POTENSI EKSTRAK BIJI LADA (Piper nigrum L.) DAN
BUAH LERAK (Sapindus rarak DC) SERTA CAMPURANNYA
UNTUK MENGENDALIKAN Meloidogyne spp.
PADA TANAMAN TOMAT
FITA VINDIA WATI
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Potensi Ekstrak Biji Lada (Piper nigrum L.) dan Buah Lerak (Sapindus rarak DC) serta Campurannya untuk Mengendalikan Meloidogyne spp. pada Tanaman Tomat” 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 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, Agustus 2015
Fita Vindia Wati NIM A34110030
____________________
ABSTRAK
FITA VINDIA WATI. Potensi Ekstrak Biji Lada (Piper nigrum L.) dan Buah Lerak (Sapindus rarak DC) serta Campurannya untuk Mengendalikan Meloidogyne spp. pada Tanaman Tomat. Dibimbing oleh ABDUL MUIN ADNAN dan DJOKO PRIJONO.
Meloidogyne spp. merupakan nematoda polifag yang dapat menimbulkan kerugian sebesar 20%-40% pada tanaman tomat. Salah satu cara pengendalian yang aman ialah menggunakan nematisida dari ekstrak tumbuhan. Penelitian ini bertujuan menentukan potensi ekstrak air biji lada (Piper nigrum L.) dan buah lerak (Sapindus rarak DC) serta campurannya untuk mengendalikan Meloidogyne spp. pada tanaman tomat. Biji lada digiling kering dengan blender, kemudian bubuk biji lada dicampur dengan air, sedangkan irisan buah lerak langsung dihaluskan menggunakan blender dengan pelarut air. Uji ekstrak secara in vitro dilakukan pada konsentrasi 10, 20, 30, 40, dan 50 mg/ml serta secara in vivo pada konsentrasi 50 dan 100 mg/ml. Secara umum mortalitas J2 Meloidogyne spp. pada uji in vitro meningkat pada 24 dan 48 jam setelah perlakuan (JSP). LC95 72 JSP
ekstrak lada, lerak, dan campurannya masing-masing 148.9, 114.1, dan 97.6 mg/ml. Ekstrak campuran bersifat aditif baik pada taraf LC50 maupun LC95.
Perlakuan ekstrak lada, lerak, dan campurannya pada konsentrasi 100 mg/ml secara in vivo menekan jumlah puru akar masing-masing 58.1%, 56.4%, dan 67.8%, serta menekan kepadatan akhir nematoda dalam tanah masing-masing 55.0%, 53.6%, dan 60.2%. Perlakuan dengan semua ekstrak juga meningkatkan tinggi tanaman, bobot tajuk, dan bobot akar. Berdasarkan kriteria efikasi yang dikemukakan oleh Abbott, ekstrak lada dan lerak pada konsentrasi 100 mg/ml agak efektif terhadap Meloidogyne spp., sedangkan campurannya cukup efektif.
ABSTRACT
FITA VINDIA WATI. The Potential of Piper nigrum L. Seed and Sapindus rarak DC. Fruit Extracts as well as their Mixture for the Control of Meloidogyne spp. on Tomato Plant. Supervised by ABDUL MUIN ADNAN and DJOKO PRIJONO.
Meloidogyne spp. are polyphagous nematodes that can cause 20%-40% yield loss on tomato. One of the safe control methods is by using nematicides from plant extracts. This study was aimed at determining the potential of aqueous Piper nigrum seed and Sapindus rarak fruit extracts as well as their mixture for controlling Meloidogyne spp. on tomato plant. P. nigrum seeds were ground with a blender then the seed powder was mixed with distilled water, while S. rarak fruit cuts were ground directly in distilled water with a blender. In the in vitro tests, each extract and their mixture were tested at concentrations of 10, 20, 30, 40, and 50 mg/ml, respectively, while the test concentrations in the in vivo test were 50 and 100 mg/ml. In general, mortality of J2 Meloidogyne spp. in the in vitro test increased at 24 and 48 h after treatment (HAT). LC95 72 HAT of P.
nigrum and S. rarak extracts and their mixture were 148.9, 114.1, and 97.6 mg/ml, respectively. P. nigrum and S. rarak extract mixture had an additive joint action at both LC50 and LC95 level. In vivo treatments with P. nigrum and S. rarak extracts
as well as their mixture at a concentration of 100 mg/ml suppressed the number of root galls by 58.1%, 56.4%, and 67.8%, respectively, and suppressed the final density of nematodes in the soil by 55.0%, 53.6%, and 60.2%, respectively. The treatment with all extracts also increased tomato plant height, above ground biomass, and root weight. Based on Abbott‟s efficacy criteria, P. nigrum and S. rarak extracts at 100 mg/ml were both rather effective against Meloidogyne spp. while their mixture at 100 mg/ml was sufficiently effective.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
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 IPB.
POTENSI EKSTRAK BIJI LADA (Piper nigrum L.) DAN
BUAH LERAK (Sapindus rarak DC) SERTA CAMPURANNYA
UNTUK MENGENDALIKAN Meloidogyne spp.
PADA TANAMAN TOMAT
FITA VINDIA WATI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada
Departemen Proteksi Tanaman
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah Subhanahu wa Ta‟ala yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Potensi Ekstrak Biji Lada (Piper nigrum L.) dan Buah Lerak (Sapindus rarak DC) serta Campurannya untuk Mengendalikan Meloidogyne spp. pada Tanaman Tomat. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian di Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Nematologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman dari Januari sampai April 2015.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Abdul Muin Adnan, MS. dan Ir. Djoko Prijono, MAgrSc. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengetahuan, arahan, masukan, dan saran dalam penulisan skripsi ini. Di samping itu, ungkapan terima kasih juga untuk Almarhum Ahmad Yusuf yang semasa hidupnya selalu menjadi Ayah yang baik untuk penulis, kepada Ibu Maimunah yang selalu memberikan doa dan kasih sayangnya dengan tulus kepada penulis, teman-teman di Laboratorium Nematologi Tumbuhan yang selalu memberikan semangat serta bantuan yang tidak terduga, serta teman-teman Departemen Proteksi Tanaman angkatan 48 yang selalu memberikan semangat. Semoga hasil penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi yang memerlukannya.
Bogor, Agustus 2015
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 2
Manfaat Penelitian ... 2
BAHAN DAN METODE ... 3
Tempat dan Waktu... 3
Penyiapan Bahan Percobaan ... 3
Perbanyakan Tanaman Tomat ... 3
Perbanyakan Inokulum Meloidogyne spp. ... 3
Penyiapan Sediaan Ekstrak Tunggal ... 3
Penyiapan Sediaan Ekstrak Campuran... 3
Metode Pengujian ... 4
Keefektifan Ekstrak Lada dan Lerak terhadap Larva Meloidogyne spp. Secara In Vitro ... 4
Pengaruh Ekstrak Lada dan Lerak terhadap Perkembangan Meloidogyne spp. pada Tanaman Tomat ... 4
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 6
Keefektifan Ekstrak Lada dan Lerak terhadap Larva Meloidogyne spp. Secara In Vitro ... 6
Pengaruh Ekstrak Lada dan Lerak terhadap Perkembangan Meloidogyne spp. pada Tanaman Tomat (In Vivo) ... 99
Pembahasan Umum ... 10
SIMPULAN DAN SARAN ... 13
DAFTAR PUSTAKA ... 14
LAMPIRAN ... 17
DAFTAR TABEL
1 Mortalitas J2 Meloidogyne spp. akibat perlakuan dengan ekstrak lada,
lerak, dan campurannya dengan pelarut air ... 88 2 Toksisitas ekstrak lada, lerak, dan campurannya dengan pelarut air
terhadap J2 Meloidogyne spp. ... 8 3 Sifat aktivitas campuran ekstrak lada dan lerak dengan pelarut air
terhadap Meloidogyne spp. ... 8 4 Pengaruh ekstrak lada, lerak, dan campurannya terhadap jumlah puru
akar dan kepadatan akhir Meloidogyne spp. ... 9 5 Pengaruh ekstrak lada, lerak, dan campurannya terhadap bobot kering
tanaman tomat yang terinfeksi Meloidogyne spp. ... 10
DAFTAR GAMBAR
1 Perkembangan tingkat mortalitas J2 Meloidogyne spp. pada perlakuan ekstrak lada, lerak, dan campurannya dengan pelarut air pada
pengamatan 24-72 JSP ... 7 2 Perkembangan tinggi tanaman tomat pada perlakuan penyiraman ekstrak
lada, lerak, dan campurannya dengan pelarut air ... 11 3 ...
DAFTAR LAMPIRAN
1 Mortalitas J2 Meloidogyne spp. pada perlakuan ekstrak biji lada, buah
lerak, dan campurannya dengan pelarut air ... 18 2 Penekanan jumlah puru akar dan bobot akar akibat perlakuan ekstrak biji
lada, buah lerak, dan campurannya dengan pelarut air ... 18 3 Bentuk akar tanaman tomat pada beberapa perlakuan penyiraman ekstrak
biji lada, buah lerak, dan campurannya, serta kontrol ... 19 4 Perkembangan tinggi tanaman tomat akibat perlakuan ekstrak biji lada,
buah lerak, dan campurannya ... 19 5 Penampilan tanaman tomat pada perlakuan penyiraman ekstrak ekstrak
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Meloidogyne spp. merupakan nematoda polifag yang penting secara ekonomi (Agrios 2005). Nematoda tersebut dapat menginfeksi lebih dari 2000 spesies tumbuhan dengan tingkat serangan yang bervariasi bergantung pada virulensi nematoda, tingkat ketahanan tanaman, dan kondisi lingkungannya (Sastrahidayat 1990). Infeksi Meloidogyne spp. selain dapat menurunkan kuantitas juga dapat menurunkan kualitas hasil panen. Sasser dan Freckman (1987) mengemukakan bahwa Meloidogyne spp. menginfeksi akar tanaman dan dapat menimbulkan kerusakan di area pertanaman sebesar 70% dengan kerugian hasil panen dari 24% sampai 38%. Tomat (Lycopersicum esculentum L.) merupakan salah satu tanaman budidaya dari famili Solanaceae yang rentan terhadap serangan Meloidogyne spp. Menurut Semangun (1996), kerugian tanaman tomat akibat serangan Meloidogyne spp. di Jawa Barat berkisar dari 20% sampai 40%.
Gejala yang ditimbulkan oleh Meloidogyne spp. pada akar tanaman sangat khas berupa puru akar (root gall) (Whitehead 1998). Akibat gangguan pada akar, proses penyerapan air dan unsur hara menjadi terhambat sehingga pertumbuhan akar juga terhambat yang menyebabkan tanaman menjadi kerdil, daun mengalami klorosis, layu, dan berguguran, pada serangan yang parah tanaman akan mati (Taylor dan Sasser 1978). Selain itu, tanaman yang terinfeksi Meloidogyne spp. akan lebih rentan terinfeksi patogen lain seperti cendawan dan bakteri. Agrios (2005) menyatakan bahwa keparahan penyakit layu akibat serangan Fusariun oxysporum dan Ralstonia solanacearum akan semakin meningkat dengan keberadaan nematoda puru akar.
Kisaran tanaman inang dan persebarannya yang luas menyulitkan pengendalian Meloidogyne spp. dengan rotasi tanaman (Luc et al. 1995). Upaya pengendalian yang umum dilakukan petani menggunakan nematisida sintetik yang telah diketahui dapat menimbulkan berbagai dampak negatif. Penggunaan nematisida sintetik dalam jangka panjang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan, terutama residu yang ditinggalkan dalam tanah dan terbunuhnya musuh alami nematoda (Dropkin 1991). Berdasarkan hal tersebut perlu adanya cara pengendalian lain yang efektif dalam mengendalikan Meloidogyne spp. yang ramah lingkungan dan mudah didapatkan, antara lain pengendalian menggunakan nematisida nabati.
2
Bahan tumbuhan lain yang dapat dimanfaatkan sebagai insektisida ialah buah lerak (Sapindus rarak, Sapindaceae). Perlakuan dengan ekstrak lerak dapat menurunkan populasi Aphis gossypii pada tanaman nilam (Mardiningsih et al. 2010), meluruhkan lapisan lilin Paracoccus sp. sehingga efektif dalam mengendalikan kutu putih tersebut (Wartapa et al. 2011), dan mematikan ulat Crocidolomia pavonana (Syahroni dan Prijono 2013). Daging buah lerak mengandung senyawa saponin 48.9% (Sunaryadi 1999; Widowati 2003) yang bersifat sebagai sabun dan dapat menurunkan tegangan permukaan membran sel. Hal tersebut dapat meningkatkan permeabilitas membran sel sehingga terjadi kebocoran sel (Tekeli et al. 2007) yang akhirnya dapat mengakibatkan kematian serangga.
Pestisida nabati dapat digunakan baik dalam bentuk tunggal maupun campuran. Penggunaan campuran ekstrak yang bersifat sinergis dapat mengefisienkan penggunaan bahan tumbuhan dan mengurangi ketergantungtan pada satu jenis bahan tumbuhan (Dadang dan Prijono 2008). Scott et al. (2008) mengemukakan bahwa ekstrak Piper spp. dapat bersifat sinergis bila dicampur dengan sediaan tumbuhan lain karena mengandung senyawa yang memiliki gugus metilendioksifenil. Senyawa tersebut dapat menghambat aktivitas enzim polisubstrat monooksigenase yang menguraikan senyawa beracun di dalam tubuh (Scott et al. 2003). Dengan terhambatnya aktivitas enzim tersebut, senyawa aktif dalam ekstrak tumbuhan lain yang dicampurkan dengan ekstrak Piper spp. dapat tetap bekerja.
Biji lada mengandung sejumlah senyawa piperamida yang memiliki gugus metilendioksifenil, termasuk guininsin dan pipersida (Miyakado et al. 1989), sehingga pencampuran ekstrak biji lada dengan ekstrak buah lerak diharapkan bersifat sinergis. Berdasarkan cara kerja senyawa aktif lada dan lerak, ekstrak dua jenis tumbuhan tersebut diharapkan juga aktif terhadap Meloidogyne spp. yang memiliki dinding tubuh lebih tipis daripada serangga dan memiliki organ sasaran yang sejenis dengan yang terdapat di dalam tubuh serangga.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menguji potensi ekstrak biji lada dan buah lerak serta campurannya sebagai nematisida nabati untuk mengendalikan penyakit puru akar akibat Meloidogyne spp. pada tanaman tomat.
Manfaat Penelitian
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan di Laboratorum Nematologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, dari Januari sampai April 2015.
Penyiapan Bahan Percobaan
Perbanyakan Tanaman Tomat
Benih tomat „Palupi‟ diperoleh dari kios pertanian Darmaga Tani di dekat kampus IPB Darmaga. Tanah yang digunakan sebagai medium tanam berasal dari Kebun Percobaan IPB Cikabayan. Tanah tersebut disterilkan dengan autoklaf pada suhu 121 °C selama 20 menit (Cahyani 2009). Tanah dimasukkan dalam dikumpulkan dari daerah sekitar kampus IPB Darmaga, Bogor. Untuk mendapatkan juvenil instar-2 (J2), akar pacar air dicuci, dipotong-potong (± 1 cm), kemudian dilakukan metode Corong Baermann di dalam ruang pengkabut (mist chamber) selama 48 jam. Juvenil instar-2 yang diperoleh dibiakkan pada tanaman tomat yang ditanam dalam pot (kapasitas 2 L) berisi tanah ± 1.8 L yang telah disterilkan dalam autoklaf. Tiap pot disiram suspensi yang berisi sekitar 1000 J2. Biakan nematoda siap digunakan pada 5-6 minggu setelah infestasi J2.
Penyiapan Sediaan Ekstrak Tunggal
Biji lada (Piper nigrum) diperoleh dari toko dekat kampus IPB Darmaga, sedangkan buah lerak (Sapindus rarak) diperoleh dari pasar tradisional di Bogor. Bahan tumbuhan tersebut diekstrak langsung dengan air (akuades). Cara ekstraksi ini diharapkan dapat langsung diterapkan di lapangan oleh petani. Biji lada kering diblender tanpa air hingga menjadi serbuk halus. Serbuk biji lada dicampur air sesuai konsentrasi yang diinginkan, yaitu 10, 20, 30, 40, dan 50 mg/ml. Daging buah lerak dipisahkan dari bijinya menggunakan gunting kemudian ditimbang sesuai konsentrasi ekstrak yang diuji, yaitu sama seperti konsentrasi ekstrak biji lada. Irisan daging buah lerak digiling dalam akuades dengan menggunakan blender kemudian ekstrak disaring dengan kain kasa.
Penyiapan Sediaan Ekstrak Campuran
4
Metode Pengujian
Keefektifan Ekstrak Lada dan Lerak terhadap Larva Meloidogyne spp.
Secara In Vitro
Pengujian dilakukan untuk mengetahui pengaruh ekstrak lada, lerak, dan campurannya terhadap mortalitas J2 Meloidogyne spp. Pengujian secara in vitro dilakukan melalui dua tahap, yaitu uji pendahuluan dan uji lanjutan. Pada uji pendahuluan, ekstrak lada, lerak, dan campurannya diuji pada konsentrasi 10, 25, dan 50 mg/ml, sedangkan uji lanjutan dilakukan pada konsentrasi 10, 20, 30, 40, dan 50 mg/ml.
Setiap sediaan ekstrak sebanyak 2 ml dimasukkan ke dalam cawan syracuse yang berisi 100 J2 Meloidogyne spp. dan akuades sebagai kontrol. Setiap perlakuan diulang sebanyak tiga kali. Pengamatan mortalitas dilakukan pada 24, 48, dan 72 jam setelah perlakuan (JSP). Data mortalitas Meloidogyne spp. diolah dengan sidik ragam yang dilanjutkan dengan uji selang berganda Duncan taraf 5% dengan menggunakan paket program SAS versi 2002. Selain itu juga dilakukan analisis probit menggunakan program GW-Basic versi 3.23 untuk mengetahui hubungan konsentrasi-mortalitas ekstrak terhadap nematoda uji.
Hasil pengujian ekstrak campuran digunakan untuk menentukan sifat aktivitas campuran berdasarkan model kerja bersama berbeda dengan menghitung indeks kombinasi pada taraf LC50 dan LC95.Indeks kombinasi (IK) pada taraf LCx
tersebut dihitung dengan rumus berikut (Martin et al. 2003):
leraj dalam campuran yang mengakibatkan mortalitas x.
Interaksi campuran dikategorikan sebagai berikut (diadaptasi dari Kosman dan Cohen [1996] sebagai kebalikan dari nisbah ko-toksisitas): (1) sinergistik kuat: IK < 0.5, (2) sinergistik lemah: 0.5 IK 0.77, (3) aditif: 0.77 < IK 1.43, dan (4) antagonistik: IK > 1.43.
Pengaruh Ekstrak Lada dan Lerak terhadap Perkembangan Meloidogyne
spp. pada Tanaman Tomat
5
Percobaan disusun dalam rancangan acak lengkap dengan 7 perlakuan termasuk kontrol dan 6 ulangan. Peubah yang diamati pada 6 MST adalah kepadatan populasi akhir Meloidogyne spp. yang merupakan jumlah puru dan J2 dalam tanah setiap pot, serta bobot tajuk dan akar setiap tanaman. Tingkat efikasi (TE) dihitung menggunakan rumus Abbott (1925):
Pa = kepadatan akhir nematoda
Tingkat efikasi (TE) dikategorikan sebagai berikut (Abbott 1925): (1) sangat efektif: TE ≥ 95%, (2) efektif : 75% ≤ TE < 95%, (3) cukup efektif: 60% ≤ TE <75%, (4) agak efektif: 40% ≤ TE < 60%, (5) kurang efektif: 25% ≤ TE < 40%, dan (6) tidak efektif: TE < 25%.
Persentase peningkatan bobot tajuk dan akar tanaman dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:
HASIL DAN PEMBAHASAN
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
7
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
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
JSP = jam setelah perlakuan. bSK = selang kepercayaan 95%.
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 berganda Duncan ( = 0.05). cTingkat efikasi terhadap kontrol.
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
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
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,
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.
SIMPULAN DAN SARAN
Ekstrak biji lada, buah lerak, dan campurannya dengan pelarut air dapat mematikan J2 Meloidogyne spp. pada pengujian in vitro dengan LC50 pada 72 jam
setelah perlakuan (JSP) berturut-turut 20.1, 22.0, dan 15.5 mg/ml serta LC95
berturut-turut 148.9, 114.1, dan 97.6 mg/ml. Perlakuan ekstrak tersebut secara in vivo pada konsentrasi 100 mg/ml dapat menekan jumlah puru akar masing-masing 58.1%, 56.4%, dan 67.8%, serta menekan kepadatan akhir nematoda dalam tanah berturut-turut 55.0%, 53.6%, dan 60.2%. Aplikasi ekstrak tersebut juga dapat meningkatkan tinggi tanaman, bobot tajuk, dan bobot akar. Berdasarkan kriteria tingkat efikasi Abbott, ekstrak tunggal pada konsentrasi 100 mg/ml agak efektif dalam mengendalikan Meloidogyne spp. sedangkan ektrak campuran cukup efektif.
DAFTAR PUSTAKA
Abbott. 1925. A method of computing the effectiveness of an insecticides. Journal of Economic Entomology. 18(2):265-267.
Agrios GN. 2005. Plant Pathology. 5th ed. San Diego (US): Academic Press. Cahyani VR. 2009. Pengaruh beberapa metode sterilisasi tanah terhadap status
hara, populasi mikroba, potensi infeksi mikroba dan pertumbuhan tanaman. Jurnal Ilmu Tanah. 6(1):43-52.
Dadang, Prijono D. 2008. Insektisida Nabati: Prinsip, Pemanfaatan, dan Pengembangan. Bogor (ID): Departemen Proteksi Tanaman, Institut Pertanian Bogor.
Dropkin VH. 1991. Pengantar Nematologi Tumbuhan. Ed ke-2. Supratoyo, penerjemah. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University Press. Terjemahan dari: Introduction to Plant Nematology.
Evans K. 1982. Water use, calcium uptake and tolerance of cyst nematode attack in potatoes. Potato Research. [Internet]. [diunduh 2015 Feb 2]; 25(1):71-88. Tersedia pada: http://link.springer.com/article/10.1007/BF02357275#page-1.
Fan LS, Muhamad R, Omar D, Rahmani M. 2011. Insecticidal properties of Piper nigrum fruit extracts and essential oils against Spodoptera litura. International Journal of Agriculture and Biology. 13(4):517-522.
Hidrayani, Busniah M, Safriadi. 2011. Potensi ekstrak lada hitam Piper nigrum L. (Piperaceae) sebagai insektisida nabati untuk pengendalian wereng batang coklat Nilaparvata lugens Stal. (Homoptera; Delphacidae). Jurnal Entomologi Indonesia. 12(2):64-70.
Jacobson M. 1971. The unsaturated isobutylamides. Di dalam: Jacobson M, Crosby DG, editor. Naturally Occurring Insecticides. New York (US): Marcel Dekker. hlm 137-176.
Kinloch RA. 1982. The relationship between soil population of Meloidogyne incognita and yield reduction of soybean in the coastal plain. Journal of Nematology. 14(2):162-167.
Kosman E, Cohen Y. 1996. Procedures for calculating and differentiating synergism and antagonism in action of fungicide mixtures. Phytopathology. 86(11):1255-1264.
Luc M, Sikora RA, Bridge J. 1995. Nematoda Parasit Tumbuhan di Pertanian Subtropik dan Tropik. Supratoyo, penerjemah. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University Press. Terjemahan dari: Plant Parasitic Nematodes in Subtropical and Tropical Agriculture.
Mardiningsih LT, Sukmana C, Tarigan N, Suriati S. 2010. Efektivitas insektisida nabati berbahan aktif azadirachtin dan saponin terhadap mortalitas dan intensitas serangan Aphis gossypii Glover. Buletin Penelitian Tanaman Rempah dan Aromatika. 21(2):171-183.
15
Mediana G, Prijono D. 2014. Pengaruh pemanasan dan penyimpanan terhadap aktivitas insektisida ekstrak lerak (Sapindus rarak) pada larva Crocidolomia pavonana (F.) (Lepidoptera: Crambidae). Agrovigor. 7(1):90-98.
Melakeberhan H, Webster JW, Brook RC, D‟Auria JM, Cacckette M. 1987. Effect of Meloidogyne incognita on plant nutrient concentration and its influence on plant physiology of bean. Journal of Nematology. 19(3):324-330.
Miyakado M, Nakayama I, Ohno N. 1989. Insecticidal unsaturated isobutylamides. Di dalam: Arnason TJ, Philogene RJB, Morand P, editor. Insecticides of Plant Origin. Washington DC (US): American Chemical Society. hlm 173-187.
Niblack LT, Hussey SR. 1985. Extracting nematodes from soil and plant tissue. Di dalam: Zuckerman MB, Mai FW, Barrison BM, editor. Plant Nematology Laboratory Manual. Massachusetts (US): The University of Massachusetts Agricultural Experiment Station. hlm 201-206.
Prakash A, Rao J. 1997. Botanical Pesticides in Agriculture. Boca Raton (US): CRC Press.
Rizali BA. 2010. Perbandingan uji potensi larvasida dari ekstrak lada hitam (Piper nigrum) dengan Abate terhadap vektor penular demam berdarah dengue. Jurnal Kedokteran. 15(2):1-7.
Sasser JN, Freckman DW. 1987). A world perspective of nematology: the role of the society. Di dalam: Veech JA, Dickson DW, editor. Vistas on Nematology. Hyattsville (MD): Society of Nematologists. hlm 7–14.
Sastrahidayat IR. 1990. Ilmu Penyakit Tumbuhan. Surabaya (ID): Usaha Nasional. Scott IM, Jensen HR, Philogene BJR, Arnason JT. 2008. A review of Piper spp. (Piperaceae) phytochemistry, insecticidal activity and mode of action. Phytochemistry Reviews. 7(1):65-75. doi: 10.1007/s11101-006-9058-5. Scott IM, Jensen HR, Scott JG, Isman MB, Arnason JT, Philogene BJR. 2003.
Botanical insecticides for controlling agricultural pests: piperamides and the colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera: Chrysomelidae). Archives of Insect Biochemistry and Physiology. 54(4):212-225. doi: 10.1002/arch.10118.
Semangun H. 1996. Pengantar Ilmu Penyakit Tumbuhan. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University Press.
Sunaryadi. 1999. Ekstraksi dan isolasi saponin buah lerak (Sapindus rarak) serta pengujian daya defaunasinya [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Syahroni YY, Prijono D. 2013. Aktivitas insektisida ekstrak buah Piper aduncum
L. (Piperaceae) dan Sapindus rarak DC. (Sapindaceae) serta campurannya terhadap larva Crocidolomia pavonana (F.) (Lepidoptera: Crambidae). Journal Entomologi Indonesia. 10(1):39-50.
Taylor AI, Sasser JN. 1978. Biology, Identification on Control of RootKnot Nematodes (Meloidogyne spp.). Raleigh (US): North Carolina State University Graphics.
Tekeli A, Celik L, Kutlu HR. 2007. Plant extracts; a new rumen moderator in ruminant diets. Journal of Tekirdag Agricultural Faculty. 4(1):71-79.
16
Melalui Inovasi Teknologi Spesifik Lokasi; 2011 Okt 25; Jogyakarta. Jogyakarta (ID): Balai Besar Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian Jogyakarta. hlm 705-710.
Whitehead AG. 1998. Plant Nematode Control. London (GB): CAB International. Widowati L. 2003. Sapindus rarak DC. Di dalam: Lemmens RHMJ, Bunyapraphastsara N, editor. Plants Resources of South-East Asia. Vol 12(3). Medicinal and Poisonous Plants. Bogor (ID): Prosea Foundation. hlm 358-359.
18
Lampiran 1 Mortalitas J2 Meloidogyne spp. pada perlakuan ekstrak biji lada, buah lerak, dan campurannya dengan pelarut air
Jenis ekstrak Konsentrasi
Lampiran 2 Penekanan jumlah puru akar dan bobot akar akibat perlakuan ekstrak biji lada, buah lerak, dan campurannya dengan pelarut air
Perlakuana Rataan per gram akar Jumlah puru Penekanan (%)c Jumlah puru Bobot akar (g)b
19
Lampiran 3 Bentuk akar tanaman tomat pada beberapa perlakuan penyiraman ekstrak biji lada, buah lerak, dan campurannya, serta kontrol
Lampiran 4 Perkembangan tinggi tanaman tomat akibat perlakuan ekstrak biji lada, buah lerak, dan campurannya
Perlakuan Tinggi tanaman (cm) pada n MST
a
0 1 2 3 4 5 6
Kontrol 4.33 6.33 9.58 11.67 28.50 38.20 45.08 Lada 50 4.08 6.80 10.87 13.83 30.20 43.20 51.33 Lada 100 4.88 7.75 12.00 14.67 31.20 47.40 56.00 Lerak 50 4.80 6.58 10.58 13.00 29.60 41.40 50.00 Lerak 100 4.08 7.17 11.17 13.92 31.00 42.80 53.50 Campuran 50 5.17 7.50 11.17 13.92 30.60 44.80 54.00 Campuran 100 5.33 8.00 12.00 15.32 32.20 48.00 55.83
a
Minggu setelah tanam.
Lampiran 5 Penampilan tanaman tomat pada perlakuan penyiraman ekstrak ekstrak biji lada, buah lerak, dan campurannya
K Lerak50 Lerak100 Lada50 Lada100 Campuran50 Campuran100
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Malang pada tanggal 5 Agustus 1992 sebagai anak kedua dari dua bersaudara dari pasangan Bapak Ahmad Yusuf (Alm) dan Ibu Maimunah. Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah menengah atas di SMAN 1 Gondanglegi Kabupaten Malang pada tahun 2011.
Pada tahun 2011 penulis melanjutkan pendidikan di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) Undangan. Penulis diterima sebagai mahasiswa Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, IPB dan mengikuti program Tingkat Persiapan Bersama selama 1 tahun. Pada tahun berikutnya penulis mengikuti perkuliahan dengan Mayor Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian.
