memperpanjang periode perkembangan serangga. Hal ini menunjukkan bahwa semakin panjang periode perkembangan maka
serangga akan semakin lama mengalami setiap stadia dalam siklus hidupnya. Pada kondisi tersebut serangga akan membutuhkan waktu yang lebih lama untuk dapat menghasilkan keturunan atau dengan kata lain perkembangannya menjadi terhambat. Pengaruh tersebut dapat dilihat pada konsentrasi ekstrak daun mimba 1.0%. Pada penambahan ekstrak daun mimba sebesar 1.5% dan 2.0% nilai periode perkembangan tidak dapat dihitung karena pada tingkat konsentrasi tersebut serangga turunan pertama tidak muncul. Hal ini menunjukkan bahwa pada konsentrasi 1.5% dan 2.0% siklus hidup serangga Sitophilus zeamais dapat diputus. Oleh karena itu, pada tingkat konsentrasi tersebut perhitungan untuk parameter- parameter lain dapat diabaikan. Pada media dengan penambahan ekstrak daun mindi terlihat bahwa tidak ada perbedaan yang nyata antara periode perkembangan pada penambahan ekstrak daun mindi dengan kontrol.
Tabel 6. Pengaruh penambahan ekstrak bahan nabati terhadap periode perkembangan serangga Sitophilus zeamais
Bahan Nabati Konsentrasi (%) Periode Perkembangan (D) Daun Mimba 0.0 26.84 b 0.5 27.72 b 1.0 29.92 a 1.5 - 2.0 - Daun Mindi 0.0 27.83 ab 1.0 25.46 b 2.0 26.65 ab 3.0 31.13 a 4.0 31.13 a
Keterangan : angka-angka dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata satu sama
lain (uji Duncan pada taraf α = 5 %)
Antifeedant merupakan parameter yang mempengaruhi periode perkembangan. Daya antifeedant yang dikandung oleh kedua ekstrak bahan nabati tersebut menyebabkan konsumsi makan serangga berkurang dan perkembangan serangga menjadi lambat sehingga periode larva akan menjadi lebih lama dan akibatnya periode perkembangannya menjadi lebih panjang.
Menurut Atkins (1980) lamanya stadium telur bisa disebabkan karena lamanya penetasan telur. Penetasan telur dipengaruhi oleh faktor dalam dan faktor luar (keadaan lingkungan). Faktor dalam berhubungan erat dengan faktor makanan yang akan menghasilkan energi untuk penetasan telur, sedangkan faktor luar diantaranya adalah konsentrasi CO2 (Kusnadi, 1981).
Menurut Matthews dan Matthews, (1978) stadium larva merupakan stadium yang paling banyak membutuhkan makanan sehingga disebut stadium makan. Hal ini didukung oleh pernyataan Cotton (1963) yang menyatakan bahwa serangga paling aktif dalam merusak biji-bijian (memakannya) adalah pada stadium larva. Oleh karena itu lamanya stadium larva yang disebabkan karena terhambatnya aktivitas makan menyebabkan periode perkembangannya menjadi lebih panjang.
3. Indeks Perkembangan (ID)
Indeks perkembangan disebut juga indeks kepekaan (index of susceptibility) merupakan parameter untuk mengetahui kesesuaian media bagi perkembangan serangga. Parameter ini dapat digunakan untuk mengevaluasi efektivitas suatu bahan dalam menghambat perkembangan serangga. Semakin kecil nilai indeks perkembangan (ID) suatu media maka semakin baik pula daya hambatnya terhadap perkembangan serangga. Indeks perkembangan sangat dipengaruhi oleh jumlah serangga turunan pertama dan periode perkembangannya, sehingga secara tidak langsung nilai ID dipengaruhi oleh daya antifeedant dan daya repellent. Nilai rata- rata indeks perkembangan akibat penambahan ekstrak bahan nabati dapat dilihat pada Tabel 7, sedangkan analisis sidik ragam pengaruh penambahan ekstrak daun mimba dan daun mindi terhadap indeks perkembangan dapat dilihat pada Lampiran 11 dan Lampiran 12.
Dari Tabel 7 dapat dilihat bahwa penambahan ekstrak daun mimba dan daun mindi efektif dalam menghambat perkembangan Sitophilus zeamais. Hal ini dapat diketahui dari nilai indeks perkembangan Sitophilus zeamais akibat penambahan ekstrak bahan nabati tersebut lebih
kecil bila dibandingkan dengan indeks perkembangan media kontrol. Makin kecil nilai indeks perkembangan suatu bahan maka semakin efektif bahan tersebut dalam menghambat perkembangan serangga Sitophilus zeamais.
Tabel 7. Pengaruh penambahan ekstrak bahan nabati terhadap indeks perkembangan serangga Sitophilus zeamays.
Bahan Nabati
Konsentrasi (%)
Indeks Perkembangan (ID) Daun Mimba 0.0 17.57 b 0.5 16.56 b 1.0 11.34 a 1.5 - 2.0 - Daun Mindi 0.0 16.74 c 1.0 14.90 b 2.0 13.90 b 3.0 8.38 a 4.0 8.02 a
Keterangan : angka-angka dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata satu sama
lain (uji Duncan pada taraf α = 5 %)
Berdasarkan uji statistik (Lampiran 11 dan Lampiran 12), kedua ekstrak bahan nabati baik daun mimba maupun daun mindi berpengaruh nyata (p<0.01 terhadap penekanan nilai indeks perkembangan Sitophilus zeamais. Masing-masing bahan nabati penyusun kedua ekstrak tersebut diduga mempunyai komponen aktif yang berinteraksi positif dalam menekan nilai indeks perkembangan Sitophilus zeamais.
Hasil uji Duncan perlakuan penambahan ekstrak daun mimba menunjukkan bahwa secara nyata nilai indeks perkembangannya berbeda dengan kontrol pada konsentrasi 1.0% (Lampiran 11). Hasil uji Duncan perlakuan penambahan ekstrak daun mindi menunjukkan bahwa secara nyata nilai indeks perkembangannya berbeda dengan kontrol pada konsentrasi 1.0% (Lampiran 12).
Melalui indeks perkembangan ini dapat diketahui kesesuaian antara serangga dengan media tempat perkembangannya. Makin kecil nilai
indeks perkembangan suatu bahan maka semakin efektif bahan tersebut dalam menghambat perkembangan serangga.
4. Laju Perkembangan Intrinsik (Rm) dan Kapasitas Multiplikasi Mingguan (λ)
Laju perkembangan intrinsik dan kapasitas multiplikasi mingguan merupakan parameter yang digunakan untuk melihat dinamika populasi dari serangga akibat perlakuan suatu bahan insektisida. Laju perkembangan intrinsik menunjukkan laju perkembangan serangga pada suatu bahan sehingga dapat menunjukkan kesesuaian suatu bahan sebagai media perkembangan serangga. Semakin kecil nilai laju perkembangan intrinsik berarti semakin tidak sesuai bahan tersebut bagi perkembangan serangga. Kapasitas mulitiplikasi mingguan menunjukkan kemampuan suatu serangga untuk menggandakan diri dalam waktu tertentu.
Nilai laju perkembangan intrinsik dipengaruhi oleh kualitas atau tipe bahan makanan bagi serangga, kondisi habitat hidupnya (suhu dan air) serta bergantung pada spesiesnya. Sitophilus zeamais dalam kondisi normal (tanpa perlakuan tambahan bahan nabati) memiliki laju perkembangan intrinsik (Rm) 0.62 per minggu (Haines, 1991).
Ekstrak bahan nabati daun mimba dan daun mindi memberikan pengaruh yang nyata dalam menurunkan laju perkembangan intrinsik dan kapasitas multiplikasi mingguan. Pengaruh ekstrak bahan nabati terhadap laju perkembangan intrinsik dan kapasitas multiplikasi mingguan dapat dilihat pada Tabel 8. Rekapitulasi laju perkembangan intrinsik dan kapasitas multiplikasi mingguan Sitophilus zeamais pada media oligidik akibat penambahan ekstrak bahan nabati dapat dilihat pada Lampiran 13 sampai Lampiran 16, sedangkan hasil analisa sidik ragam Anova dengan penambahan ekstrak bahan nabati terhadap laju perkembangan intrinsik dan kapasitas multiplikasi mingguan dapat dilihat pada Lampiran 17 sampai Lampiran 20.
Hasil penelitian dengan menggunakan parameter laju perkembangan intrinsik dan kapasitas multiplikasi dapat memperkuat
dugaan bahwa pada ekstrak bahan nabati daun mimba dan daun mindi yang diuji terdapat daya antifeedant. Menurunnya laju perkembangan intrinsik dan kapasitas multiplikasi mingguan dapat diartikan bahwa ekstrak nabati tersebut mampu menurunkan kemampuan menggandakan diri serangga Sitophilus zeamais pada dosis (konsentrasi) tertentu ekstrak bahan nabati tersebut.
Tabel 8. Pengaruh penambahan ekstrak bahan nabati terhadap laju perkembangan intrinsik dan kapasitas multiplikasi mingguan serangga Sitophilus zeamais.
Bahan Nabati Konsentrasi (%) Laju Perkembangan Intrinsik (Rm) Kapasitas Multiplikasi Mingguan (λ) Daun Mimba 0.0 0.630 b 1.876 b 0.5 0.578 b 1.779 b 1.0 0.254 a 1.289 a 1.5 - - 2.0 - - Daun Mindi 0.0 0.592 c 1.804 c 1.0 0.407 b 1.501 b 2.0 0.364 b 1.438 b 3.0 0.068 a 1.070 a 4.0 0.042 a 1.043 a
Keterangan : angka-angka dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata satu sama
lain (uji Duncan pada taraf α = 5 %)
Hasil analisa sidik ragam pada Lampiran 17 dan Lampiran 18 menunjukkan bahwa perlakuan penambahan ekstrak daun mimba berpengaruh nyata (p<0.01) terhadap laju perkembangan intrinsik dan kapasitas mulitiplikasi mingguan bila dibandingkan dengan kontrol. Sedangkan hasil analisa sidik ragam pada Lampiran 19 dan Lampiran 20 menunjukkan bahwa perlakuan penambahan ekstrak daun mindi juga berpengaruh nyata (p<0.01) terhadap laju perkembangan intrinsik dan kapasitas mulitiplikasi mingguan.
Makanan yang kurang sesuai akan menyebabkan laju perkembangan intrinsik serangga menurun. Nilai laju perkembangan intrinsik dan kapasitas mulitipliksi mingguan dapat digunakan untuk
memperkirakan jumlah serangga yang terbentuk dari sejumlah pasangan induk yang diketahui dalam jangka waktu tertentu. Periode ini tergantung dari lamanya waktu untuk 1 siklus hidup.
Nilai populasi teoritis dalam satuan waktu tertentu dapat diduga dengan mengetahui nilai kapasitas multiplikasi mingguan (λ) (Howe, 1953). Aplikasi dari perhitungan populasi teoritis tersebut dapat diterapkan pada pendugaan tingkat kerusakan biji-bijian selama penyimpanan. Sebagai contoh, pada media oligidik yang ditambahkan ekstrak daun mimba dengan konsentrasi 1.0 % memililiki nilai λ dan Rm masing-masing sebesar 1.289 dan 0.254, sedangkan pada kontrol sebesar 1.876 dan 0.630. Jika jumlah serangga awal diinfestasikan sebanyak 5 pasang (10 ekor), maka setelah 10 minggu akan berkembang serangga sebanyak 5399 ekor pada media kontrol dan hanya 127 ekor pada media yang ditambahkan ekstrak daun mimba dengan konsentrasi 1.0%. Populasi serangga Sitophilus zeamais secara teoritis akibat penambahan ekstrak daun mimba dan daun mindi dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Populasi serangga Sitophilus zeamais secara teoritis akibat penambahan ekstrak daun mimba dan daun mindi
Bahan Nabati
Konsentrasi (%)
Populasi serangga setelah 10 minggu Daun Mimba 0.0 5399 0.5 1284 1.0 127 1.5 0 2.0 0 Daun Mindi 0.0 3651 1.0 581 2.0 378 3.0 17 4.0 15
Dari Tabel 9 dapat dilihat bahwa penambahan ekstrak daun mimba dan ekstrak daun mindi mampu mengurangi jumlah serangga Sitophilus zeamais secara efektif. Ekstrak daun mimba pada konsentrasi
0.5% secara teoritis mampu menurunkan jumlah populasi serangga Sitophilus zeamais. Pada konsentrasi 1.0% ekstrak daun mimba dapat menurunkan secara tajam jumlah populasi serangga, sedangkan pada konsentrasi 1.5 dan 2.0% mampu menaghambat secara total populasi serangga. Pada penambahan ekstrak daun mindi dengan konsentrasi 1.0 dan 2.0% mampu menurunkan populasi serangga, sedangkan pada konsentrasi 3.0 dan 4.0% mampu menurunkan secara tajam populasi serangga. Ekstrak daun mimba lebih efektif daripada daun mindi karena bila dibandingkan antara keduanya pada konsentrasi 1.0% jumlah populasi serangga pada penambahan ekstrak daun mimba lebih sedikit (127 ekor) bila dibandingkan jumlah populasi pada penambahan ekstrak daun mindi (581 ekor).
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Penelitian pengkajian ekstrak bahan nabati daun mimba dan daun mindi menunjukkan bahwa kedua ekstrak tersebut efektif dalam menghambat perkembangan serangga Sitophilus zeamais Motsch. Penambahan ekstrak kedua bahan nabati tersebut memberikan pengaruh yang nyata dalam menghambat populasi F1, memperpanjang periode perkembangan dan memperkecil nilai dari indeks perkembangan, laju perkembangan intrinsik serta kapasitas mulitiplikasi mingguan.
Daya insektisida yang dimiliki oleh bahan nabati umumnya berupa daya repellent dan daya antifeedant. Daya repellent dapat menghambat peletakan telur oleh induk betina sedangkan daya antifeedant menyebabkan serangga tidak mau memakan media yang tersedia. Pada daun mimba dan daun mindi diduga mengandung komponen aktif yang menimbulkan bau dan aroma yang tidak disukai oleh Sitophilus zeamais Motsch.
Dari hasil penelitian diperoleh hasil bahwa ekstrak daun mimba berpengaruh nyata terhadap jumlah total populasi turunan pertama dari Sitophilus zeamais. Penambahan ekstrak daun mimba 1.5% mampu menghambat secara total perkembangan Sitophilus zeamais yang dibuktikan dengan tidak adanya serangga turunan pertama. Pada konsentrasi 1.0% ekstrak daun mimba secara nyata mampu menurunkan jumlah populasi serangga, memperpanjang periode perkembangan dan memperkecil nilai dari indeks perkembangan, laju perkembangan intrinsik serta kapasitas mulitiplikasi mingguan.
Dari hasil penelitian diperoleh hasil bahwa penambahan ekstrak daun mindi pada konsentrasi 1.0 % secara nyata mampu menurunkan jumlah populasi serangga, memperkecil nilai dari indeks perkembangan, laju perkembangan intrinsik serta kapasitas mulitiplikasi mingguan.
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa ekstrak daun mimba lebih efektif daripada daun mindi. Hal ini disebabkan karena pada konsentrasi
yang lebih kecil yaitu 1.5%, ekstrak daun mimba mampu menghambat secara total jumlah populasi serangga turunan pertama. Pada daun mindi untuk menghambat secara total jumlah populasi serangga diperlukan konsentrasi 6.0%. Hal ini diperkuat dengan perhitungan secara teoritis menggunakan parameter kapasitas multiplikasi mingguan. Bila dibandingkan antara keduanya, dengan penambahan ekstrak masing-masing sebesar konsentrasi 1.0%, jumlah populasi serangga pada penambahan ekstrak daun mimba lebih sedikit (127 ekor) bila dibandingkan jumlah populasi pada penambahan ekstrak daun mindi (581 ekor). Diduga pada mimba kandungan bahan aktif lebih tinggi daripada mindi sehingga mimba lebih efektif sebagai insektisida.