Potential of Piper aduncum Fruit as Botanical Insecticide against Crocidolomia pavonana Larvae

Abstract

Injudicious use of synthetic insecticides can cause a variety of negative impacts on human and other nontarget organisms as well as the environment. One of the efforts to alleviate the problems is by utilizing bioactive compounds from plants as botanical insecticides. Piper aduncum is one of plant species that is active against insects. Insecticidal activity of its leaves has been widely reported, while that of the other plant parts including fruits has not been reported. The purpose of this research was to screen the potency of active compounds of P. aduncum fruits as botanical insecticide against Crocidolomia pavonana larvae. Sequential extraction of P. aduncum fruits was performed with maceration method using hexane, ethyl acetate, and methanol. The phytochemical tests of P. aduncum fruit extracts and leaf powder were done by qualitative method. The bioassays were conducted by a leaf-feeding method. Second-instar larvae were fed treated broccoli leaves for 48 hours, then were presented with untreated leaves until the surviving larvae reached the fourth-instar stage. The results showed that P. aduncum fruits contain alkaloid, flavonoid, saponin, tannin, and steroid compounds. The hexane extract of P. aduncum fruits had the strongest insecticidal activity against C. pavonana larvae (LC50 0.13% and LC95 0.26%) followed by ethyl acetate and methanol extract. Fractionation of hexane extract by column chromatography yielded ten fractions. Fraction 1 possessed the strongest insecticidal activity against C. pavonana larvae (LC50 339.35 ppm and LC95 768.72 ppm). Results of gas chromatography-mass spectrometry and Fourier transform infrared analysis showed that fraction 1 contains dillapiole (68.8%), myristicin (4.87%), β-sitosterol (3.24%), and piperitone (2.53%).

Penggunaan insektisida sintetik yang tidak bijaksana dapat menyebabkan berbagai dampak negatif terhadap manusia dan organisme bukan sasaran lainnya maupun lingkungan. Salah satu upaya untuk mengurangi permasalahan akibat penggunaan insektisida sintetik ialah dengan memanfaatkan senyawa aktif dari tumbuhan sebagai insektisida botani. Sirih hutan (Piper aduncum) merupakan salah satu jenis tumbuhan yang memiliki potensi sebagai insektisida botani. Aktivitas insektisida daun tumbuhan tersebut telah banyak dilaporkan, sementara bagian tumbuhan lainnya termasuk buah belum pernah dilaporkan. Penelitian ini bertujuan mengetahui potensi dan mengidentifikasi komponen aktif buah sirih hutan sebagai insektisida botani terhadap larva Crocidolomia panonana. Analisis proksimat dilakukan pada buah sirih hutan meliputi analisis kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, dan kadar karbohidrat (by difference). Ekstraksi buah sirih hutan dilakukan dengan metode maserasi menggunakan pelarut n-heksana, etil asetat, dan metanol secara bertahap. Pengujian fitokimia dilakukan pada ekstrak dan serbuk buah sirih hutan. Kelompok senyawa yang ingin diketahui dalam analisis kualitatif ialah alkaloid, flavonoid, saponin, tanin, hidrokuinon, triterpenoid, dan steroid. Ekstrak teraktif difraksinasi dengan menggunakan kromatografi kolom gel silika. Fase geraknya menggunakan pelarut n-heksana-metanol dengan metode step gradient. Mula-mula sampel dielusi dengan n-heksana, kemudian secara bertahap ditingkatkan kepolarannya dengan menambahkan aseton dengan berbagai perbandingan dan diakhiri dengan metanol. Setiap fraksi diperiksa dengan menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT). Noda dengan nilai Rf yang sama disatukan menjadi satu fraksi. Fraksi teraktif dikarakterisasi dengan menggunakan kromatografi gas-spektrometer massa (GCMS) dan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR). Uji aktivitas insektisida dilakukan terhadap ekstrak dan fraksi dengan metode residu pada daun melalui dua tahap, yaitu uji pendahuluan dan uji lanjutan. Formulasi insektisida komersial Agrimec 18 EC (b.a. abamektin 18.4 g/l) juga diuji sebagai kontrol positif. Abamektin merupakan salah satu homolog dari avermektin yang diperoleh dari hasil fermentasi bakteri tanah, Streptomyces avermitilis. Pada uji pendahuluan, setiap perlakuan dan kontrol diulang tiga kali, sedangkan uji lanjutan diulang enam kali. Larva instar II C. pavonana diberi makan daun perlakuan selama 48 jam, kemudian larva diberi makan daun segar tanpa perlakuan. Larva yang bertahan hidup dipelihara sampai instar IV, sementara jumlah larva yang mati dicatat setiap hari. Data mortalitas kumulatif diolah dengan analisis probit, sedangkan data lama perkembangan larva dari instar II ke instar IV diolah dengan sidik ragam, yang dilanjutkan dengan uji jarak berganda Duncan.