Pengembangan Formulasi Nanoemulsi Insektisida Nabati Campuran Ekstrak Piper retrofractum Vahl. dan Curcuma xanthorrhiza Roxb. untuk Pengendalian Helopeltis antonii Sign. (Hemiptera: Miridae) pada Tanaman Kakao

Abstract

Serangan Helopeltis antonii Sign. (Hemiptera: Miridae) menjadi kendala pengembangan kakao karena produksi buah dapat turun hingga 60%. Salah satu alternatif pengendaliannya menggunakan insektisida nabati, misalnya ekstrak tanaman dari famili Piperaceae, Asteraceae, dan Zingiberaceae. Beberapa senyawa aktif insektisida nabati bersifat tidak larut air, bahkan ada yang hanya larut dalam minyak dan tidak larut dalam air maupun minyak sehingga diperlukan senyawa kimia lain maupun perlakuan tertentu agar dapat larut. Disamping itu, pengembangan insektisida nabati terkendala adanya penurunan aktivitas biologis karena adanya reaksi oksidatif maupun polimerisasi. Salah satu cara untuk mengatasi kelemahan tersebut adalah dengan melakukan formulasi insektisida nabati dengan nanoteknologi. Nanoemulsifikasi sederhana dapat dilakukan dengan homogenisasi energi rendah mekanisme difusi spontan. Pengembangan formulasi insektisida nabati juga perlu disertai dengan informasi fitotoksisitas, persistensi, dan keamanannya terhadap organisme nontarget, sebagai syarat yang harus dipenuhi untuk pendaftaran insektisida sebelum dipasarkan. Penelitian ini bertujuan (1) mengevaluasi toksisitas dan aktivitas penghambatan makan ekstrak etil asetat buah Piper retrofractum (EaPr) dan Piper aduncum (EaPa) (Piperaceae); ekstrak etanol bunga Tagetes erecta (EtTe) dan ekstrak metanol Tithonia diversifolia (MeTd) (Asteraceae); serta ekstrak etanol rimpang Curcuma xanthorrhiza (EtCx) dan Alpinia galanga (EtAg) terhadap nimfa instar ketiga dan imago H. antonii, serta aktivitas penghambatan peneluran terhadap imago; (2) mendapatkan perbandingan campuran ekstrak yang kompatibel antara ekstrak EaPr dengan EtCx (hasil terbaik penelitian sebelumnya) dan mengevaluasi toksisitasnya terhadap nimfa instar ketiga H. antonii; (3) mendapatkan formulasi dan karakter fisikokimia nanoemulsi campuran ekstrak EaPr dan EtCx serta mengevaluasi toksisitasnya terhadap nimfa instar ketiga H. antonii; (4) mengevaluasi fitotoksisitas formulasi tunggal dan campuran nano dan nonnano ekstrak EaPr dan EtCx terhadap bibit kakao, persistensinya terhadap nimfa instar ketiga H. antonii, dan keamanan hayati terhadap serangga predator Sycanus annulicornis, serta keefektifan di tingkat semilapangan. Penelitian meliputi empat kegiatan. Kegiatan pertama (1) adalah bioaktivitas insektisida nabati dari ekstrak tanaman Piperaceae, Asteraceae, dan Zingiberaceae terpilih terhadap H. antonii. Bahan tanaman yang digunakan adalah buah P. retrofractum dan P. aduncum (Piperaceae); bunga T. erecta dan T. diversivolia (Asteraceae); dan rimpang C. xanthorrhiza dan A. galanga (Zingiberaceae). Pengujian aktivitas hayati, meliputi uji toksisitas, penghambatan makan dan peneluran. Uji toksisitas menggunakan residu pada pakan dan semprot serangga. Uji penghambatan makan dan peneluran menggunakan metode residu pada pakan. Formulasi yang menunjukkan lethal concentration (LC) terendah dan mampu menghambat makan dan peneluran dipilih untuk diformulasi campuran. Kegiatan kedua (2) adalah kompatibilitas campuran ekstrak EaPr dan EtCx untuk pengendalian H. antonii. Ekstrak EaPr dan EtCx merupakan ekstrak terbaik kegiatan I. Perbandingan ekstrak EaPr dan EtCx pada uji kompatibilitas, yaitu 4:1, 2:1, 1:1, 1:2, dan 1:4 (w/w). Pengujian menggunakan metode semprot serangga. Sifat interaksi campuran ditentukan dari nilai Indeks Kombinasi. Kegiatan ketiga (3) adalah karakteristik dan toksisitas formulasi nanoemulsi campuran ekstrak EaPr dan EtCx terhadap H. antonii. Perbandingan campuran ekstrak terbaik pada kegiatan kedua, yaitu EaPr:EtCx = 2:1 dan 1:2 (w/w), diformulasi nanoemulsi dengan teknik emulsifikasi energi rendah mekanisme spontan. Pengujian toksisitas nanoemulsi dilakukan dengan metode semprot serangga. Kegiatan keempat (4) adalah keamanan hayati dan keefektifan formulasi nanoemulsi campuran EaPr dan EtCx terhadap H. antonii. Formulasi yang diujikan, meliputi ekstrak tunggal EaPr dan EtCx; campuran nano dan nonnano EaPr dan EtCx (1:2 dan 2:1; w/w); serta pembanding (lamba sihalotrin dan kontrol). Pengujian fitotoksisitas dilakukan pada bibit kakao, keamanan hayati terhadap serangga predator Sycanus annulicornis, dan persistensi terhadap nimfa instar ketiga H. antonii. Pengujian keefektifan dilakukan di tingkat semilapangan. Hasil penelitian menunjukkan ekstrak EaPr paling potensial mengendalikan H. antonii. LC50 dan LC95 ekstrak EaPr masing-masing 0,07% dan 0,26% terhadap nimfa instar ketiga H. antonii pada 72 jam setelah perlakuan (JSP), sedangkan terhadap imago masing-masing sebesar 0,06% dan 0,26%. Ekstrak EaPr pada konsentrasi setara LC25 (0,04%) menghambat makan nimfa instar ketiga dan imago H. antonii, masing-masing sebesar 80% dan 90%. Aktivitas penghambatan peneluran tertinggi juga ditunjukkan oleh ekstrak EaPr lebih dari 80% pada konsentrasi setara LC25. Hasil pengujian kompatibilitas menunjukkan ekstrak EaPr menunjukkan sinergis kuat dan bersifat kompatibel dengan EtCx pada perbandingan 2:1 dan 1:2 (w/w). Campuran ekstrak EaPr dan EtCx = 1:2 dan 2:1 (w/w) dapat diformulasikan dalam bentuk nanoemulsi menggunakan metode energi rendah melalui emulsifikasi spontan. Formulasi nano dengan komposisi: campuran ekstrak EaPr:EtCx = 2:1 (w/w), Tween 80 4,25%, dan bahan tambahan lain (gliserol, optical brightener, anti-UV, antibusa, dan perekat alkilaril poliglikol eter masing-masing 1%, dan akuades 89,75%), menghasilkan karakter formulasi nanoemulsi terbaik, ditunjukkan dengan ukuran diameter droplet 66,15 nm, zeta potensial -31,30 mV, tegangan permukaan 36,37 dyne cm-1, viskositas 16,10 cP, dan stabil sampai hari ketujuh. Formulasi nano ini juga menunjukkan toksisitas tertinggi, dengan LC95 0,049% pada 72 JSP. Semua formulasi yang diujikan tidak menyebabkan fitotoksik, aman terhadap S. annulicornis, dan memiliki persistensi yang singkat. Formulasi nano campuran EaPr dan EtCx = 2:1 (w/w) menunjukkan keefektifan mengendalikan H. antonii lebih baik daripada formulasi lainnya. Formulasi nano EaPr:EtCx = 2:1 (w/w) dengan penambahan Tween 80 4,25% konsentrasi setara 2 × LC95 (0,18%) menunjukkan keefektifan tertinggi (90,00%) mengendalikan H. antonii dan mampu menurunkan intensitas kerusakan hingga 70% di tingkat semilapangan. Hasil penelitian tersebut menunjukkan formulasi nanoemulsi campuran ekstrak EaPr dan EtCx potensial dikembangkan untuk mengendalikan H. antonii.