Permasalahan utama dalam budi daya tanaman sayuran Brassicaceae salah satunya adalah serangan hama ulat daun kubis Plutella xylostella (Linnaeus). Ekstrak sirih hutan Piper aduncum dan pacar cina Aglaia odorata berpotensi digunakan sebagai insektisida nabati karena mengandung senyawa yang bersifat toksik terhadap serangga. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi tingkat toksisitas dan aktivitas penghambatan makan ekstrak heksana buah sirih hutan dan ekstrak metanol ranting pacar cina terhadap larva ulat daun kubis. Ekstraksi dilakukan dengan metode maserasi dengan perbandingan serbuk dan pelarut 1:10 (w/v). Serangga ulat daun kubis yang digunakan berasal dari koloni yang diperbanyak di laboratorium. Untuk pengujian pengaruh letal ekstrak diuji terhadap toksisitas larva instar kedua ulat daun kubis dengan metode celup daun dengan konsentrasi uji setara dengan LC15, LC35, LC55, LC75, LC95, dan kontrol. Pengujian aktivitas penghambatan makan dilakukan dengan metode pilihan menggunakan konsentrasi setara dengan LC15, LC35, LC55, dan kontrol. Hasil pengujian menunjukkan bahwa ekstrak heksana buah sirih hutan lebih toksik terhadap larva ulat daun kubis instar kedua dibandingkan dengan ekstrak metanol ranting pacar cina berdasarkan nilai analisis probit hubungan konsentrasi dan mortalitas. Nilai LC50 dan LC95 ekstrak buah sirih hutan masing-masing adalah 0,07% dan 0,14%, sedangkan nilai LC50 dan LC95 ekstrak ranting pacar cina adalah 1,63% dan 4,72%. Selain itu, ekstrak buah sirih hutan dan ranting pacar cina juga menunjukkan aktivitas penghambatan makan kuat larva ulat daun kubis pada konsentrasi berturut-turut 0,07% dan 1,77%. Efek kombinasi antara toksisitas langsung dan penghambatan makan berkontribusi terhadap kematian serangga uji. Dengan demikian, kedua ekstrak ini terutama ekstrak buah sirih hutan yang menunjukkan keefektifan yang lebih tinggi dan berpotensi besar sebagai insektisida nabati untuk pengendalian hama ulat daun kubis di Indonesia.
Brassicaceaeinsektisida nabatipenghambatan makantoksisitasulat daun kubisFile created by JATS EditorJATS Editorissue-created-year2025PENDAHULUAN
Salah satu hama utama yang menyebabkan penurunan kualitas dan kuantitas produksi brokoli adalah ulat daun kubis Plutella xylostella (Linnaeus) (Lepidoptera: Plutellidae). Untuk mengendalikan hama ini, metode pengendalian yang paling umum digunakan oleh petani hingga saat ini adalah penerapan insektisida sintetik (Dadang, 2023). Namun, penggunaan insektisida sintetik secara intensif telah mendorong perkembangan resistensi P. xylostella terhadap berbagai jenis insektisida (Wang et al., 2021). Berdasarkan data dari Arthropod Pesticide Resistance Database (Database, n.d.), P. xylostella saat ini telah menunjukkan resistensi terhadap 120 jenis bahan aktif insektisida. Oleh karena itu, diperlukan strategi pengendalian alternatif yang efektif, salah satunya adalah penggunaan insektisida nabati (Kotta et al., 2018); (Dadang, 2023).
P. xylostella saat ini telah menunjukkan resistensi terhadap 120 jenis bahan aktif insektisida. Oleh karena itu, diperlukan strategi pengendalian alternatif yang efektif, salah satunya adalah penggunaan insektisida nabati (Kotta et al., 2018); (Dadang, 2023).
Beberapa famili tumbuhan telah diketahui mengandung bahan pestisida antara lain tumbuhan dari Famili Piperaceae dan Meliaceae. Tumbuhan Famili Piperaceae yang diketahui berpotensi sebagai insektisida nabati adalah sirih hutan Piper aduncum. (Salehi et al., 2019) melaporkan bahwa salah satu komponen aktif yang dikandung sirih hutan adalah dilapiol yang termasuk dalam kelompok fenilpropanoid. (Morais et al., 2023) menyatakan bahwa dilapiol adalah senyawa aktif utama yang bersifat insektisida pada buah sirih hutan. Beberapa studi telah membuktikan potensi insektisida dari ekstrak sirih hutan. Pengujian terhadap larva ulat krop Crocidolomia pavonana (Fabricius) (Lepidoptera: Crambidae) menunjukkan bahwa ekstrak heksana buah sirih hutan memiliki aktivitas insektisida yang kuat, dengan nilai LC₅₀ sebesar 0,13% dan LC₉₅ sebesar 0,26%, diikuti oleh ekstrak etil asetat dan metanol (Cossolin et al., 2019). Selain itu, ekstrak heksana dengan konsentrasi 0,29% dilaporkan mampu menyebabkan kematian lebih dari 95% pada larva instar kedua C. pavonana. Ekstrak ini bekerja dengan cara mengganggu fisiologi serangga, termasuk tekanan osmotik sel dan metabolisme lipid. (Batan et al., 2018) menyatakan hasil uji fitokimia menunjukkan bahwa metabolit sekunder ekstrak etanol sirih hutan adalah alkaloid, steroid, dan triterpenoid. (Russianzi & Prijono, 2019) melaporkan bahwa ekstrak heksana buah sirih hutan menunjukkan aktivitas insektisida yang cukup tinggi terhadap larva ulat daun kubis , dengan nilai LC₅₀ sebesar 0,24% dan LC₉₅ sebesar 0,68%. Fokus utama dari penelitian tersebut adalah mengevaluasi potensi sinergistik antara ekstrak sirih hutan dan beberapa insektisida berbasis mikroba, seperti abamektin, klorfenapir, dan spinetoram sehingga kajian tidak hanya terbatas pada efektivitas tunggal ekstrak, tetapi juga pada peningkatan efikasi melalui kombinasi bahan aktif.
Selain buah, bagian tanaman lain seperti daun dan batang juga pernah diteliti. Penelitian (Anggraini & Rustam, 2023) menggunakan ekstrak daun P. aduncum dan melaporkan nilai LC50 terhadap ulat grayak Spodoptera litura (Fabricius) (Lepidoptera: Noctuidae) sebesar 0,89%, yang menunjukkan efektivitas lebih rendah dibandingkan dengan ekstrak buah. (Wahyuni & Loren, 2015) yang mengevaluasi ekstrak batang juga melaporkan aktivitas toksik yang lebih rendah terhadap nyamuk Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) (Linnaeus). Berdasarkan hal tersebut, dapat disimpulkan bahwa bagian buah sirih hutan memiliki aktivitas insektisida yang lebih kuat dibandingkan bagian tanaman lainnya.
Bahan tumbuhan lainnya yang berpotensi sebagai insektisida nabati adalah pacar cina, Aglaia odorata Lour (Meliaceae) (Dadang, 2023). Kandungan senyawa aktif yang terdapat pada tanaman pacar cina meliputi bisamida, flavonoid, lignan, dan triterpenoid (Agarwal et al., 2021). Senyawa utama dalam ekstrak metanol ranting pacar cina adalah rokaglamida. Senyawa aktif rokaglamida dan derivatnya menunjukkan aktivitas insektisida, menghambat aktivitas makan serangga, dan memengaruhi perkembangan serangga (Anggraini, 2019). Ekstrak daun dan ranting pacar cina dapat menyebabkan tingginya tingkat kematian larva C. pavonana, memengaruhi tingkat parasitisasi, Dan menekan tingkat enkapsulasi (Tarwotjo, 2012). Penelitian lainnya melaporkan bahwa ekstrak metanolranting pacar cina pada konsentrasi 1,0% menunjukkantingkat kematian 90% terhadap larva c. pavonana 96jam setelah perlakuan (jsp).
Dengan latar belakang tersebut, penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi aktivitas insektisida, yang meliputi tingkat toksisitas dan aktivitas penghambatan makan ekstrak heksana buah sirih hutan P. aduncum dan ekstrak metanol ranting pacar cina A. odorata terhadap larva instar kedua ulat daun kubis P. xylostella. Hasil penelitian ini diharapkan dapat mendukung pengembangan bioinsektisida berbasis tumbuhan sebagai alternatif yang ramah lingkungan dan berkelanjutan dalam pengendalian hama ulat daun kubis di Indonesia.
BAHAN DAN METODEPembiakan serangga uji
Serangga uji ulat daun kubis diperoleh dari populasi lapangan pertanaman brokoli di Kebun Percobaan IPB Pasir Sarongge, Kecamatan Pacet, Kabupaten Cianjur. Pembiakan serangga uji dilakukan di Laboratorium Fisiologi dan Toksikologi Serangga, Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor (IPB). Pembiakan serangga dilakukan mengikuti prosedur yang digunakan oleh (Basana & Prijono, 1994). Imago ulat daun kubis dipelihara dalam kurungan kasa berbingkai (50 cm x 50 cm x 50 cm) dan diberi pakan cairan madu 10% yang diserapkan pada segumpal kapas (diameter kapas 5 cm). Larva dipelihara dengan pakan daun brokoli bebas pestisida hasil penanaman sendiri. Pemeliharaan dilakukan hingga mencapai generasi ketiga (F ), dan larva instar kedua dari generasi ini ₃ digunakan untuk pengujian toksisitas dan aktivitas penghambatan makan.
Ekstraksi tanaman
Buah sirih hutan P. aduncum yang diperoleh dari areal kampus IPB University Dramaga dan ranting pacar cina A. odorata yang diperoleh dari areal Balai Pengujian Standar Instrumen Tanaman Rempah, Obat dan Aromatik (BPSI TROA) dibersihkan dengan kertas tisu dari kotoran yang menempel. Buah sirih hutan dan ranting pacar cina dipotong dengan panjang 3–5 cm, lalu diletakkan di atas nampan berlapis kertas buram dan dikeringanginkan pada suhu 25 ± 2 ºC tanpa paparan langsung sinar matahari selama 7–14 hari dan dilanjutkan dengan pengeringan dengan oven pada suhu 45 ºC selama 12 jam. Bahan tanaman kemudian dihancurkan menggunakan grinder (Retsch GmbH 5667HAAN Type SK1 Nr. 37535 kapasitas 0,5 kg/jam) hingga memperoleh serbuk. Ekstraksi buah sirih hutan dan ranting pacar cina dilakukan dengan metode maserasi, yaitu dengan pengadukan berkala. Serbuk masing-masing direndam dalam pelarut organik dengan perbandingan 1 : 10 (w/v). Sebanyak 500 g serbuk buah sirih hutan direndam dalam pelarut heksana sesuai protokol (Unknown Author, 2016), dan serbuk ranting pacar cina direndam dalam pelarut metanol mengacu pada penelitian (Prijono et al., 2006). Setiap bubuk direndam selama 24 jam pada suhu kamar (26 ± 2 ºC; kelembapan relatif 66–86%). Masing-masing filtrat yang diperoleh kemudian diuapkan dengan rotary evaporator (Buchi R-100, Swiss) pada ± 40 ºC, 50 rpm, dan tekanan 240 mbar. Banyaknya rendemen yang diperoleh dari ekstrak heksana buah sirih hutan dan ekstrak metanol ranting pacar cina masing-masing sebesar 5,57% dan 2,15% dengan 3 kali ekstraksi. Ekstrak pekat yang diperoleh kemudian dimasukkan kedalam botol kaca berwarna hitam dan disimpan dalam lemari es (± 4 ºC) hingga digunakan saat pengujian.
Uji hayatiUji toksisitas ekstrak.
Ekstrak heksana buah sirih hutan dan metanol ranting pacar cina diuji masingmasing pada lima taraf konsentrasi setara dengan LC15, LC 35 , LC 55 , LC 75 , dan LC 95 , serta kontrol (berdasarkan hasil pengujian pendahuluan). Metode pengujian, yaitu dengan metode pencelupan daun. Sediaan ekstrak uji diencerkan dengan pelarut organik 1% dan pengemulsi Agristik 400 L 0,2% lalu ditambahkan akuades hingga volume tertentu sesuai dengan konsentrasi pengujian, dan kontrol berupa sediaan akuades yang mengandung pelarut organik dan pengemulsi Agristik 400 L. Sediaan ekstrak selanjutnya dihomogenisasi dengan magnetic stirrer.
Daun brokoli dipotong dengan ukuran 4 cm x 4 cm dan dicelup satu per satu dalam sediaan ekstrak sesuai dengan konsentrasi uji. Daun kontrol dicelup dalam air yang mengandung pelarut dan pengemulsi. Kelebihan air pada daun ditiriskan dan daun dikeringanginkan. Daun uji (dua daun perlakuan atau dua daun kontrol) diletakkan dalam sebuah cawan petri (diameter 9 cm) yang dialasi tisu. Kemudian 10 individu larva ulat daun kubis instar ke-2 dimasukkan ke dalam setiap cawan tersebut. Larva dibiarkan makan daun uji, dan 48 jam setelah perlakuan (JSP) daun perlakuan diganti dengan daun tanpa perlakuan. Jumlah larva yang mati dicatat pada 24, 48, 72, dan 96 JSP.
Aktivitas penghambatan makan.
Aktivitas penghambatan makan larva ulat daun kubis diuji dengan metode residu pada daun dengan metode choice test, dengan cara perlakuan sama seperti pada uji toksisitas. Pengujian dilakukan pada tiga taraf konsentrasi yang setara dengan Lc15, lc35, lc55, dan kontrol (pelarutorganik: agristik = 5:1 v/v) berdasarkan hasil pengujiandengan metode residu pada daun. daun perlakuan dankontrol dipotong dalam bentuk bundaran berdiameter3 cm. dua potong daun perlakuan dan dua daun kontroldiletakkan berselang-seling di dalam sebuah cawanpetri (diameter 9 cm) yang dialasi tisu. kemudian, 10 individu larva instar kedua ulat daun kubis dimasukkanke dalam setiap cawan petri. larva dibiarkan makanselama 24 jam, kemudian persentase luas daun yang dimakan langsung dihitung dengan menggunakanaplikasi bioleaf (foliar analysis) (Unknown Author, 2016). percobaan disusun dalam rancangan acaklengkap (ral) dengan lima ulangan. persentase efekpenghambatan makan dihitung dengan rumus:
, dengan
PM: persentase penghambatan makan;CL: area daun kontrol yang dikonsumsi;TL: area daun perlakuan yang dikonsumsi.
Persentase penghambatan makan ulat daun kubis dikelompokkan berdasarkan kriteria yang diadopsi dari (Mokodompit et al., 2013); Table 1.
Analisis data
Data hubungan antara konsentrasi insektisida nabati dan mortalitas larva uji dianalis menggunakan analisis probit program Poloplus (Le Ora Software 2002-2003). Data perbedaan antara luas area yang dikonsumsi pada daun kontrol dan daun perlakuan pada uji penghambatan makan dianalisis dengan sidik ragam dan dilanjutkan dengan uji Tukey pada taraf 5%.
Kategori penghambatan makan Plutella xylostella
Kategori penghambatan
(Category of inhibition)
PM: penghambatan makan (feeding inhibition).
Kuat (Strong)
PM ≥ 80
Sedang (Medium)
60 ≤ PM < 80
Lemah (Weak)
40 ≤ PM < 60
Sangat lemah (Very weak)
0 < PM < 40
Tidak ada penghambatan
(No inhibition)
PM = 0
PM: penghambatan makan (feeding inhibition).
HASILToksisitas ekstrak
Pengujian ekstrak buah sirih hutan dan ranting pacar cina terhadap larva instar kedua ulat daun kubis menunjukkan bahwa tingkat mortalitas meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi dan waktu pengamatan. Pada konsentrasi tertinggi 0,19%, ekstrak sirih hutan menyebabkan mortalitas larva sebesar 42% dalam 24 JSP, sedangkan ekstrak pacar cina dengan konsentrasi tertinggi 4,84% mengakibatkan mortalitas sebesar 30% pada periode yang sama. Mortalitas larva meningkat secara signifikan pada 48 JSP, dengan perlakuan ekstrak buah sirih hutan (0,19%) mencapai 98% dan ekstrak pacar cina (4,84%) mencapai 68%. Setelah daun perlakuan diganti dengan daun tanpa perlakuan pada 48 JSP, efek toksisitas kedua ekstrak tetap berlanjut hingga 72 JSP. Pada titik ini, mortalitas larva ulat daun kubis mencapai 100% untuk perlakuan ekstrak buah sirih hutan (0,19%) dan 96% untuk ekstrak pacar cina (4,84%). Mortalitas akibat ekstrak pacar cina terus berlanjut hingga 96 JSP, yang kemungkinan disebabkan oleh senyawa aktif dalam ekstrak yang masih bertahan di dalam tubuh serangga dan terus bekerja hingga menyebabkan kematian ( Gambar 1 A dan Gambar 1 B).
Berdasarkan hasil analisis probit pada 24, 48, 72, dan 96 JSP, nilai LC 50 dan LC 95 untuk ekstrak buah sirih hutan masing-masing sebesar 0,07% dan 0,15%, sedangkan untuk ekstrak pacar cina, nilai LC50 dan LC95 pada 72 JSP adalah 1,95% dan 6,82%. Nilai LC ini lebih rendah dibandingkan dengan nilai LC 50 dan LC 95 dari masing-masing ekstrak pada 48 JSP Table 2. Perubahan nilai LC dari 24 hingga 96 JSP menunjukkan bahwa mortalitas serangga uji meningkat seiring waktu setelah perlakuan dengan ekstrak. Peningkatan mortalitas yang signifikan terjadi antara 48 dan 72 JSP untuk setiap perlakuan ( Gambar 1 A). Nilai LC 50 dan LC 95 mencerminkan konsentrasi insektisida yang diperlukan untuk menyebabkan kematian pada 50% dan 95% dari populasi serangga uji dalam periode tertentu. Semakin rendah nilai LC suatu insektisida, semakin tinggi toksisitasnya. Oleh karena itu, tingkat toksisitas suatu ekstrak dapat ditentukan berdasarkan nilai LC yang diperoleh. Berdasarkan nilai LC95 Table 2, ekstrak buah sirih hutan P. aduncum memiliki toksisitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak ranting pacar cina A. odorata.
Aktivitas penghambatan makan
Ekstrak buah sirih hutan dan ranting pacar cina tidak hanya menyebabkan kematian pada ulat daun kubis, tetapi juga mampu menghambat aktivitas makannya. Hasil analisis menunjukkan bahwa ekstrak buah sirih hutan dan ranting pacar cina memiliki efek penghambatan makan terhadap larva ulat daun kubis pada semua tingkat konsentrasi yang diuji. Ekstrak buah sirih hutan menunjukkan penghambatan makan yang lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak ranting pacar cina. Pada konsentrasi 0,07%, ekstrak buah sirih hutan menghambat makan larva instar kedua ulat daun kubis hingga 96% dengan kategori penghambatan kuat, dan berbeda signifikan dengan konsentrasi 0,04% dan 0,06%, yang menunjukkan penghambatan sedang berdasarkan uji Tukey 5%. Ekstrak ranting pacar cina pada konsentrasi tertinggi (1,77%) menunjukkan penghambatan makan sebesar 96,09% dengan kategori penghambatan kuat, dan tidak berbeda signifikan dengan konsentrasi 0,83% dan 1,27% menurut uji Tukey 5% Table 3. Persentase konsumsi daun perlakuan lebih rendah dibandingkan kontrol, menunjukkan bahwa meskipun serangga masih mengonsumsi daun, tetapi jumlahnya sangat sedikit. Perilaku makan daun berhenti setelah beberapa waktu, yang menunjukkan efek antifeedant sekunder.
Perkembangan tingkat mortalitas larva P.xylostella pada perlakuan ekstrak HxPa (A) dan ekstrak MtAo (B)
ImagePEMBAHASAN
Pengujian ekstrak buah sirih hutan P. aduncum menunjukkan toksisitas yang signifikan terhadap larva ulat daun kubis P. xylostella, sebagaimana ditunjukkan pada nilai LC50 dan LC95. Mortalitas larva disebabkan oleh bahan insektisida dari ekstrak. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa ekstrak heksana buah sirih hutan efektif dan memiliki aktivitas insektisida yang kuat dalam menyebabkan mortalitas larva ulat daun kubis dengan masing-masing nilai LC50 sebesar 0,07% dan LC95 sebesar 0,14%. Hasil ini berbeda dengan penelitian (Mendes & Ratna, 2017) yang melaporkan ekstrak etil asetat buah sirih hutan pada konsentrasi 2% menyebabkan 100% mortalitas ulat krop kubis C. pavonana pada 72 JSP. (Mahfud, 2016) juga melaporkan bahwa nilai LC50 dan LC95 ekstrak metanol buah sirih hutan terhadap larva ulat daun kubis berturut-turut adalah 0,180% dan 0,268%. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh perbedaan pelarut yang digunakan. Selain bagian buah, daun dan batang sirih hutan juga telah diteliti sebagai sumber insektisida nabati. Ekstrak daun terbukti efektif dalam mengendalikan Leptocorisa oratorius (Fabricius) (Hemiptera: Alydidae), dengan tingkat kematian mencapai 90% pada konsentrasi 75 g/l dan nilai LC₉₅ sebesar 10,1% (101 g/l), menunjukkan potensi toksisitas yang tinggi (Nugroho et al., 2020). Sementara itu, minyak astiri sirih hutan yang kaya akan senyawa dillapiol menunjukkan efektivitas tinggi terhadap nimfa kutu loncat jeruk Diaphorina citri Kuwayama (Hemiptera: Psyllidae) (mortalitas 90–100%) dan cukup efektif terhadap serangga dewasa pada aplikasi topikal dengan konsentrasi dillapiol ≥79,9% pada pelarutan 0,75–1% (Volpe et al., 2016). Berdasarkan perbandingan ini, dapat disimpulkan bahwa bagian buah sirih hutan menunjukkan aktivitas insektisida yang lebih kuat dibandingkan bagian tanaman lainnya. (Rohimatun et al., 2023) menyatakan bahwa senyawa kimia yang paling melimpah dari ekstrak etil asetat buah sirih hutan adalah dillapiol (61,54%) dan memiliki nilai LC50 untuk kumbang bubuk beras Sitophilus oryzae (Linnaeus) (Coleoptera: Curculionidae) dan kumbang Callosobruchus maculatus (Fabricius) (Coleoptera: Chrysomelidae) dewasa betina sebesar 4,05% dan 0,17%, dan nilai LC95 masing-masing adalah 16,40 dan 4,95%. (Hasyim, 2011), melaporkan bahwa ekstrak heksana sirih hutan dengan kandungan senyawa aktif utama dilapiol, menunjukkan aktivitas insektisida yang kuat terhadap larva instar kedua C. pavonana, yang pada konsentrasi 0.5% menyebabkan mortalitas 100% pada 24 JSP. Mekanisme kerja dilapiol diperkirakan mengganggu sistem saraf serangga melalui inhibisi enzim asetilkolinesterase, yang menjadi dasar toksisitasnya.
Penduga parameter regresi probit pada pengujian ektrak HxPa dan MtAo terhadap mortalitas larva instar kedua Plutella xylostella
Jenis ekstrak
(Extract type)
Waktu pengamatan (Observation time) (JSP)a
ab ± GBd
bc ± GBd
LC50e
(SKf 95%) (%)
LC95d (SKe 95%) (%)
Piper aduncum
24
6,94 ± 0,59
2,92 ± 0,64
0,21
(0,17–0,34)
0,79
(0,44–3,32)
48
10,90 ± 0,75
5,76 ± 0,75
0,09
(0,08–0,10)
0,18
(0,15–0,28)
72
11,27 ± 0,93
5,53 ± 0,91
0,07
(0,05–0,08)
0,15
(0,12–0,24)
96
11.35 ± 0,99
5,53 ± 0,96
0,07
(0,05–0,07)
0,14
(0,12–0,17)
Aglaia odorata
24
3,40 ± 0,16
1,64 ± 0,44
10,55
(6,00–44,291)
120,81
(32,92–4048,77)
48
3,87± 0,13
1,97 ± 0,36
3,50
(2,40–8,22)
20,85
(8,66–345,39)
72
4,14 ± 0,12
2,82 ± 0,36
1,95
(1,27–3,85)
6,82
(3,58–111,10)
96
4,27 ± 0,11
3,31 ± 0,38
1,63
(1,04–2,93)
4,71
(2,71–61,85)
JSPa : jam setelah perlakuan (hours after treatment); ab: Intercept garis regresi probit; bc: kemiringan garis regresi probit (slope of the probit regression line); GBd: galat baku (standard error); LC50e: lethal concentration; SKf: selang kepercayaan (confidence interval).
Pengaruh perlakuan ekstrak Piper aduncun dan Aglaia moderator terhadap penghambatan aktivitas makan larva Plutella xylostella dengan metode pilihan
Jenis ekstrak (Extract type)
Konsentrasi (Concentration)
Penghambatan (Inhibitor)
(%) ± SDa
Kriteria (Criteria)
Piper aduncum (HxPa)
LC15 (0,04)
68,24 ± 4,68 b
Sedang (Medium)
LC35 (0,06)
74,65 ± 11,43 b
Sedang (Medium)
LC55 (0,07)
95,08 ± 10,16 a
Kuat (Strong)
Aglaia odorata (MtAo)
LC15 (0,83)
90,55 ± 11,67 a
Kuat (Strong)
LC35 (1,27)
91,78 ± 12,81 a
Kuat (Strong)
LC55 (1,77)
96,09 ± 3,70 a
Kuat (Strong)
Dilapiola adalah senyawa arilpropanoid dengan berbagai sifat bioaktif, termasuk aktivitas insektisida (Taher et al., 2020). Senyawa aktif dilapiola dalam buah sirih hutan memiliki cara kerja dan efektif dalam menghambat berbagai enzim pada serangga, termasuk asetilkolinesterase, esterase, dan glutation S-transferase. Penghambatan ini mengganggu proses metabolisme normal dan menyebabkan kematian serangga (Fazolin et al., 2021). Penghambatan enzim detoksifikasi sitokrom P450, yaitu enzim yang bertanggung jawab untuk memetabolisme dan mendetoksifikasi berbagai zat xenobiotik (Araújo et al., 2020), menyebabkan senyawa- senyawa minor yang terdapat dalam ekstrak dirih hutan P. aduncum dapat masuk ke bagian target pada serangga sehingga menyebakan kematian pada serangga. Selain dilapiol, senyawa aktif lainnya yang terkandung dalam ekstrak sirih hutan, seperti β-Caryophyllene yang merupakan terpenoid, dapat mengganggu struktur dan fungsi membran sel serangga melalui peningkatan permeabilitas membran. Akibatnya, berbagai senyawa aktif, termasuk dilapiol, dapat masuk lebih mudah ke dalam sel dan bekerja lebih efektif meracuni serangga.
Di sisi lain, ekstrak metanol ranting pacar cina menyebabkan mortalitas larva ulat daun kubis dengan nilai LC50 sebesar 1,63% dan LC95 sebesar 4,71%. Ekstrak metanol ranting pacar cina dengan rokaglamida sebagai senyawa aktif utama dan turunannya, seperti desmethyl rocaglamide dan 3’-hydroxyrocaglamide (Sihai et al., 2004), juga menunjukkan toksisitas yang signifikan terhadap larva ulat daun kubis. Selain itu, daun dan ranting pacar cina diidentifikasi mengandung senyawa aktif dammarane triterpen dan aminopyrrolidine bis- amides (Yodsaoue et al., 2012) yang diketahui memiliki efek penghambatan makan yang kuat terhadap ulat grayak Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae) (Magrini et al., 2015). Penelitian oleh (Janprasert et al., 1993) berhasil mengidentifikasi senyawa aktif rokaglamida dari ranting pacar cina yang memiliki aktivitas insektisida. Rokaglamida juga telah diisolasi dari empat berbagai bagian tanaman spesies Aglaia lainnya, yaitu akar dan batang A. duppereana, A. elaeagnoidea, dan A. oligophylla (Duong et al., 2014), serta ranting A. duppereana, buah A. elliptica, dan daun A. harmsiana (Nugroho et al., 1999).
Rokaglamida termasuk dalam kelas siklopentatetrahidrobenzofuran dan bekerja dengan mengganggu fisiologi serangga, yakni menghambat fungsi mitokondria sehingga menyebabkan kematian larva dengan cepat. Senyawa ini menunjukkan sifat insektisida yang kuat terhadap serangga dan dapat memengaruhi aktivitas biologi serangga (Ngo et al., 2021). Rocaglamide terutama bekerja dengan menghambat sintesis protein pada serangga. Hal ini dicapai dengan mengikat komponen faktor inisiasi translasi eukariotik 4A (eIF4A), sebuah helikase yang terlibat dalam penguraian struktur sekunder RNA selama fase inisiasi sintesis protein. Gangguan pada eIF4A ini mengganggu penerjemahan mRNA menjadi protein, yang sangat penting untuk berbagai proses fisiologis pada serangga. Dengan menghambat sintesis protein, rokaglamida memengaruhi pertumbuhan, perkembangan, dan reproduksi serangga. Hal ini menyebabkan keterlambatan perkembangan dan kelainan, yang pada akhirnya mengakibatkan kematian serangga (Obermann et al., 2023). Selain rokaglamida, pacar cina juga mengandung berbagai flavaglin lainnya, alkaloid piridin, terpenoid, dan flavonoid yang memiliki potensi sebagai insektisida.
Aktivitas kedua jenis ekstrak dapat diamati melalui parameter regresi probit, yang menggambarkan hubungan antara konsentrasi dan mortalitas larva uji P. xylostella Table 2. Berdasarkan nilai LC95, ekstrak hexana buah sirih hutan menunjukkan aktivitas yang lebih kuat dibandingkan dengan ekstrak metanol ranting pacar cina. Nilai kemiringan regresi (b) pada buah sirih hutan lebih tinggi dibandingkan dengan nilai regresi pada ranting pacar cina. Nilai ini mengindikasikan bahwa peningkatan konsentrasi dalam jumlah tertentu akan menyebabkan kematian lebih banyak pada serangga uji yang diberi perlakuan ekstrak hexana buah sirih hutan dibandingkan dengan ekstrak ranting pacar cina.
Selain bersifat toksik, ekstrak hexane sirih hutan dan ekstrak metanol pacar cina juga menunjukkan adanya aktivitas penghambatan makan larva ulat daun kubis. Pada konsentrasi tertinggi (LC55) ekstrak buah sirih hutan dan ranting pacar cina menunjukkan kriteria penghambatan makan kuat, yaitu masing- masing sebesar 95,08% dan 96,09% pada 96 JSP. Persentase konsumsi daun perlakuan lebih rendah
Selain bersifat toksik, ekstrak hexane sirih hutan dan ekstrak metanol pacar cina juga menunjukkan adanya aktivitas penghambatan makan larva ulat daun kubis. Pada konsentrasi tertinggi (LC55) ekstrak buah sirih hutan dan ranting pacar cina menunjukkan kriteria penghambatan makan kuat, yaitu masingmasing sebesar 95,08% dan 96,09% pada 96 JSP. Persentase konsumsi daun perlakuan lebih rendah dibandingkan kontrol, menunjukkan bahwa meskipun serangga masih mengonsumsi daun, jumlahnya sangat sedikit. Perilaku makan daun yang berhenti setelah beberapa waktu, menunjukkan adanya efek antifeedant sekunder. Hal ini menunjukkan bahwa serangga tetap mengonsumsi daun pakan meskipun dalam jumlah sangat sedikit. Efek penghambatan aktivitas makan serangga ikut menyumbang kematian serangga uji. (Lina et al., 2023) melaporkan bahwa ekstrak buah sirih hutan menyebabkan penghambatan aktivitas makan larva ulat grayak jagung Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) 91,21% pada konsentrasi 0,17%. Penghambatan makan kemungkinan disebabkan oleh adanya kandungan senyawa aktif pada ekstrak tanaman yang bersifat antifeedant. Kandungan bahan aktif Piperaceae yang berperan sebagai penghambat makan adalah sesquiterpen, caryofillen, limonen, β dan kelompok piperamid, seperti piperin, pipericide, pelitorin, dan guineensin yang terkandung dalam minyak asirinya (Mendes & Ratna, 2017);(Rohimatun et al., 2023).
Kandungan serta jumlah senyawa metabolit sekunder dalam tanaman memiliki peran krusial dalam menentukan pilihan tanaman inang oleh serangga fitofag sebagai sumber makanannya. Salah satu isyarat utama yang membantu serangga menemukan makanan adalah karakteristik bau (odor). Serangga fitofag mampu mengenali senyawa kimia dari tanaman melalui reseptor sensorik, yaitu kemoreseptor, yang terletak pada antena, bagian mulut, dan tarsus (Sokolinskaya et al., 2020). Saat reseptor kimia mendeteksi keberadaan senyawa antifeedant atau xenobiotik, serangga akan mengirimkan sinyal ke sistem saraf pusat. Sinyal tersebut membawa informasi bahwa senyawa tersebut tidak cocok atau berpotensi berbahaya. Respons dari sistem saraf pusat ini dapat langsung memengaruhi refleks makan, menyebabkan serangga menghentikan aktivitas menggigit atau mengunyah makanannya (Carmen et al., 2023); (Díaz et al., 2023). Efek kombinasi antara toksisitas langsung dan penghambatan makan berkontribusi terhadap kematian serangga uji.
Penelitian ini menunjukkan bahwa ekstrak heksana sirih hutan P. aduncum dan ekstrak methanol pacar cina A. odorata berpotensi sebagai insektisida nabati yang efektif dalam mengendalikan ulat daun kubis. Dengan tingkat mortalitas yang tinggi dan efek penghambatan makan yang signifikan, keduanya dapat menjadi alternatif ramah lingkungan untuk menggantikan insektisida sintetik yang telah menyebabkan resistensi pada hama. Aplikasinya dalam sistem pertanian berkelanjutan dan manajemen hama terpadu (IPM) berpotensi mengurangi dampak negatif akibat penggunaan insektisida sintetik yang kurang bijaksana terhadap lingkungan serta menjaga keseimbangan ekosistem pertanian. Selain itu, penelitian ini membuka peluang pengembangan dan komersialisasi insektisida nabati sebagai solusi yang lebih aman bagi petani dan konsumen.
KESIMPULAN
Ekstrak heksana sirih hutan P. aduncum memiliki toksisitas terhadap larva ulat daun kubis P. xylostella lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak metanol pacar cina A. odorata sebagaimana ditunjukkan oleh nilai LC50 dan LC95. Nilai LC50 dan LC95 ekstrak heksana buah sirih hutan masing-masing sebesar 0,07% dan 0,14%, sedangkan ekstrak metanol ranting pacar cina masing-masing sebesar 1,63% dan 4,72%. Selain itu, ekstrak heksana buah sirih hutan pada konsentrasi 0,07% dan ekstrak metanol ranting pacar cina pada konsentrasi 1,77% menunjukkan aktivitas penghambatan makan kuat terhadap ulat daun kubis.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Balai Pembiayaan Pendidikan Tinggi (BPPT) Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi (Kemendikbudristek) serta Lembaga Pengelola Dana Pendidikan (LPDP) atas dukungan pendanaan studi melalui Beasiswa Pendidikan Indonesia (BPI) tahun 2021. Selain itu, penulis juga menyampaikan apresiasi kepada Sdr. Prayogo Probo Asmoro dan Sdr. Melia Agustin atas bantuan dan dukungan mereka selama pelaksanaan penelitian.
ReferencesArthropod Pesticide Resistance DatabaseDatabaseA.P.R.D.] Arthropod Pesticide ResistanceMichigan State University. Arthropod Pestic Resist Database, Michigan State UnivAvailable from: https://www.pesticideresistance.org/.Update on phytochemical and biological studies on rocaglate derivatives from Aglaia speciesPlanta Medica87AgarwalG.ChangL.S.SoejartoD.D.KinghornA.D.2021937948937-94810.1055/a-1401-9562Aktivitas Insektisida Campuran Ekstrak Buah Piper aduncum, Buah Sapindus rarak, dan Daun Tephrosia vogelii terhadap Larva Plutella xylostella (LAnggrainiM.2019PlutellidaeLepidopteraEfektivitas ekstrak daun sirih hutan (Piper aduncum L.) dengan pelarut organik dalam mengendalikan ulat grayak jagung (Spodoptera frugiperda JE. Smith) di laboratorium. Jurnal Agroteknologi13AnggrainiD.RustamR.2023778477-8410.24014/ja.v13i2.17600Insecticidal properties and chemical composition of Piper aduncum L., Lippia sidoides Cham. and Schinus terebinthifolius Raddi essential oils against Plutella xylostella LAnais de Academia Brasileira de Ciencias92:e20180895AraújoM.J.C.CamaraC.A.G.MoraesM.M.BornF.S.202010.1590/0001-3765202020180895Insecticidal activity of Aqueous seed extracts of four species of Annona (Annonaceae) against cabbage head caterpillar, Crocidolomia binotalis Zeller (Lepidoptera: PyralidaeBuletin Hama dan Penyakit Tumbuhan7BasanaI.R.PrijonoD.1994506050-60Isolasi senyawa kimia aktif antioksidan dari fraksi etil asetat daun sirih hutan (Piper aduncum l.) Isolation of chemical active compounds antioxidant from ethyl acetate fraction of betel leaf forest (Piper aduncum LJurnal Atomik3BatanA.SimanjuntakP.Barong TongkokJ.2018839083-90Host-Plant Selection by Phytophagous InsectsCRBernays E.A.1994Chapman &New York10.1007/b102508Cytotoxicity of Piper aduncum (Piperaceae) essential oil in brown stink bug Euschistus heros (Heteroptera: PentatomidaeEcotoxicology28CossolinJ.F.S.PereiraM.J.B.MartínezL.C.TurchenL.M.FiazM.BozdoğanH.SerrãoJ.E.2019763770763-77010.1007/s10646-019-02072-8Insect antifeedant Benzofurans from Pericallis speciesMolecules28CarmenE.D.BraulioM.F.AdrianaG.PorteroI.B.López-BalboaCarmenRuiz-VLilianaGonzález-ColomaAzucena2023975993975-99310.3390/molecules28030975Pengembangan Insektisida Nabati untuk PertanianDadang2023IPB PressBogorInsect antifeedant benzofurans from Pericallis speciesMolecules28DíazC.E.FragaB.M.PorteroG.ABritoILópez-BalboaCRuiz-VásquezLGonzález-ColomaA.2023975994975-99410.3390/molecules28030975Piper aduncum essential oil: A promising insecticide, acaricide and antiparasiticA review2842Durofil202110.1051/parasite/2021040New rocaglamide derivatives from Vietnamese Aglaia speciesNatural Product Communications9DuongN.T.Edrada-EbelR.EbelR.2014833834833-83410.1177/1934578X1400900627Insecticidal activity of Piper aduncum oil: Variation in dillapiole content and chemical and toxicological stability during storageActa Amazonica52FazolinM.MonteiroA.F.M.BizzoH.R.GamaP.E.VianaL.O.LimaM.É.C.2021179188179-18810.1590/1809-4392202102292Potensi Buah Sirih Hutan (Piper aduncum) sebagai Insektisida Botani terhadap Larva Crocidolomia pavonana. TesisHasyimD.M.2011Institut Pertanian BogorBogorRocaglamide, a natural benzofuran insecticide from Aglaia odorataJournal of Phytochemistry32JanprasertJ.IsmanB.WiriyachitraP.TowersG.1993676967-6910.1016/0031-9422(92)80108-QResistance level of Plutella xylostella LJurnal Perlindungan Tanam Indonesia22186KottaN.R.E.TrisyonoY.A.WijonarkoA.2018186192186-192PlutellidaeLepidoptera10.22146/jpti.24750The activity of spiked pepper fruit essential oil against fall armyworm larvaeIOP Conference Series: Earth and Environmental Science1228012001LinaE.C.HidayatullahM.S.ReflinR.NellyN.202310.1088/1755-1315/1228/1/012001BioLeaf: A professional mobile application to measure foliar damage caused by insect herbivoryComput Electron Agric1292016445544-5510.1016/j.compag.2016.09.007Antifeedant activity and effects of fruits and seeds extracts of Cabralea canjerana canjerana (VellMart. (Meliaceae) on the immature stages of the fall armyworm Spodoptera frugiperda (JE Smith65MagriniF.E.SpechtA.GaioJ.GirelliC.P.MiguesI.HeinzenH.CesioV.2015150158150-158NoctuidaeLepidoptera10.1016/j.indcrop.2014.11.032Formulasi Ekstrak Tanaman Aglaia odorata dan Piper aduncum Untuk Pengendalian Ulat Krop Kubis Crocidolomia pavonana (FMahfudR.I.2016CrambidaeLepidopteraEfek mortalitas dan penghambatan makan beberapa ekstrak tumbuhan asal Kabupaten Merauke, Papua terhadap larva Crocidolomia pavonana (F.) (Lepidoptera: CrambidaeJurnal Hama dan Penyakit Tumbuhan Tropika16MendesJ.A.D.RatnaE.S.2017107114107-11410.23960/j.hptt.216107-114Uji ekstrak daun Tithonia diversifolia sebagai penghambat daya makan Nilaparvata lugens Stalpada Oryza sativa L. Jurnal Bioslogos3MokodompitT.A.KoneriR.SiahaanP.TangapoA.M.2013505650-5610.35799/jbl.3.2.2013.4430Brief review on Piper aduncum L., its bioactive metabolites and its potential to develop bioproductsBrazilian Archives of Biology and Technology66MoraisV.P.CabralF.V.FernandesC.C.MirandaM.L.D.20231111-1110.1590/1678-4324-2023220314Chemical constituents of Aglaia elaeagnoidea and Aglaia odorata and their cytotoxicityNatural Product Research36NgoN.T.N.NgânD.LeH.NguyênL.T.TrinhB.NguyenH.PhamD.DangS.Lien-HoaNguyen2021191-910.1080/14786419.2021.1893723An insecticidal rocaglamide derivatives and related compounds from Aglaia odorata (MeliaceaePhytochemistry51NugrohoB.W.EdradaR.A.WrayV.WitteL.BringmannG.GehlingM.ProkschP.1999367376367-37610.1016/S0031-9422(98)00751-1Repellent activity of Piper spp. leaves extracts on rice ear bugs (Leptocorisa oratorius Fabricius) and the characters of its volatile compoundsAnnual Research & Review in Biology35NugrohoL.H.PratiwiR.SoesilohadiR.C.H.SubinE.R.WahyuniS.HartiniY.S.LailatyI.Q.2020344534-4510.9734/arrb/2020/v35i930269Broad anti-pathogen potential of DEAD box RNA helicase eIF4A-targeting rocaglatesScientific Reports13ObermannW.AzriM.F.D.KonopkaL.SchmidtN.MagariF.ShermanJ.SilvaL.M.R.HermosillaC.LudewigA.H.HouhouH.20231151-1510.1038/s41598-023-35765-6Aktivitas lima jenis insektisida alami terhadap ulat krop kubis Crocidolomia binotalis ZellerProsiding Seminar Nasional III. Pengelolaan Serangga yang Bijaksana Menuju Optimasi ProduksiPrijonoD.SyahputraE.SudarmoNugrohoBWSimanjuntakP.2006728272-82Perhimpunan Entomologi IndonesiaBogorToxicity and chemical compounds of Piper aduncum fruit extract against storage pest Sitophilus oryzae and Callosobruchus maculatusIOP Conference Series: Earth and Environmental Science1253RohimatunAisyah M.LPuspasariDRusmin2023191-910.1088/1755-1315/1253/1/012001Synergistic activity of mixtures of Piper aduncum fruit extract and three microorganism-derived insecticides against the diamond back moth, Plutella xylostellaCropsaver: Journal of Plant Protection2RussianziW.PrijonoD.20197147-1410.24198/cs.v2i1.22299Piper species: A comprehensive review on their phytochemistry, biological activities and applicationsMolecules24SalehiB.ZakariaZ.A.GyawaliR.IbrahimS.A.RajkovicJ.ShinwariZ.K.KhanT.Sharifi-RadJ.OzleyenA.TurkdonmezE.2019136414821364-148210.3390/molecules24071364Molecular principles of insect chemoreceptionActa Naturae12SokolinskayaE.KolesovD.LukyanovK.BogdanovA.2020819181-9110.32607/actanaturae.11038Medicinal uses, phytochemistry, and pharmacological properties of Piper aduncum LSains Malaysiana49TaherM.AmriM.S.SusantiD.Abdul KudosM.B.Md NorN.F.A.SyukriY.2020182918511829-185110.17576/jsm-2020-4908-07Efficacy of essential oil of Piper aduncum against nymphs and adults of Diaphorina citriPest Management Science72VolpeH.X.L.FazolinM.GarciaR.B.MagnaniR.F.BarbosaJ.C.MirandaM.P.2016124212491242-124910.1002/PS.4143Pengaruh ekstrak daun dan ranting Aglaia odorata terhadap parasitasi dan enkapsulasi Eriborus argenteopilosus pada inangnya, Crocidolomia binotalisJurnal Bioma: Berkala Ilmiah Biologi11TarwotjoU.2012646864-6810.14710/bioma.11.2.64-68Perbedaan toksisitas ekstrak daun sirih (Piper betle L.) dengan ekstrak biji srikaya (Annona squamosa L.) terhadap larva nyamuk Aedes aegypti LJurnal Saintifika17WahyuniD.LorenI.2015384838-48Characterization of field‐evolved resistance to pyridalyl in a near‐isogenic line of diamondback moth, Plutella xylostellaPest Management Science10WangR.FangY.ZhangJ.WangJ.FengH.LuoC.20211271-2710.1002/ps.6129Diterpenoids and triterpenoids with potential anti-inflammatory activity from the leaves of Aglaia odorataPhytochemistry76YodsaoueO.SonprasitJ.KaralaiC.PonglimanontC.TewtrakulS.ChantraprommaS.2012839183-9110.1016/j.phytochem.2012.01.015Insecticidal active constituents from twig of Aglaia odorataJournal Chinese Traditional and Herbal Drugs11SihaiYangShuiyunZengLieshenZheng2004120712111207-1211