Pengaruh Rasio Karbon/Nitrogen (C/N Rasio) Terhadap Daya Toksisitas Bioinsektisida dari Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki

PENGARUH RASIO KARBONINITROGEN (C/N)
TERHADAP DAYA TOKSISITAS BIOINSEKTISIDA
DARI Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki

Oleb

AMI AFRIATNI
F03498084

2003
FAKULTAS TEKNOLOGIPERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

PENGARUH RASIO KARBONINITROGEN (CIN)
TERHADAP DAYA TOKSISITAS BIOINSEKTISIDA
DARI Bacilus thuringiensis subsp. kurstaki

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANlAN
Pada Jurusan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Oleh
AMI AFRIATNI
F03498084

2003
FAKULTAS TEKNOLOGIPERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANlAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PENGARUH RASIO KARBONINITROGEN (CIN)
TERHADAP DAYA TOKSISITAS BIOINSEKTISIDA
DARI Bacillus thuringenss subsp. kuslak;


SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jur usan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Oleh
AMI AFRJA TNI
F03498084

dilahirkan pada tanggal 12 April 1980
diJakarta

Tanggal lulus :

�������� �.;:�

D r r.

:..! :
E�



Ir. Khaswar Syamsu, MSc.

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

SURATPERNYATAAN

Saya menyatakan dengan sebenar - bennya bahwa Skripsi dengan judul :

"....rm�"h �•...•to., K.-, >o/l,togn., '/N., ,ya ksl.al. aa .ll.ol.ns < t- s'a
. .

. .


......i.l.�.t.�.�.cjllua. ..huringin51a . bsp ku"staki
.

.

•..

.................................................... .

adalah karya asli saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang
dengan jelas ditunjukkan rujukannya.

Bogor, 4

Nov"bdt

Yang Memb

Nama
Nrp


t

203
emyataan

A,j Afri.nj
: 034�084

AMI AFRIATNI. F03498084. Pengaruh Rasio KaronlNitrogen (CIN Rasio)
Terhadap Daya Toksisitas Bioinsektisida dari Bacillus lhuringiensis subsp.

kurstaki. Dibawah Bimhingan Mulyorini Rahayuningsih dan Khaswar Syamsu.

inkasan
Penggunaan insektisida

kimia

dalam menanggulangi


hna

tanaman

memang merupakan solusi tercepat n termudah, tetapi menjadi sumber masalah
pencemaran lingkungan yang bersumber dari kegiatan ertanian. Penggunaan
bioinsektisida adalah solusi altenatif dalam mengatasi hal ini, karena tidak
menimbulkan kekehalan terhadap serangga, tidak meninggalkan residu pada
lingkungan dan tidak mengganggu organisme nontarget. Bacillus thuringiensis
merupakan salah satu mikroba yang paling banyak digunakan sebagai bahan aktif
dalam produksi bioinsektisida.
Tujuan penelitian

ini alh uotuk meneari sio rbon-nirogen (CN)

optimum dari glukosa dan ammonium sulfat «(NH4hS04) yang digunakan sebagai
mediwn fennentasi, sehingga mampu menghasilkan toksisitas pTOduk tertinggi
yang dapat diketahui melalui uji bioassay terhadap lva ulat Croccidolomia
hinotalis instar-2. Penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui pengaruh rasio

CN terhadap parameter ertumbuhan Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki, yaitu
pH. OD. TPC. VSC. dan bobot biomass. kering.
Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap
faktor tunggal dengan konsentrasi yang terdiri dari CN 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, n
3,0 berdasarkan perbandingan massa dengan dua kali ulangan. Penentuan aktivitas
insektisida dilakukan terhadap larva ulat Crocidolomia binotalis instar-2. Hasil uji
bioassay tersebut dinyatakan dalam LCso dengan menggunakan pTObit program

Quant

untuk menentukan konsentrasi bioinsektisida yang dapat mematikan

separuh dari pepulasi larva setelah jangka waktu tertentu. Penghitungan jumlah
larva yang mati dilakukan setiap hari selama lima hari dengan menggunakan
sepuluh larva ulat untuk masing-masing perlakuan dan tingkat pengenceran.
Dari masing-masing perlakuan, pengukuran pH, OD, biomassa dan VSC,
memberikan basil yang tidak berbeda nyata pada selang kepercayaan 95 % pada
setiap

pengambilan


snelnya.

Pengukuran

terhadap

TPC

menunjukkan

peredaan nyata pada waktu pengambilan snpel jam ke-6, 12 dan 24 pada selang
kepercayaan yang sama.
Nilai pH cairan kultur selama fennentasi berada pada kisaran 6,00 sampai
6,82. Hasil engukuran terhadap nilai OD terbesar ditunjukkan oleh CIN 1,5 dan
hobot biomassa kering terbesar ditunjukkan oleh eN 3,0. Pengukuran terhadap
TPC dan VSC menunjukkan nilai terhesar pada CN 3,0. Hal ini menunjukkan
bahwa nilai 00 tidak erkorelasi ositif terhadap TPC

n VSC, karena


pengukuran OD tidak hanya mengukur jumlah sel dan spera hidup saja, tetapi
juga sel mati, substrat yang tersisa dan bahan-bahan lain yang tidak terlarut. Hasil
uji bioassay menunjukkan bahwa CN 2,0 memiliki tingkat toksisitas tertinggi,
5
yang ditunjukkan oleh nilai LCso terkecil, yaitu 1,00 x 10- • Produk rasio CN 2,0
juga ± 100 kali lebih ampuh dibandingkan dengan produk komersial yang
3
digunakan sebagai kontOi dengan nilai LCso sebesar 1,16 x 10- . Hal ini
membuktikan bahwa nilai logaritma total sel dan iogaritma spera hidup tertinggi
tidak mempengaruhi toksisitas pTOduk.

Ami Afriatni. F03498084. The Effect of Ratio Between Carbon and Nitrogen To
The

Toxicity

of

Bioinsecticides


of

Bacillus

thurinRiensis

Supervised by Mulyorini Rahayuningsih and Khaswar Syamsu.

subsp.

kurs{aki.

SUMMARY
The use of chemical insecticide in overcoming crop pests is the quickest
and easiest solution. but it becomes the source of the problem of environmental

contamination caused by agricultural activities. The use of bioinsecticides is an
alternative solution. because it cannot cause pests resistance. does not make the


residue to the environment and does not kill nonarget

organisms. Bacillus

lhuringiensis is most used as the active agent in bioinsecticide production.

The aim of the study is to optimize the mass ratio between carbon and

nitrogen using glucose as the carbon source and ammonium sulphate «(NH4hS04)
as the nitrogen source in the fermentation media. so the highest toxicity of the
products can be resulted through bioassay test to Croccidolomia hino{alis larvaes

instar-2. The second aim is to ind the effect of mass ratio between carbon and
nitrogen to pH. 00. biomass. TPC and VSC in B.l.k fermentation media.
This study has applied the randomized complete single factor design as the

design experiment with concentration of ('N 0.5. 1.0. 1.5. 2.0. 2.5 and 3.0 based
on mass ratio with t\.\.o replications. The activity of the products applied to
Croccido[omia hinofalis larvaes was determined by using Quant Pro bit Program.
which stated into LC50 as to determine the bioinsecticide consentration that could
kill a half of the larvae population in certain time range. This study sampled ten

('roccidolomia hinOlalis larvaes

for each bioassay test. The counting of dead

larvaes were done everyday for ive days.

The values of pH. 00. biomass and VSC were not significantly differed
in each sample for 95 % of confidence limits. Meanwhile. the value of IPC was
significantly differed on the 6 hour. 12 hour and 24 hour of sampling stages.
The pH value of the fermentation media was found in an optimum groth
value range. 6.00-6.82. The highest value of 00 was reached at (,IN 1.5 and that
of biomass was reach at UN 3.0. The highest value of

TPC and VSC were

reached at C/N 3.0. It showed that 00 value \vas not positively correlated wih
TPC and VSC values. because 00 docs not only measure the total cells and

spores. but does also the active cells. residual substrates and other dissolved
materials. The hioassay test resulted that CIN 2.0 reached the highest toxicit).


shown by the smallest LC�I) value. 1.00 x 1O- . The product from ON 2.0 was

about 100 times more toxic than the commercial product used as control

3

resulted 1.16 x 10. in

LCo

which

value. It means that the higlwst log value of the tolal

cells and log value of the viable spores do not necessarily the toxicity of the
product.

KATAPENGANTAR

Puji dan syukur enulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan
skripsi yang beIjudul "PENGARUH RASIO KARBONINITROGEN
TERHADAP

DAYA

TOKSISITAS

BIOINSEKTISIDA

DARI

(eN)

Bacllus

thuringiensis subsp. kurstakf' sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
studi di Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
Instilut Pertanian Bogor.
Selama melakukan penelitian
mendapatkan himhingan,

petunjuk

n penyusunan skripsi, penulis banyak
n bantuan dari berbagai pihak. Pada

kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1.

Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, MSi. dan Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc.
Selaku dosen pembimbing penulis yang telah memberikan bimbingan,
pengarahan, dan saran selama penelitian dan penyusunan skripsi.

2.

Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti se1aku dosen enguji yang telah nemberikan
bimbingan, engarahan, dan saran dalam penyusunan skripsi ini.

3.

Ir. Joko Priyono, MAgr., Pak Agus, dan Mbak Lia di Jurusan Hama dan
Penyakit Tanaman atas bantuan larva ulat Crocidolomia binotalis dan
binbingan selna penelitiarl.

4.

Ayah, Mama

dan kedua adikku tercinta (Ita dan Ega) yang telah

memberikan kasih sayang, ridho, dan dorongan moril maupun materil
selama penulis nelakukan penelitian.
5.

Mbak Pepi Elvanina, Mbak Emi Sumiati, dan Mbak Enny di Lab.
Rekayasa Bioproses dan Lab. Mikrobiologi dan Biokimia, PAU, IPB atas
bantnnya kepada penulis selama penelitian.

6.

Tenan-tenan TIN '35 terutama

Yuniarti, Fajar Kusumalina, dan Yanti

Puspitasari serta Sdr. Amilia Syukur atas bantuan, dorongan semangat,
serta kebemaan yang diberikan selama penelitian dan penulisan skripsi.
7.

Rekan-rekan Wisna Twysaa dan Joystick; Sari, Vinna, Laras, dan Mbak
Diyah atas kebersamaan dan dorongan semangat yang telah diberikan
kepada penulis.

II

8.

Sdr. Dwiyono Bayuadhi alas bantuan, dukungan dan kasih sayangnya.

9.

Semua pihak yang telah membantu penulis selama ini, tetapi tidak dapat
disebutkan satu persatu.
Penulis sadar bahwa skripsi ini masih jauh dari sempuna. Oleh
karena

itu,

penulis

mengharapkan

segala

kritik

dan

saran

yang

membangun. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua
pihak yang membutuhkan.

Bogor,

Oktober 2003

Penulis

III

DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR .....................................................................................

I

DAFTAR ISI ....................................................................................................

II

DAFTAR TABEL............................................................................................

III

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................

IV

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................

V

DAFTAR SINGKATAN
I.

..

................. .... ........................................................
.

.

VI

PENDAHULUAN
A.

La!ar Belakang ................................................................................... .

B.

Tujuan..................................................................................................

2

II. TINJAUAN PUSTAKA
A.

Bioinsektisida ............................................ .................... ............ ..........

3

B.

Kinetika Fennentasi ............................................................................

12

C.

Crocidolomia binotalis Sebagai Serangga Sasaran.............................

15

III. BAHAN DAN METODE
A.
B.

Bahan dan Ala! ... ..... ......... ......... .... ..... ..... ..... ..... ...... .... .... ........ ....... .....

I7

Metode Penelitian................................................................................

17

1.

Persiapan Medium Fennentasi .......................................................

17

2.

Persiapan Inokulum........................................................................

19

3.

Fermentasi ............................................................ ... .....................

20

4.

Pembuatan Produk Bioinsektisida..................................................

21

.

.

5. Penentuan Aktivitas Bioinsektisida................................................

22

C.

Analisis Pruneter ...............................................................................

24

D.

Rancangan Percobaan..........................................................................

24

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Perubahan pH Cairan Kultur Selama Fermentasi ............................. ..

26

B. Pertumbuhan B. thuringiensis subsp. kurstaki Selama Fennentasi......

29

C. Pengukuran Pembentukan Spora . thuringiensis subsp. kurstaki .. ..

35

.

.

.

D. Kinetika Fennentasi .............................................................................

37

E. Penentuan Aktivitas Bioinsektisida (Bioassay) ...................................

38

V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan..........................................................................................

43

B.

Saran ....................................................................................................

44

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................

45

LAMPIRAN ................................................................................................ ....

49

.

IV

DAFTAR TABEL

Halaman
18

Tabel

I.

Susunan Medium Fennentasi

Tabel

2.

Perhitungan Parameter Kinetika Fermentasi

Tabel

3.

Persentase Mortalitas Larva Vlat Crocidolomia binotalis .............

39

Tabel

4.

Perbandingan Antara Bobot Biomassa Kering, Log VSC dan LCso

40

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................

..................................

37