Analisis probit untuk pembandingan tingkat toksisitas ekstrak kasar akar tuba dan buah pinang
RINGKASAN
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA. Analisis Probit untuk Pembandingan
Tingkat Toksisitas Ekstrak Kasar Akar Tuba dan Buah Pinang. Dibimbing oleh AUNUDDIN dan
INDAHWATI.
Serangan hama keong emas menjadi masalah yang sangat penting dalam setiap pertanian padi
sawah. Umumnya petani mengendalikan hama ini secara mekanis dengan mengambil keong emas
yang ada. Selain itu, petani juga menggunakan pestisida sintetis untuk membunuh keong emas.
Namun, kedua cara ini tidak cukup efektif. Salah satu cara untuk mengatasi hal ini adalah dengan
menggunakan pestisida nabati ekstrak akar tuba dan buah pinang. Telah diketahui bahwa kedua
pestisida ini dapat menyebabkan kematian keong emas. Namun dosis efektif dan toksisitas relatif
keduanya belum diketahui, padahal hal ini perlu diketahui terutama dalam mengatasi masalah
kritis. Penentuan dosis efektif ini dapat dilakukan melalui penentuan konsentrasi kematian (KK)
misalnya KK50 dan KK90. Dalam penelitian ini digunakan analisis probit untuk memodelkan
hubungan antara respon kematian keong emas (data biner) dengan konsentrasi kedua pestisida
nabati. Hasil analisis menunjukkan bahwa ekstrak kasar buah pinang lebih efektif daripada ekstrak
akar tuba karena tingkat toksisitasnya lebih tinggi (KK50 = 0.381 g/l dan KK90 = 1.098 g/l)
dibandingkan akar tuba (KK50 = 0.675 g/l dan KK90 = 1.182 g/l). Didukung oleh segi kepraktisan
memperoleh dan cara pembuatan, ekstrak kasar buah pinang lebih disarankan untuk digunakan
sebagai pestisida nabati dalam pemberantasan hama keong emas.
Kata kunci : probit, konsentrasi kematian, rasio konsentrasi kematian
ABSTRACT
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA. Probit Analysis for Benchmarking
Toxicity Level of Tuba Root and Areca-nut Fruit Coarse Extract. Supervised by AUNUDDIN and
INDAHWATI.
Golden snail pests become a very important issue in any lowland rice farming. Generally farmers
control this pests mechanically by taking existing golden snail. In addition, farmers also use
synthetic pesticides to kill golden snail. However, both ways are not effective enough. One way to
overcome this problem is to use a plant pesticide tuba root and areca-nut fruit coarse extract. It is
known that both of these pesticides can cause death of golden snail. But the effective
dose and relative toxicity of the two plant pesticides is not yet known, but it is important to
know especially in dealing with critical issues. Determination of effective dose can be done
through the determination of the lethal concentration (LC), for example, LC50 and LC90. This
research use probit analysis to modeling a connection between golden snail death response (binary
data) and both of plant pesticides concentration. Analysis result show that areca-nut coarse extract
are more effective than tuba root extract since toxicity level of areca-nut (LC50 = 0.381 g/l and
LC90 = 1.098 g/l) higher than tuba root (LC50 = 0.675 g/l and LC90 = 1.182 g/l). Supported by the
terms of practically to obtain and how to manufacture, areca-nut coarse extract is recommended
for use in eradication of golden snail pests.
Key Words : probit, lethal concentration, lethal concentration ratio.
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Serangan hama khususnya keong emas
menjadi masalah yang sangat penting dalam
pertanian padi sawah. Serangan keong emas
yang tidak terkendali dapat menyebabkan
hilangnya investasi yang telah tertanam. Pada
bulan Juli 2010, serangan hama ini telah
menyebabkan rusaknya ratusan hektare
tanaman padi di Cirebon (Hidayah 2010).
Umumnya petani mengendalikan hama ini
secara mekanis dengan mengambil satu
persatu keong emas yang ada. Selain itu,
petani juga menggunakan pestisida sintetis
untuk membunuh keong emas. Namun kedua
cara ini tidak cukup efektif, terlebih lagi
banyaknya dampak negatif yang disebabkan
oleh pestisida sintetis. Salah satu cara untuk
mengatasi masalah ini adalah dengan
menggunakan pestisida nabati.
Beberapa pestisida nabati yang dapat
digunakan adalah pestisida yang dibuat dari
akar tuba dan buah pinang. Kedua pestisida
ini dapat menyebabkan kematian terhadap
keong emas (Wibowo et al. 2008). Namun
dosis efektif dan toksisitas relatif dari
keduanya
belum
diketahui,
padahal
pengetahuan terhadap hal ini sangat
bermanfaat terutama untuk mengatasi masalah
kritis seperti di atas. Penentuan dosis efektif
ini dapat dilakukan melalui penentuan
konsentrasi kematian (KK) misalnya KK50
dan KK90 (konsentrasi pestisida yang dapat
memberikan respon kematian sebesar 50%
dan 90% dari populasi).
Respon keong emas yang diamati berupa
respon biner (mati atau hidup). Model yang
sering digunakan untuk menganalisis data
respon biner adalah model logit atau model
probit. Dalam pelaksanaannya, seringkali
dipilih salah satu dari kedua model ini tanpa
mempertimbangkan model lain yang mungkin
lebih sesuai. Hal ini dikarenakan hasil yang
tidak berbeda diperoleh dari keduanya kecuali
pada penentuan KK yang ekstrim (sangat
kecil atau sangat besar) (Robertson et al.
2007). Oleh karenanya dalam penelitian ini
hanya digunakan model probit untuk
menentukan KK50 dan KK90 serta toksisitas
relatif dari keduanya.
Tujuan
1. Menentukan dosis efektif pestisida nabati
ekstrak akar tuba dan buah pinang melalui
penentuan KK50 dan KK90
2. Membandingkan tingkat toksisitas kedua
pestisida nabati melalui rasio konsentrasi
kematian.
TINJAUAN PUSTAKA
Peubah Respon Biner
dan Model Linear Terampat
Banyak peubah respon (Y) yang hanya
memiliki dua kategori (berskala biner). Hasil
pengamatan
dari
masing-masing
unit
percobaan diklasifikasikan ke dalam sukses
(Y=1) atau gagal (Y=0). Peubah respon ini
mengikuti sebaran bernoulli dengan fungsi
massa peluang:
untuk yi = 0 dan 1 dan πi adalah peluang
kejadian ke-i bernilai Y=1. Sebaran bernoulli
ini termasuk ke dalam keluarga sebaran
eksponensial (Agresti 1990).
Secara umum, peubah respon pada model
regresi adalah:
dengan εi merupakan komponen acak (galat).
Dalam model regresi biner,
, sehingga
dengan
(Hosmer dan
modelnya menjadi
Lemeshow 2000). Asumsi yang mendasari
model-model regresi biner adalah bahwa antar
pengamatan yi saling bebas satu dengan
lainnya (Liang dan McCullagh 1993).
Komponen acak εi hanya menghasilkan
dua nilai, yaitu:
jika yi = 1 dengan peluang πi dan
jika yi = 0 dengan peluang
,
sehingga εi menyebar dengan nilai tengah dan
ragam sebagai berikut (Hosmer dan
Lemeshow 2000):
.
Dari persamaan di atas terlihat bahwa galat
dari model menyebar dengan ragam yang
tidak homogen.
Model linear terampat atau Generalized
Linear
Model
(GLM)
merupakan
pengembangan dari model linear klasik.
Model linear terampat merupakan model
statistik yang terdiri atas tiga komponen
(McCullagh dan Nelder 1989):
3
χ2α,db dengan db = m-p, m menyatakan
banyaknya grup dalam peubah penjelas dan p
menyatakan banyaknya parameter. Jika
hasilnya adalah tolak H0, maka dalam
penentuan selang kepercayaan konsentrasi
kematian
perlu
ditambahkan
faktor
heterogenitas (h), dengan h = χ2 / (m-2).
Dosis Efektif (DE)
dan Konsentrasi Kematian (KK)
Besaran yang umum digunakan untuk
menyatakan keefektifan suatu zat kimia dalam
menimbulkan respon biologis disebut dosis
efektif (DE). DEk adalah dosis yang
menghasilkan k% respon dari populasi.
Sebagai contoh, dosis yang menghasilkan
50% respon dari populasi organisme disebut
DE50 (Hewlett dan Plackett 1979).
Respon hewan uji terhadap pestisida yang
umum diamati adalah kematian. Dalam hal
ini, keefektifan pestisida dalam membunuh
(toksisitas) biasa dinyatakan dalam besaran
yang spesifik. Besaran tersebut adalah dosis
kematian (DK). DK umumnya dinyatakan
dalam satuan mg pestisida per berat badan
hewan uji (mg/kg atau mg/g) atau mg
pestisida per hewan uji (misal mg/belalang).
Dalam beberapa pengujian, jumlah pestisida
yang dikenakan pada hewan uji tidak
diketahui dengan pasti, sehingga pestisida
yang digunakan hanya dinyatakan dalam
satuan konsentrasi (misal g/l). Dalam hal ini,
besaran yang lebih tepat adalah konsentrasi
kematian (KK).
KKk dapat dihitung setelah diperoleh
persamaan probit (
, dengan y
adalah transformasi probit dari proporsi
kematian dan x adalah logaritma berbasis 10
dari konsentrasi). Kita gunakan nilai probit
untuk proporsi kematian tertentu (k) sebagai
nilai y dalam persamaan probit untuk
mendapatkan x. KKk adalah antilog dari x.
Toksisitas Relatif
dan Rasio Konsentrasi Kematian
Toksisitas relatif antara dua pestisida
adalah keefektifan membunuh relatif antara
dua pestisida. Toksisitas relatif sering
digunakan untuk membandingkan dua atau
lebih pestisida yang diuji, sehingga dapat
diketahui intensitas (konsentrasi) yang
dibutuhkan dari satu pestisida untuk
menghasilkan tingkat respon yang sama
dengan pestisida yang lain. Salah satu cara
untuk mengetahui toksisitas relatif adalah
dengan menggunakan rasio konsentrasi
kematian. Rasio konsentrasi kematian ini
lebih umum digunakan dari pada statistik
alternatifnya yaitu potensi relatif. Hal ini
dikarenakan rasio konsentrasi kematian tidak
memerlukan asumsi kesejajaran seperti pada
potensi relatif (Robertson et al. 2007).
Ada dua cara untuk mendapatkan rasio
konsentrasi kematian, yaitu:
1. Menghitung antilog dari jarak horizontal
antar dua kurva log konsentrasi-probit.
P
r
o
b Pk
i
t
A
a1
B
b1
Log Konsentrasi
Gambar 1
Ilustrasi rasio konsentrasi
kematian.
Ket: Pk = nilai probit yang berpadanan
dengan respon k%
Rasio konsentrasi kematian pestisida B
terhadap pestisida A untuk KKk = antilog
(a1-b1).
2. Menghitung secara langsung rasio dari dua
nilai KKk yang diperoleh.
Rasio konsentrasi kematian pestisida B
terhadap pestisida A untuk KKk
=
.
METODOLOGI
Data
Data yang digunakan adalah data hasil
penelitian Wibowo et al. (2008) pada Jurnal
Hama dan Penyakit Tumbuhan Tropika Vol.
10 No. 1. Data ini berupa data kematian keong
emas akibat pengaruh pestisida nabati ekstrak
akar tuba dan buah pinang. Pada jurnal ini
terdapat beberapa kali pengamatan. Tetapi
dalam penelitian ini hanya digunakan
pengamatan ke - 24 jam. Hal ini dikarenakan
pada pengamatan berikutnya, respon yang
didapatkan sudah 100% pada beberapa tingkat
konsentrasi.
Metode
Metode yang digunakan dalam penelitian
adalah analisis probit. Analisis probit ini
digunakan untuk menentukan KK50 dan KK90
dari pestisida nabati yang digunakan beserta
toksisitas relatif di antara kedua pestisida yang
digunakan. Langkah-langkah yang dilakukan
dalam penelitian ini:
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Serangan hama khususnya keong emas
menjadi masalah yang sangat penting dalam
pertanian padi sawah. Serangan keong emas
yang tidak terkendali dapat menyebabkan
hilangnya investasi yang telah tertanam. Pada
bulan Juli 2010, serangan hama ini telah
menyebabkan rusaknya ratusan hektare
tanaman padi di Cirebon (Hidayah 2010).
Umumnya petani mengendalikan hama ini
secara mekanis dengan mengambil satu
persatu keong emas yang ada. Selain itu,
petani juga menggunakan pestisida sintetis
untuk membunuh keong emas. Namun kedua
cara ini tidak cukup efektif, terlebih lagi
banyaknya dampak negatif yang disebabkan
oleh pestisida sintetis. Salah satu cara untuk
mengatasi masalah ini adalah dengan
menggunakan pestisida nabati.
Beberapa pestisida nabati yang dapat
digunakan adalah pestisida yang dibuat dari
akar tuba dan buah pinang. Kedua pestisida
ini dapat menyebabkan kematian terhadap
keong emas (Wibowo et al. 2008). Namun
dosis efektif dan toksisitas relatif dari
keduanya
belum
diketahui,
padahal
pengetahuan terhadap hal ini sangat
bermanfaat terutama untuk mengatasi masalah
kritis seperti di atas. Penentuan dosis efektif
ini dapat dilakukan melalui penentuan
konsentrasi kematian (KK) misalnya KK50
dan KK90 (konsentrasi pestisida yang dapat
memberikan respon kematian sebesar 50%
dan 90% dari populasi).
Respon keong emas yang diamati berupa
respon biner (mati atau hidup). Model yang
sering digunakan untuk menganalisis data
respon biner adalah model logit atau model
probit. Dalam pelaksanaannya, seringkali
dipilih salah satu dari kedua model ini tanpa
mempertimbangkan model lain yang mungkin
lebih sesuai. Hal ini dikarenakan hasil yang
tidak berbeda diperoleh dari keduanya kecuali
pada penentuan KK yang ekstrim (sangat
kecil atau sangat besar) (Robertson et al.
2007). Oleh karenanya dalam penelitian ini
hanya digunakan model probit untuk
menentukan KK50 dan KK90 serta toksisitas
relatif dari keduanya.
Tujuan
1. Menentukan dosis efektif pestisida nabati
ekstrak akar tuba dan buah pinang melalui
penentuan KK50 dan KK90
2. Membandingkan tingkat toksisitas kedua
pestisida nabati melalui rasio konsentrasi
kematian.
TINJAUAN PUSTAKA
Peubah Respon Biner
dan Model Linear Terampat
Banyak peubah respon (Y) yang hanya
memiliki dua kategori (berskala biner). Hasil
pengamatan
dari
masing-masing
unit
percobaan diklasifikasikan ke dalam sukses
(Y=1) atau gagal (Y=0). Peubah respon ini
mengikuti sebaran bernoulli dengan fungsi
massa peluang:
untuk yi = 0 dan 1 dan πi adalah peluang
kejadian ke-i bernilai Y=1. Sebaran bernoulli
ini termasuk ke dalam keluarga sebaran
eksponensial (Agresti 1990).
Secara umum, peubah respon pada model
regresi adalah:
dengan εi merupakan komponen acak (galat).
Dalam model regresi biner,
, sehingga
dengan
(Hosmer dan
modelnya menjadi
Lemeshow 2000). Asumsi yang mendasari
model-model regresi biner adalah bahwa antar
pengamatan yi saling bebas satu dengan
lainnya (Liang dan McCullagh 1993).
Komponen acak εi hanya menghasilkan
dua nilai, yaitu:
jika yi = 1 dengan peluang πi dan
jika yi = 0 dengan peluang
,
sehingga εi menyebar dengan nilai tengah dan
ragam sebagai berikut (Hosmer dan
Lemeshow 2000):
.
Dari persamaan di atas terlihat bahwa galat
dari model menyebar dengan ragam yang
tidak homogen.
Model linear terampat atau Generalized
Linear
Model
(GLM)
merupakan
pengembangan dari model linear klasik.
Model linear terampat merupakan model
statistik yang terdiri atas tiga komponen
(McCullagh dan Nelder 1989):
2
1. Fungsi sebaran peluang f(y) yang termasuk
dalam keluarga eksponensial untuk suatu
peubah acak Y yang tergantung pada
parameter nilai tengah µ atau parameter
lainnya.
2. Prediktor linear η yang mencakup p
peubah penjelas x1, x2, …, xp dengan
bentuk:
.
3. Fungsi hubung (link function) yang
menggambarkan
hubungan
antara
prediktor linear η dengan nilai tengah µ.
Hubungan ini dapat dituliskan dengan η =
g(µ). Salah satu fungsi hubung yang sering
digunakan untuk menganalisis data biner
adalah fungsi hubung probit yang
menggunakan model probit.
Model Probit
Dalam model probit, peubah respon yang
digunakan dapat berupa data proporsi maupun
data biner. Sedangkan konsentrasi stimulus
(pestisida) umumnya dinyatakan dalam
bentuk logaritmanya (Agresti 1990). Prosedur
ini dapat digunakan untuk menduga stimulus
yang dibutuhkan untuk mempengaruhi
proporsi respon tertentu. Jika fungsi hubung
yang digunakan adalah fungsi hubung probit,
fungsi sebaran yang digunakan adalah sebaran
normal baku, yaitu (McCullagh dan Nelder,
1989):
bebas, fungsi kemungkinannya
(Hosmer dan Lemeshow 2000):
adalah
Parameter βi diduga dengan memaksimumkan
persamaan di atas. Untuk memudahkan
perhitungan, dilakukan pendekatan logaritma,
sehingga disebut sebagai fungsi log
kemungkinan (log likelihood function). Fungsi
ini adalah sebagai berikut (Hosmer dan
Lemeshow 2000).
Nilai dugaan β dapat diperoleh dengan
terhadap
membuat turunan pertama dari
β dan menyamakannya dengan nol. Secara
teknis dugaan β diperoleh dengan proses
iterasi menggunakan kuadrat terkecil terboboti
(weighted least square) (McCullagh dan
Nelder 1989).
Uji Taraf Nyata Parameter
Parameter βi diuji dengan menggunakan
uji W (Wald) (Hosmer dan Lemeshow 2000).
Hipotesis statistik yang digunakan:
H0 : βi = 0
H1 : βi ≠ 0
dengan i = 0, 1, …p. Statistik ujinya:
sehingga
merupakan penduga βi dan
dengan
merupakan penduga galat baku dari
.
Statistik W mengikuti sebaran normal baku.
dengan
Uji Kebaikan Suai
Uji kebaikan model dilakukan dengan
melihat statistik uji kebaikan suai (goodness
of fit). Metode yang digunakan untuk uji
kebaikan suai ini adalah uji kebaikan suai
Pearson. Hipotesis yang diuji adalah:
H0 : model sesuai
H1 : model tidak sesuai
Statistik uji untuk analisis probit didefinisikan
sebagai (Finney 1971):
Sedangkan s adalah peubah acak yang
menyebar normal baku dan i = 1, 2, …, m.
kemudian digantikan dengan
lambang Y yang berarti transformasi probit
dari proporsi kematian.
Pendugaan Parameter
Karena asumsi kehomogenan ragam galat
tidak dipenuhi, maka pendugaan βi dilakukan
dengan metode kemungkinan maksimum
(maximum likelihood). Jika diasumsikan antar
amatan yang satu dengan yang lainnya saling
χ2 =
dengan r adalah banyaknya objek yang mati, n
adalah banyaknya objek yang diuji, dan π
adalah proporsi kematian objek. Kriteria
keputusannya adalah H0 ditolak jika χ2hitung >
3
χ2α,db dengan db = m-p, m menyatakan
banyaknya grup dalam peubah penjelas dan p
menyatakan banyaknya parameter. Jika
hasilnya adalah tolak H0, maka dalam
penentuan selang kepercayaan konsentrasi
kematian
perlu
ditambahkan
faktor
heterogenitas (h), dengan h = χ2 / (m-2).
Dosis Efektif (DE)
dan Konsentrasi Kematian (KK)
Besaran yang umum digunakan untuk
menyatakan keefektifan suatu zat kimia dalam
menimbulkan respon biologis disebut dosis
efektif (DE). DEk adalah dosis yang
menghasilkan k% respon dari populasi.
Sebagai contoh, dosis yang menghasilkan
50% respon dari populasi organisme disebut
DE50 (Hewlett dan Plackett 1979).
Respon hewan uji terhadap pestisida yang
umum diamati adalah kematian. Dalam hal
ini, keefektifan pestisida dalam membunuh
(toksisitas) biasa dinyatakan dalam besaran
yang spesifik. Besaran tersebut adalah dosis
kematian (DK). DK umumnya dinyatakan
dalam satuan mg pestisida per berat badan
hewan uji (mg/kg atau mg/g) atau mg
pestisida per hewan uji (misal mg/belalang).
Dalam beberapa pengujian, jumlah pestisida
yang dikenakan pada hewan uji tidak
diketahui dengan pasti, sehingga pestisida
yang digunakan hanya dinyatakan dalam
satuan konsentrasi (misal g/l). Dalam hal ini,
besaran yang lebih tepat adalah konsentrasi
kematian (KK).
KKk dapat dihitung setelah diperoleh
persamaan probit (
, dengan y
adalah transformasi probit dari proporsi
kematian dan x adalah logaritma berbasis 10
dari konsentrasi). Kita gunakan nilai probit
untuk proporsi kematian tertentu (k) sebagai
nilai y dalam persamaan probit untuk
mendapatkan x. KKk adalah antilog dari x.
Toksisitas Relatif
dan Rasio Konsentrasi Kematian
Toksisitas relatif antara dua pestisida
adalah keefektifan membunuh relatif antara
dua pestisida. Toksisitas relatif sering
digunakan untuk membandingkan dua atau
lebih pestisida yang diuji, sehingga dapat
diketahui intensitas (konsentrasi) yang
dibutuhkan dari satu pestisida untuk
menghasilkan tingkat respon yang sama
dengan pestisida yang lain. Salah satu cara
untuk mengetahui toksisitas relatif adalah
dengan menggunakan rasio konsentrasi
kematian. Rasio konsentrasi kematian ini
lebih umum digunakan dari pada statistik
alternatifnya yaitu potensi relatif. Hal ini
dikarenakan rasio konsentrasi kematian tidak
memerlukan asumsi kesejajaran seperti pada
potensi relatif (Robertson et al. 2007).
Ada dua cara untuk mendapatkan rasio
konsentrasi kematian, yaitu:
1. Menghitung antilog dari jarak horizontal
antar dua kurva log konsentrasi-probit.
P
r
o
b Pk
i
t
A
a1
B
b1
Log Konsentrasi
Gambar 1
Ilustrasi rasio konsentrasi
kematian.
Ket: Pk = nilai probit yang berpadanan
dengan respon k%
Rasio konsentrasi kematian pestisida B
terhadap pestisida A untuk KKk = antilog
(a1-b1).
2. Menghitung secara langsung rasio dari dua
nilai KKk yang diperoleh.
Rasio konsentrasi kematian pestisida B
terhadap pestisida A untuk KKk
=
.
METODOLOGI
Data
Data yang digunakan adalah data hasil
penelitian Wibowo et al. (2008) pada Jurnal
Hama dan Penyakit Tumbuhan Tropika Vol.
10 No. 1. Data ini berupa data kematian keong
emas akibat pengaruh pestisida nabati ekstrak
akar tuba dan buah pinang. Pada jurnal ini
terdapat beberapa kali pengamatan. Tetapi
dalam penelitian ini hanya digunakan
pengamatan ke - 24 jam. Hal ini dikarenakan
pada pengamatan berikutnya, respon yang
didapatkan sudah 100% pada beberapa tingkat
konsentrasi.
Metode
Metode yang digunakan dalam penelitian
adalah analisis probit. Analisis probit ini
digunakan untuk menentukan KK50 dan KK90
dari pestisida nabati yang digunakan beserta
toksisitas relatif di antara kedua pestisida yang
digunakan. Langkah-langkah yang dilakukan
dalam penelitian ini:
4
1. Menentukan persamaan probit
2. Menentukan KK50 dan KK90 dari pestisida
nabati yang digunakan
3. Menentukan toksisitas relatif dari pestisida
nabati yang digunakan melalui rasio
konsentrasi kematian
4. Interpretasi hasil.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Persamaan Probit pada Akar Tuba
Data proporsi hasil pengamatan beserta
transformasi probitnya bagi akar tuba dapat
dilihat pada Tabel 1. Data yang ditransformasi
hanya berjumlah 5. Hal ini dikarenakan tidak
adanya respon yang terjadi pada kontrol (nol).
Jika terdapat respon pada kontrol, hasil yang
didapatkan hanya digunakan sebagai faktor
koreksi bagi perlakuan yang diujicobakan.
Tabel 1
Hasil pengamatan dan transformasi
probit pada akar tuba
Konsentrasi
(g/l)
n
r
π
0
50
0
0
--
--
0.6
50
17
0.34
0.39
-0.412
0.8
50
36
0.72
0.65
0.583
Probit
(y)
1
50
41
0.82
0.82
0.915
1.2
50
46
0.92
0.91
1.405
1.5
50
47
0.94
0.97
1.555
Ket:
n
r
π
: banyaknya keong emas yang diuji
: banyaknya keong emas yang mati
: proporsi kematian keong emas
Tabel 2 Pendugaan parameter pada akar tuba
logaritma berbasis 10 dari konsentrasi dan y
adalah nilai probit. Angka 5.268 adalah
dugaan bagi parameter β1. Angka ini
menunjukkan bahwa setiap penambahan 0.1
satuan log konsentrasi akan meningkatkan
nilai probit rata-rata sebesar 0.5268. Sebagai
contoh ketika nilai x sebesar 0.1, nilai probit
yang diperoleh adalah 1.4258, sedangkan
ketika nilai x sebesar 0.2, nilai probit yang
diperoleh adalah 1.9526, sehingga terlihat
bahwa peningkatan nilai x sebesar 0.1 dapat
meningkatkan nilai probit sebesar 0.5268.
Sedangkan 0.899 adalah dugaan bagi
parameter β0. Angka ini menunjukkan bahwa
pada saat log konsentrasi bernilai 0.000, maka
nilai probit secara rata-rata sebesar 0.899.
Selain itu juga diketahui bahwa nilai-p
untuk parameter β1 sebesar 0.000. Nilai ini
lebih kecil dari nilai alpha yang digunakan
yaitu 0.050. Sehingga dapat dikatakan bahwa
log konsentrasi berpengaruh nyata terhadap
nilai probit pada alpha 0.050.
Berdasarkan persamaan probit yang
diperoleh, dapat diperoleh nilai dugaan dari
proporsi kematian ( ). Nilai dugaan ini dapat
dilihat pada Tabel 1. Sedangkan plot antara
konsentrasi dengan proporsi kematian beserta
selang kepercayaan 95%-nya dapat dilihat
pada Gambar 2. Dari Tabel 1 dan Gambar 2,
terlihat bahwa proporsi kematian aktual dan
dugaannya tidak berbeda jauh. Hal ini
mengindikasikan bahwa model yang terbentuk
telah sesuai dengan data yang ada. Hasil ini
diperkuat dengan hasil uji kebaikan suai pada
Tabel 3. Pada Tabel 3, didapatkan nilai-p
sebesar 0.421. Nilai ini lebih besar dari nilai
alpha (0.05), sehingga dapat dikatakan bahwa
model telah sesuai pada alpha 0.05.
Tabel 3 Uji kebaikan suai pada akar tuba
Probit
Probit
Parameter
Dugaan
Galat baku
β1
β0
5.268
0.899
0.751
0.106
Z
7.019
8.479
nilai-p
0.000
0.000
Batas
bawah
3.797
0.793
Batas
atas
6.739
Selang
kepercayaan
95%
1.005
Setelah beberapa proses iterasi, diperoleh
hasil seperti yang tercantum pada Tabel 2.
Berdasarkan tabel ini, diperoleh persamaan
, dengan x adalah
probit
uji kebaikan suai Pearson
Khi kuadrat
2.813
Derajat bebas
3
Nilai p
0.421
Tabel 4 Dosis efektif pada akar tuba
Dosis
efektif
KK50 akar
tuba
KK90 akar
tuba
Konsentrasi
(g/l)
SK 95%
Batas
Batas
bawah
atas
(g/l)
(g/l)
0.675
0.589
0.741
1.182
1.069
1.376
5
Gambar 2 Grafik hubungan konsentrasi dengan dugaan proporsi kematian pada ekstrak akar tuba
beserta selang kepercayaan 95%-nya.
KK50 dan KK90 pada Akar Tuba
Setelah diketahui bahwa model yang
diperoleh telah sesuai dengan data yang ada,
dapat ditentukan KK50 dan KK90 dari ekstrak
akar tuba. Berdasarkan Tabel 4, nilai KK50
sebesar 0.675 g/l dengan batas bawah 0.589
g/l dan batas atas sebesar 0.741 g/l.
Sedangkan KK90 sebesar 1.182 g/l dengan
batas bawah 1.069 g/l dan batas atas sebesar
1.376 g/l. Hal ini berarti untuk membunuh
setengah (50%) dari populasi keong emas,
petani membutuhkan ekstrak akar tuba sebesar
0.675 g/l. Sedangkan
untuk membunuh
sebagian besar (90%) populasi keong emas,
petani membutuhkan ekstrak akar tuba sebesar
1.182 g/l.
Persamaan Probit pada Buah Pinang
Data hasil pengamatan pada pestisida buah
pinang berserta transformasi probitnya dapat
dilihat pada Tabel 5. Hanya 3 data yang
ditransformasi ke probit. Hal ini dikarenakan
selain terdapat kontrol yang digunakan, juga
terdapat data proporsi kematian sebesar 1.
Sedangkan tidak terdapat nilai probit untuk
proporsi kematian sebesar 1, karena pada
kenyataannya di alam tidak mungkin terjadi
kematian populasi hama hingga 100%.
Berdasarkan Tabel 6, diperoleh persamaan
, dengan x adalah
probit
logaritma berbasis 10 dari konsentrasi dan y
adalah nilai probit. Penduga parameter β1
sebesar 2.787 berarti bahwa setiap
penambahan 0.1 satuan log konsentrasi akan
meningkatkan nilai probit rata-rata sebesar
0.2787. Sedangkan dugaan bagi parameter β0
sebesar 1.169 berarti bahwa pada saat log
konsentrasi bernilai 0.000, maka nilai probit
secara rata-rata sebesar 1.169. Selain itu juga
diketahui bahwa log konsentrasi berpengaruh
terhadap nilai probit pada alpha (0.050). Hal
ini dikarenakan nilai-p bagi parameter β1
sebesar 0.000.
Tabel 5 Hasil pengamatan dan transformasi
probit pada buah pinang
Konsentrasi
(g/l)
Ket:
n
r
π
n
r
probit
(y)
π
0
50
0
0
--
--
0.5
50
31
0.62
0.63
0.306
1
50
45
0.9
0.88
1.282
2
50
48
0.96
0.98
1.751
3
50
50
1
0.99
--
: banyaknya keong emas yang diuji
: banyaknya keong emas yang mati
: proporsi kematian keong emas
Berdasarkan persamaan probit yang
diperoleh, didapatkan nilai-nilai dugaan bagi
proporsi kematian ( ) seperti yang tercantum
pada Tabel 5. Sedangkan hubungan antara
6
Gambar 2 Grafik hubungan konsentrasi dengan dugaan proporsi kematian pada ekstrak buah
pinang beserta selang kepercayaan 95%-nya.
konsentrasi dengan proporsi kematian beserta
selang kepercayaan 95%-nya dapat dilihat
pada Gambar 3. Berdasarkan Tabel 5 dan
Gambar 3, terlihat bahwa perbedaan antara
nilai aktual dan dugaan dari proporsi kematian
pada buah pinang tidak berbeda jauh.
Sehingga dapat dikatakan bahwa model yang
diperoleh telah sesuai dengan data yang ada.
Hal ini diperkuat dengan hasil uji kebaikan
suai pada Tabel 7 yang menghasilkan nilai-p
sebesar 0.533.
Tabel 6
Pendugaan parameter
pinang
pada buah
Probit
Parameter
β1
β0
Dugaan
2.787
1.169
Galat baku
0.549
0.142
Z
5.075
8.213
Nilai p
0.000
0.000
Batas
bawah
1.711
1.026
Batas
atas
3.863
1.311
Selang
kepercayaan
95%
Tabel 7 Uji kebaikan suai pada buah pinang
Probit
uji kebaikan suai Pearson
Khi kuadrat
Derajat bebas
Nilai p
1.258
2
0.533
KK50 dan KK90 pada Buah Pinang
Dari Tabel 8 terlihat nilai KK50 sebesar
0.381 g/l dengan batas bawah 0.224 g/l dan
batas atas sebesar 0.501 g/l. Sedangkan KK90
sebesar 1.098 g/l dengan batas bawah 0.884
g/l dan batas atas sebesar 1.529 g/l. Hal ini
berarti untuk membunuh setengah (50%) dari
populasi keong emas, petani membutuhkan
ekstrak buah pinang sebesar 0.381 g/l.
Sedangkan untuk membunuh sebagian besar
(90%) dari populasi keong emas, petani
membutuhkan ekstrak buah pinang sebesar
1.098 g/l.
Tabel 8 Dosis efektif pada buah pinang
SK 95%
Dosis
Konsentrasi Batas
Batas
efektif
(g/l)
bawah
atas
(g/l)
(g/l)
KK50 buah
0.381
0.224
0.501
pinang
KK90 buah
1.098
0.884
1.529
pinang
Pembandingan antara Pestisida
Akar Tuba dan Buah Pinang
Tingkat toksisitas akar tuba dan buah
pinang dapat dibandingkan melalui Gambar 2
dan 3. Terlihat bahwa ekstrak buah pinang
memiliki nilai dugaan bagi KK50 dan KK90
yang lebih kecil dari pada akar tuba. Namun
dugaan kedua nilai ini pada buah pinang
memiliki ketidakpastian yang lebih besar
karena memiliki selang kepercayaan yang
lebih besar dibandingkan akar tuba.
Diketahui bahwa selang kepercayaan 95%
KK50 bagi akar tuba dan buah pinang berturut-
7
turut adalah 0.589-0.741 dan 0.224-0.501.
Kedua selang ini tidak saling tumpang tindih.
Hal ini mengindikasikan bahwa pada KK50,
kedua pestisida memiliki toksisitas yang
berbeda. Sedangkan selang kepercayaan 95%
KK90 bagi akar tuba dan buah pinang berturutturut adalah 1.069-1.376 dan 0.884-1.529.
Kedua selang ini saling tumpang tindih,
sehingga mengindikasikan bahwa kedua
pestisida pada KK90 tidak berbeda nyata.
Selain membandingkan kedua pestisida
melalui selang kepercayaan, keduanya juga
dapat dibandingkan melalui besaran rasio
konsentrasi kematian. Dari Tabel 9, nilai rasio
konsentrasi kematian buah pinang terhadap
akar tuba untuk KK50 dan KK90 berturut-turut
sebesar 1.845 dan 1.031. Hal ini menunjukkan
bahwa buah pinang memiliki
tingkat
toksisitas sebesar 1.845 dan 1.031 kali lipat
pada KK50 dan KK90 dibandingkan dengan
akar tuba. Dengan kata lain ekstrak buah
pinang memiliki tingkat toksisitas yang relatif
lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak akar
tuba. Jadi untuk menghasilkan tingkat respon
yang sama, akan lebih efektif jika
menggunakan pestisida yang berasal dari
ekstrak buah pinang.
Tabel 9 Rasio konsentrasi kematian buah
pinang terhadap akar tuba
SK 95%
batas
batas
ratio
bawah
atas
(g/l)
(g/l)
KK50 1.845
1.197
2.842
KK90
1.031
0.744
1.429
Jika dilihat dari segi praktis, untuk
memperoleh ekstrak buah pinang relatif lebih
mudah dibandingkan ekstrak akar tuba. Hal
ini dikarenakan buah pinang dapat diperoleh
dengan mudah di pasaran sedangkan tanaman
tuba lebih sulit diperoleh di pasaran. Selain itu
dilihat
dari
cara
pembuatan,
untuk
memperoleh ekstrak dari kedua pestisida
tersebut relatif mudah. Hal ini dikarenakan
yang digunakan adalah ekstrak kasar dari
kedua pestisida. Ekstrak kasar dari buah
pinang diperoleh dengan cara menumbuk
buah pinang, sedangkan ekstrak kasar akar
tuba diperoleh dengan cara menghaluskannya
menggunakan alat blender (penghalus). Oleh
karena itu, dilihat dari segi toksisitasnya dan
segi praktis dari kedua pestisida yang
digunakan,
akan
lebih
efektif
jika
menggunakan pestisida ekstrak buah pinang
untuk memberantas hama keong emas.
SIMPULAN
Ekstrak kasar buah pinang lebih efektif
daripada
akar
tuba
karena
tingkat
toksisitasnya lebih tinggi (KK50 = 0.381 g/l
dan KK90 = 1.098 g/l) dibandingkan akar tuba
(KK50 = 0.675 g/l dan KK90 = 1.182 g/l).
Didukung oleh segi kepraktisan memperoleh
dan cara pembuatan, ekstrak kasar buah
pinang lebih disarankan untuk digunakan
sebagai pestisida nabati dalam pemberantasan
hama keong emas.
DAFTAR PUSTAKA
Agresti A. 1990. Categorical Data Analysis.
New York: John Wiley & Sons.
Finney DJ. 1971. Probit Analysis. New York:
Cambridge University Press.
Hewlett PS, Plackett RL. 1979. The
Interpretation of Quantal Responses in
Biology. London: Edward ArnoKK.
Hidayah N. 2010. Keong Emas Serang
Ratusan Hektare Tanaman Padi di
Cirebon. http://www.mediaindonesia.com/
read/2010/07/29/158793/123/101/KeongEmas-Serang-Ratusan-Hektare-TanamanPadi-di-Cirebon. [30 Juli 2010].
Hosmer DW, Lemeshow S. 2000. Applied
Logistic Regression. Ed ke-2. New York:
John Wiley & Sons, Inc.
Liang K, McCullagh P. 1993. Case studies in
binary dispersion. Biometrics 49: 623-630.
McCullagh P, Nelder JA. 1989. Generalized
Linear Model. Ed ke-2. London: Chapman
and Hall.
Robertson JL, Russell RM, Preisler HK, Savin
NE. 2007. Bioassays with Arthropods. Ed
ke-2. London: CRC Press.
Wibowo L, Indriyati, Solikhin. 2008. Uji
aplikasi ekstrak kasar buah pinang, akar
tuba, patah tulang, dan daun nimba
terhadap keong emas (Pomacea sp.) di
rumah kaca. Hama dan Penyakit
Tumbuhan Tropika 8:17-2.
7
turut adalah 0.589-0.741 dan 0.224-0.501.
Kedua selang ini tidak saling tumpang tindih.
Hal ini mengindikasikan bahwa pada KK50,
kedua pestisida memiliki toksisitas yang
berbeda. Sedangkan selang kepercayaan 95%
KK90 bagi akar tuba dan buah pinang berturutturut adalah 1.069-1.376 dan 0.884-1.529.
Kedua selang ini saling tumpang tindih,
sehingga mengindikasikan bahwa kedua
pestisida pada KK90 tidak berbeda nyata.
Selain membandingkan kedua pestisida
melalui selang kepercayaan, keduanya juga
dapat dibandingkan melalui besaran rasio
konsentrasi kematian. Dari Tabel 9, nilai rasio
konsentrasi kematian buah pinang terhadap
akar tuba untuk KK50 dan KK90 berturut-turut
sebesar 1.845 dan 1.031. Hal ini menunjukkan
bahwa buah pinang memiliki
tingkat
toksisitas sebesar 1.845 dan 1.031 kali lipat
pada KK50 dan KK90 dibandingkan dengan
akar tuba. Dengan kata lain ekstrak buah
pinang memiliki tingkat toksisitas yang relatif
lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak akar
tuba. Jadi untuk menghasilkan tingkat respon
yang sama, akan lebih efektif jika
menggunakan pestisida yang berasal dari
ekstrak buah pinang.
Tabel 9 Rasio konsentrasi kematian buah
pinang terhadap akar tuba
SK 95%
batas
batas
ratio
bawah
atas
(g/l)
(g/l)
KK50 1.845
1.197
2.842
KK90
1.031
0.744
1.429
Jika dilihat dari segi praktis, untuk
memperoleh ekstrak buah pinang relatif lebih
mudah dibandingkan ekstrak akar tuba. Hal
ini dikarenakan buah pinang dapat diperoleh
dengan mudah di pasaran sedangkan tanaman
tuba lebih sulit diperoleh di pasaran. Selain itu
dilihat
dari
cara
pembuatan,
untuk
memperoleh ekstrak dari kedua pestisida
tersebut relatif mudah. Hal ini dikarenakan
yang digunakan adalah ekstrak kasar dari
kedua pestisida. Ekstrak kasar dari buah
pinang diperoleh dengan cara menumbuk
buah pinang, sedangkan ekstrak kasar akar
tuba diperoleh dengan cara menghaluskannya
menggunakan alat blender (penghalus). Oleh
karena itu, dilihat dari segi toksisitasnya dan
segi praktis dari kedua pestisida yang
digunakan,
akan
lebih
efektif
jika
menggunakan pestisida ekstrak buah pinang
untuk memberantas hama keong emas.
SIMPULAN
Ekstrak kasar buah pinang lebih efektif
daripada
akar
tuba
karena
tingkat
toksisitasnya lebih tinggi (KK50 = 0.381 g/l
dan KK90 = 1.098 g/l) dibandingkan akar tuba
(KK50 = 0.675 g/l dan KK90 = 1.182 g/l).
Didukung oleh segi kepraktisan memperoleh
dan cara pembuatan, ekstrak kasar buah
pinang lebih disarankan untuk digunakan
sebagai pestisida nabati dalam pemberantasan
hama keong emas.
DAFTAR PUSTAKA
Agresti A. 1990. Categorical Data Analysis.
New York: John Wiley & Sons.
Finney DJ. 1971. Probit Analysis. New York:
Cambridge University Press.
Hewlett PS, Plackett RL. 1979. The
Interpretation of Quantal Responses in
Biology. London: Edward ArnoKK.
Hidayah N. 2010. Keong Emas Serang
Ratusan Hektare Tanaman Padi di
Cirebon. http://www.mediaindonesia.com/
read/2010/07/29/158793/123/101/KeongEmas-Serang-Ratusan-Hektare-TanamanPadi-di-Cirebon. [30 Juli 2010].
Hosmer DW, Lemeshow S. 2000. Applied
Logistic Regression. Ed ke-2. New York:
John Wiley & Sons, Inc.
Liang K, McCullagh P. 1993. Case studies in
binary dispersion. Biometrics 49: 623-630.
McCullagh P, Nelder JA. 1989. Generalized
Linear Model. Ed ke-2. London: Chapman
and Hall.
Robertson JL, Russell RM, Preisler HK, Savin
NE. 2007. Bioassays with Arthropods. Ed
ke-2. London: CRC Press.
Wibowo L, Indriyati, Solikhin. 2008. Uji
aplikasi ekstrak kasar buah pinang, akar
tuba, patah tulang, dan daun nimba
terhadap keong emas (Pomacea sp.) di
rumah kaca. Hama dan Penyakit
Tumbuhan Tropika 8:17-2.
ANALISIS PROBIT UNTUK PEMBANDINGAN TINGKAT TOKSISITAS
EKSTRAK KASAR AKAR TUBA DAN BUAH PINANG
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
ANALISIS PROBIT UNTUK PEMBANDINGAN TINGKAT TOKSISITAS
EKSTRAK KASAR AKAR TUBA DAN BUAH PINANG
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
RINGKASAN
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA. Analisis Probit untuk Pembandingan
Tingkat Toksisitas Ekstrak Kasar Akar Tuba dan Buah Pinang. Dibimbing oleh AUNUDDIN dan
INDAHWATI.
Serangan hama keong emas menjadi masalah yang sangat penting dalam setiap pertanian padi
sawah. Umumnya petani mengendalikan hama ini secara mekanis dengan mengambil keong emas
yang ada. Selain itu, petani juga menggunakan pestisida sintetis untuk membunuh keong emas.
Namun, kedua cara ini tidak cukup efektif. Salah satu cara untuk mengatasi hal ini adalah dengan
menggunakan pestisida nabati ekstrak akar tuba dan buah pinang. Telah diketahui bahwa kedua
pestisida ini dapat menyebabkan kematian keong emas. Namun dosis efektif dan toksisitas relatif
keduanya belum diketahui, padahal hal ini perlu diketahui terutama dalam mengatasi masalah
kritis. Penentuan dosis efektif ini dapat dilakukan melalui penentuan konsentrasi kematian (KK)
misalnya KK50 dan KK90. Dalam penelitian ini digunakan analisis probit untuk memodelkan
hubungan antara respon kematian keong emas (data biner) dengan konsentrasi kedua pestisida
nabati. Hasil analisis menunjukkan bahwa ekstrak kasar buah pinang lebih efektif daripada ekstrak
akar tuba karena tingkat toksisitasnya lebih tinggi (KK50 = 0.381 g/l dan KK90 = 1.098 g/l)
dibandingkan akar tuba (KK50 = 0.675 g/l dan KK90 = 1.182 g/l). Didukung oleh segi kepraktisan
memperoleh dan cara pembuatan, ekstrak kasar buah pinang lebih disarankan untuk digunakan
sebagai pestisida nabati dalam pemberantasan hama keong emas.
Kata kunci : probit, konsentrasi kematian, rasio konsentrasi kematian
ABSTRACT
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA. Probit Analysis for Benchmarking
Toxicity Level of Tuba Root and Areca-nut Fruit Coarse Extract. Supervised by AUNUDDIN and
INDAHWATI.
Golden snail pests become a very important issue in any lowland rice farming. Generally farmers
control this pests mechanically by taking existing golden snail. In addition, farmers also use
synthetic pesticides to kill golden snail. However, both ways are not effective enough. One way to
overcome this problem is to use a plant pesticide tuba root and areca-nut fruit coarse extract. It is
known that both of these pesticides can cause death of golden snail. But the effective
dose and relative toxicity of the two plant pesticides is not yet known, but it is important to
know especially in dealing with critical issues. Determination of effective dose can be done
through the determination of the lethal concentration (LC), for example, LC50 and LC90. This
research use probit analysis to modeling a connection between golden snail death response (binary
data) and both of plant pesticides concentration. Analysis result show that areca-nut coarse extract
are more effective than tuba root extract since toxicity level of areca-nut (LC50 = 0.381 g/l and
LC90 = 1.098 g/l) higher than tuba root (LC50 = 0.675 g/l and LC90 = 1.182 g/l). Supported by the
terms of practically to obtain and how to manufacture, areca-nut coarse extract is recommended
for use in eradication of golden snail pests.
Key Words : probit, lethal concentration, lethal concentration ratio.
ANALISIS PROBIT UNTUK PEMBANDINGAN TINGKAT TOKSISITAS
EKSTRAK KASAR AKAR TUBA DAN BUAH PINANG
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Statistika pada
Departemen Statistika
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
Judul :
Nama :
NRP :
Analisis Probit untuk Pembandingan Tingkat Toksisitas Ekstrak Kasar
Akar Tuba dan Buah Pinang
Hera Amransyah Dian Ari Anggasta
G14062434
Menyetujui:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Prof. Dr. Ir. Aunuddin, M.Sc
NIP.19470615 197106 1 001
Ir. Indahwati, M.Si
NIP. 19650712 199003 2 002
Mengetahui,
Ketua Departemen Statistika,
Dr. Ir. Hari Wijayanto, M.Si
NIP. 19650421 199002 1 001
Tanggal Lulus:
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lampung pada tanggal 3 Oktober 1988 sebagai anak pertama dari
pasangan Bapak Muhammad Imron dan Ibu Herlina Ermariawati.
Penulis mengawali pendidikan dasar pada tahun 1994 di SD Negeri 01 Tanjung Jaya dan
pindah ke SD Negeri 04 Tanjung Jaya pada tahun 1995 kemudian lulus pada tahun 2000. Penulis
melanjutkan sekolah ke SMP Negeri 01 Bangun Rejo hingga tahun 2003. Selanjutnya, penulis
menamatkan pendidikan menengah atas di SMA Negeri 01 Kalirejo pada tahun 2006 dan pada
tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI dengan mayor
Statistika dan minor Agronomi dan Hortikultura.
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di Unit Kegiatan Mahasiswa Panahan IPB sebagai
Kepala Divisi Hubungan Masyarakat pada tahun 2008. Penulis juga aktif di berbagai kegiatan
kampus IPB antara lain: Staf Divisi Lapang Kejuaraan Panahan Nasional 2007, Staf Divisi
Logstran Statistika Ria 2008, Kepala Divisi Dana Usaha Lomba Jajak Pendapat Statistika dalam
Pesta Sains 2008 dan Staf Divisi Medis Welcome Ceremony Statistics.
KATA PENGANTAR
Penulis bersyukur kepada Alloh Subhanahu wa Ta’ala karena atas segala rahmat, hidayah,
kemudahan, dan karunia-Nya-lah skripsi yang berjudul “Analisis Probit untuk Pembandingan
Tingkat Toksisitas Ekstrak Kasar Akar Tuba dan Buah Pinang” ini dapat diselesaikan dengan baik.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Aunuddin, M.Sc sebagai ketua komisi pembimbing skripsi atas
kesabarannya dalam membimbing dan memberi ide, saran serta kritik selama penulisan karya
ilmiah ini.
2. Ibu Ir. Indahwati, M.Si selaku anggota komisi pembimbing skripsi yang telah membimbing
serta memberikan masukan bagi penulis.
3. Bapak Djoko Prijono yang telah menjadi teman berdiskusi dan bertanya selama pembuatan
karya ilmiah ini.
4. Mamah, Papah dan adik-adik tersayang atas segala dukungan dan semangat yang tak hentihentinya selama ini.
5. Seluruh dosen dan staf Departemen Statistika yang telah memberikan banyak nasehat kepada
penulis.
6. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas saran, masukan, dan kritiknya
kepada penulis.
Penulis sangat berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi penulis, mahasiswa, akademisi,
dan masyarakat Indonesia.
Bogor, Januari 2011
Hera Amransyah Dian Ari Anggasta
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................
viii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ................................................................................................................
Tujuan .............................................................................................................................
1
1
TINJAUAN PUSTAKA
Peubah Respon Biner dan Model Linear Terampat ........................................................
Model Probit ...................................................................................................................
Pendugaan Parameter .....................................................................................................
Uji Taraf Nyata Parameter ..............................................................................................
Uji Kebaikan Suai ...........................................................................................................
Dosis Efektif (DE) dan Konsentrasi Kematian (KK) .....................................................
Toksisitas Relatif dan Rasio Konsentrasi Kematian ......................................................
1
2
2
2
2
3
3
Metodologi
Data .................................................................................................................................
Metode .............................................................................................................................
3
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Persamaan Probit pada Akar Tuba .................................................................................
KK50 dan KK90 pada Akar Tuba .....................................................................................
Persamaan Probit pada Buah Pinang ..............................................................................
KK50 dan KK90 pada Buah Pinang ..................................................................................
Pembandingan Toksisitas Pestisida Akar Tuba dan Buah Pinang ..................................
4
5
5
6
6
SIMPULAN .........................................................................................................................
7
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................................
7
DAFTAR TABEL
1
Halaman
Hasil pengamatan dan transformasi probit pada akar tuba ........................................
4
2
Pendugaan parameter pada akar tuba .......................................................................
4
3
Uji kebaikan suai pada akar tuba ...............................................................................
4
4
Dosis efektif pada akar tuba ......................................................................................
4
5
Hasil pengamatan dan transformasi probit pada buah pinang ..................................
5
6
Pendugaan parameter pada buah pinang ...................................................................
6
7
Uji kebaikan suai pada buah pinang ..........................................................................
6
8
Dosis efektif pada buah pinang .................................................................................
6
9
Rasio konsentrasi kematian buah pinang terhadap akar tuba ....................................
7
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
Halaman
Ilustrasi rasio konsentrasi kematian ...........................................................................
3
Grafik hubungan konsentrasi dengan dugaan proporsi kematian pada ekstrak
akar tuba beserta selang kepercayaan 95%-nya..........................................................
5
Grafik hubungan konsentrasi dengan dugaan proporsi kematian pada ekstrak
buah pinang beserta selang kepercayaan 95%-nya .....................................................
6
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Serangan hama khususnya keong emas
menjadi masalah yang sangat penting dalam
pertanian padi sawah. Serangan keong emas
yang tidak terkendali dapat menyebabkan
hilangnya investasi yang telah tertanam. Pada
bulan Juli 2010, serangan hama ini telah
menyebabkan rusaknya ratusan hektare
tanaman padi di Cirebon (Hidayah 2010).
Umumnya petani mengendalikan hama ini
secara mekanis dengan mengambil satu
persatu keong emas yang ada. Selain itu,
petani juga menggunakan pestisida sintetis
untuk membunuh keong emas. Namun kedua
cara ini tidak cukup efektif, terlebih lagi
banyaknya dampak negatif yang disebabkan
oleh pestisida sintetis. Salah satu cara untuk
mengatasi masalah ini adalah dengan
menggunakan pestisida nabati.
Beberapa pestisida nabati yang dapat
digunakan adalah pestisida yang dibuat dari
akar tuba dan buah pinang. Kedua pestisida
ini dapat menyebabkan kematian terhadap
keong emas (Wibowo et al. 2008). Namun
dosis efektif dan toksisitas relatif dari
keduanya
belum
diketahui,
padahal
pengetahuan terhadap hal ini sangat
bermanfaat terutama untuk mengatasi masalah
kritis seperti di atas. Penentuan dosis efektif
ini dapat dilakukan melalui penentuan
konsentrasi kematian (KK) misalnya KK50
dan KK90 (konsentrasi pestisida yang dapat
memberikan respon kematian sebesar 50%
dan 90% dari populasi).
Respon keong emas yang diamati berupa
respon biner (mati atau hidup). Model yang
sering digunakan untuk menganalisis data
respon biner adalah model logit atau model
probit. Dalam pelaksanaannya, seringkali
dipilih salah satu dari kedua model ini tanpa
mempertimbangkan model lain yang mungkin
lebih sesuai. Hal ini dikarenakan hasil yang
tidak berbeda diperoleh dari keduanya kecuali
pada penentuan KK yang ekstrim (sangat
kecil atau sangat besar) (Robertson et al.
2007). Oleh karenanya dalam penelitian ini
hanya digunakan model probit untuk
menentukan KK50 dan KK90 serta toksisitas
relatif dari keduanya.
Tujuan
1. Menentukan dosis efektif pestisida nabati
ekstrak akar tuba dan buah pinang melalui
penentuan KK50 dan KK90
2. Membandingkan tingkat toksisitas kedua
pestisida nabati melalui rasio konsentrasi
kematian.
TINJAUAN PUSTAKA
Peubah Respon Biner
dan Model Linear Terampat
Banyak peubah respon (Y) yang hanya
memiliki dua kategori (berskala biner). Hasil
pengamatan
dari
masing-masing
unit
percobaan diklasifikasikan ke dalam sukses
(Y=1) atau gagal (Y=0). Peubah respon ini
mengikuti sebaran bernoulli dengan fungsi
massa peluang:
untuk yi = 0 dan 1 dan πi adalah peluang
kejadian ke-i bernilai Y=1. Sebaran bernoulli
ini termasuk ke dalam keluarga sebaran
eksponensial (Agresti 1990).
Secara umum, peubah respon pada model
regresi adalah:
dengan εi merupakan komponen acak (galat).
Dalam model regresi biner,
, sehingga
dengan
(Hosmer dan
modelnya menjadi
Lemeshow 2000). Asumsi yang mendasari
model-model regresi biner adalah bahwa antar
pengamatan yi saling bebas satu dengan
lainnya (Liang dan McCullagh 1993).
Komponen acak εi hanya menghasilkan
dua nilai, yaitu:
jika yi = 1 dengan peluang πi dan
jika yi = 0 dengan peluang
,
sehingga εi menyebar dengan nilai tengah dan
ragam sebagai berikut (Hosmer dan
Lemeshow 2000):
.
Dari persamaan di atas terlihat bahwa galat
dari model menyebar dengan ragam yang
tidak homogen.
Model linear terampat atau Generalized
Linear
Model
(GLM)
merupakan
pengembangan dari model linear klasik.
Model linear terampat merupakan model
statistik yang terdiri atas tiga komponen
(McCullagh dan Nelder 1989):
2
1. Fungsi sebaran peluang f(y) yang termasuk
dalam keluarga eksponensial untuk suatu
peubah acak Y yang tergantung pada
parameter nilai tengah µ atau parameter
lainnya.
2. Prediktor linear η yang mencakup p
peubah penjelas x1, x2, …, xp dengan
bentuk:
.
3. Fungsi hubung (link function) yang
menggambarkan
hubunga
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA. Analisis Probit untuk Pembandingan
Tingkat Toksisitas Ekstrak Kasar Akar Tuba dan Buah Pinang. Dibimbing oleh AUNUDDIN dan
INDAHWATI.
Serangan hama keong emas menjadi masalah yang sangat penting dalam setiap pertanian padi
sawah. Umumnya petani mengendalikan hama ini secara mekanis dengan mengambil keong emas
yang ada. Selain itu, petani juga menggunakan pestisida sintetis untuk membunuh keong emas.
Namun, kedua cara ini tidak cukup efektif. Salah satu cara untuk mengatasi hal ini adalah dengan
menggunakan pestisida nabati ekstrak akar tuba dan buah pinang. Telah diketahui bahwa kedua
pestisida ini dapat menyebabkan kematian keong emas. Namun dosis efektif dan toksisitas relatif
keduanya belum diketahui, padahal hal ini perlu diketahui terutama dalam mengatasi masalah
kritis. Penentuan dosis efektif ini dapat dilakukan melalui penentuan konsentrasi kematian (KK)
misalnya KK50 dan KK90. Dalam penelitian ini digunakan analisis probit untuk memodelkan
hubungan antara respon kematian keong emas (data biner) dengan konsentrasi kedua pestisida
nabati. Hasil analisis menunjukkan bahwa ekstrak kasar buah pinang lebih efektif daripada ekstrak
akar tuba karena tingkat toksisitasnya lebih tinggi (KK50 = 0.381 g/l dan KK90 = 1.098 g/l)
dibandingkan akar tuba (KK50 = 0.675 g/l dan KK90 = 1.182 g/l). Didukung oleh segi kepraktisan
memperoleh dan cara pembuatan, ekstrak kasar buah pinang lebih disarankan untuk digunakan
sebagai pestisida nabati dalam pemberantasan hama keong emas.
Kata kunci : probit, konsentrasi kematian, rasio konsentrasi kematian
ABSTRACT
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA. Probit Analysis for Benchmarking
Toxicity Level of Tuba Root and Areca-nut Fruit Coarse Extract. Supervised by AUNUDDIN and
INDAHWATI.
Golden snail pests become a very important issue in any lowland rice farming. Generally farmers
control this pests mechanically by taking existing golden snail. In addition, farmers also use
synthetic pesticides to kill golden snail. However, both ways are not effective enough. One way to
overcome this problem is to use a plant pesticide tuba root and areca-nut fruit coarse extract. It is
known that both of these pesticides can cause death of golden snail. But the effective
dose and relative toxicity of the two plant pesticides is not yet known, but it is important to
know especially in dealing with critical issues. Determination of effective dose can be done
through the determination of the lethal concentration (LC), for example, LC50 and LC90. This
research use probit analysis to modeling a connection between golden snail death response (binary
data) and both of plant pesticides concentration. Analysis result show that areca-nut coarse extract
are more effective than tuba root extract since toxicity level of areca-nut (LC50 = 0.381 g/l and
LC90 = 1.098 g/l) higher than tuba root (LC50 = 0.675 g/l and LC90 = 1.182 g/l). Supported by the
terms of practically to obtain and how to manufacture, areca-nut coarse extract is recommended
for use in eradication of golden snail pests.
Key Words : probit, lethal concentration, lethal concentration ratio.
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Serangan hama khususnya keong emas
menjadi masalah yang sangat penting dalam
pertanian padi sawah. Serangan keong emas
yang tidak terkendali dapat menyebabkan
hilangnya investasi yang telah tertanam. Pada
bulan Juli 2010, serangan hama ini telah
menyebabkan rusaknya ratusan hektare
tanaman padi di Cirebon (Hidayah 2010).
Umumnya petani mengendalikan hama ini
secara mekanis dengan mengambil satu
persatu keong emas yang ada. Selain itu,
petani juga menggunakan pestisida sintetis
untuk membunuh keong emas. Namun kedua
cara ini tidak cukup efektif, terlebih lagi
banyaknya dampak negatif yang disebabkan
oleh pestisida sintetis. Salah satu cara untuk
mengatasi masalah ini adalah dengan
menggunakan pestisida nabati.
Beberapa pestisida nabati yang dapat
digunakan adalah pestisida yang dibuat dari
akar tuba dan buah pinang. Kedua pestisida
ini dapat menyebabkan kematian terhadap
keong emas (Wibowo et al. 2008). Namun
dosis efektif dan toksisitas relatif dari
keduanya
belum
diketahui,
padahal
pengetahuan terhadap hal ini sangat
bermanfaat terutama untuk mengatasi masalah
kritis seperti di atas. Penentuan dosis efektif
ini dapat dilakukan melalui penentuan
konsentrasi kematian (KK) misalnya KK50
dan KK90 (konsentrasi pestisida yang dapat
memberikan respon kematian sebesar 50%
dan 90% dari populasi).
Respon keong emas yang diamati berupa
respon biner (mati atau hidup). Model yang
sering digunakan untuk menganalisis data
respon biner adalah model logit atau model
probit. Dalam pelaksanaannya, seringkali
dipilih salah satu dari kedua model ini tanpa
mempertimbangkan model lain yang mungkin
lebih sesuai. Hal ini dikarenakan hasil yang
tidak berbeda diperoleh dari keduanya kecuali
pada penentuan KK yang ekstrim (sangat
kecil atau sangat besar) (Robertson et al.
2007). Oleh karenanya dalam penelitian ini
hanya digunakan model probit untuk
menentukan KK50 dan KK90 serta toksisitas
relatif dari keduanya.
Tujuan
1. Menentukan dosis efektif pestisida nabati
ekstrak akar tuba dan buah pinang melalui
penentuan KK50 dan KK90
2. Membandingkan tingkat toksisitas kedua
pestisida nabati melalui rasio konsentrasi
kematian.
TINJAUAN PUSTAKA
Peubah Respon Biner
dan Model Linear Terampat
Banyak peubah respon (Y) yang hanya
memiliki dua kategori (berskala biner). Hasil
pengamatan
dari
masing-masing
unit
percobaan diklasifikasikan ke dalam sukses
(Y=1) atau gagal (Y=0). Peubah respon ini
mengikuti sebaran bernoulli dengan fungsi
massa peluang:
untuk yi = 0 dan 1 dan πi adalah peluang
kejadian ke-i bernilai Y=1. Sebaran bernoulli
ini termasuk ke dalam keluarga sebaran
eksponensial (Agresti 1990).
Secara umum, peubah respon pada model
regresi adalah:
dengan εi merupakan komponen acak (galat).
Dalam model regresi biner,
, sehingga
dengan
(Hosmer dan
modelnya menjadi
Lemeshow 2000). Asumsi yang mendasari
model-model regresi biner adalah bahwa antar
pengamatan yi saling bebas satu dengan
lainnya (Liang dan McCullagh 1993).
Komponen acak εi hanya menghasilkan
dua nilai, yaitu:
jika yi = 1 dengan peluang πi dan
jika yi = 0 dengan peluang
,
sehingga εi menyebar dengan nilai tengah dan
ragam sebagai berikut (Hosmer dan
Lemeshow 2000):
.
Dari persamaan di atas terlihat bahwa galat
dari model menyebar dengan ragam yang
tidak homogen.
Model linear terampat atau Generalized
Linear
Model
(GLM)
merupakan
pengembangan dari model linear klasik.
Model linear terampat merupakan model
statistik yang terdiri atas tiga komponen
(McCullagh dan Nelder 1989):
3
χ2α,db dengan db = m-p, m menyatakan
banyaknya grup dalam peubah penjelas dan p
menyatakan banyaknya parameter. Jika
hasilnya adalah tolak H0, maka dalam
penentuan selang kepercayaan konsentrasi
kematian
perlu
ditambahkan
faktor
heterogenitas (h), dengan h = χ2 / (m-2).
Dosis Efektif (DE)
dan Konsentrasi Kematian (KK)
Besaran yang umum digunakan untuk
menyatakan keefektifan suatu zat kimia dalam
menimbulkan respon biologis disebut dosis
efektif (DE). DEk adalah dosis yang
menghasilkan k% respon dari populasi.
Sebagai contoh, dosis yang menghasilkan
50% respon dari populasi organisme disebut
DE50 (Hewlett dan Plackett 1979).
Respon hewan uji terhadap pestisida yang
umum diamati adalah kematian. Dalam hal
ini, keefektifan pestisida dalam membunuh
(toksisitas) biasa dinyatakan dalam besaran
yang spesifik. Besaran tersebut adalah dosis
kematian (DK). DK umumnya dinyatakan
dalam satuan mg pestisida per berat badan
hewan uji (mg/kg atau mg/g) atau mg
pestisida per hewan uji (misal mg/belalang).
Dalam beberapa pengujian, jumlah pestisida
yang dikenakan pada hewan uji tidak
diketahui dengan pasti, sehingga pestisida
yang digunakan hanya dinyatakan dalam
satuan konsentrasi (misal g/l). Dalam hal ini,
besaran yang lebih tepat adalah konsentrasi
kematian (KK).
KKk dapat dihitung setelah diperoleh
persamaan probit (
, dengan y
adalah transformasi probit dari proporsi
kematian dan x adalah logaritma berbasis 10
dari konsentrasi). Kita gunakan nilai probit
untuk proporsi kematian tertentu (k) sebagai
nilai y dalam persamaan probit untuk
mendapatkan x. KKk adalah antilog dari x.
Toksisitas Relatif
dan Rasio Konsentrasi Kematian
Toksisitas relatif antara dua pestisida
adalah keefektifan membunuh relatif antara
dua pestisida. Toksisitas relatif sering
digunakan untuk membandingkan dua atau
lebih pestisida yang diuji, sehingga dapat
diketahui intensitas (konsentrasi) yang
dibutuhkan dari satu pestisida untuk
menghasilkan tingkat respon yang sama
dengan pestisida yang lain. Salah satu cara
untuk mengetahui toksisitas relatif adalah
dengan menggunakan rasio konsentrasi
kematian. Rasio konsentrasi kematian ini
lebih umum digunakan dari pada statistik
alternatifnya yaitu potensi relatif. Hal ini
dikarenakan rasio konsentrasi kematian tidak
memerlukan asumsi kesejajaran seperti pada
potensi relatif (Robertson et al. 2007).
Ada dua cara untuk mendapatkan rasio
konsentrasi kematian, yaitu:
1. Menghitung antilog dari jarak horizontal
antar dua kurva log konsentrasi-probit.
P
r
o
b Pk
i
t
A
a1
B
b1
Log Konsentrasi
Gambar 1
Ilustrasi rasio konsentrasi
kematian.
Ket: Pk = nilai probit yang berpadanan
dengan respon k%
Rasio konsentrasi kematian pestisida B
terhadap pestisida A untuk KKk = antilog
(a1-b1).
2. Menghitung secara langsung rasio dari dua
nilai KKk yang diperoleh.
Rasio konsentrasi kematian pestisida B
terhadap pestisida A untuk KKk
=
.
METODOLOGI
Data
Data yang digunakan adalah data hasil
penelitian Wibowo et al. (2008) pada Jurnal
Hama dan Penyakit Tumbuhan Tropika Vol.
10 No. 1. Data ini berupa data kematian keong
emas akibat pengaruh pestisida nabati ekstrak
akar tuba dan buah pinang. Pada jurnal ini
terdapat beberapa kali pengamatan. Tetapi
dalam penelitian ini hanya digunakan
pengamatan ke - 24 jam. Hal ini dikarenakan
pada pengamatan berikutnya, respon yang
didapatkan sudah 100% pada beberapa tingkat
konsentrasi.
Metode
Metode yang digunakan dalam penelitian
adalah analisis probit. Analisis probit ini
digunakan untuk menentukan KK50 dan KK90
dari pestisida nabati yang digunakan beserta
toksisitas relatif di antara kedua pestisida yang
digunakan. Langkah-langkah yang dilakukan
dalam penelitian ini:
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Serangan hama khususnya keong emas
menjadi masalah yang sangat penting dalam
pertanian padi sawah. Serangan keong emas
yang tidak terkendali dapat menyebabkan
hilangnya investasi yang telah tertanam. Pada
bulan Juli 2010, serangan hama ini telah
menyebabkan rusaknya ratusan hektare
tanaman padi di Cirebon (Hidayah 2010).
Umumnya petani mengendalikan hama ini
secara mekanis dengan mengambil satu
persatu keong emas yang ada. Selain itu,
petani juga menggunakan pestisida sintetis
untuk membunuh keong emas. Namun kedua
cara ini tidak cukup efektif, terlebih lagi
banyaknya dampak negatif yang disebabkan
oleh pestisida sintetis. Salah satu cara untuk
mengatasi masalah ini adalah dengan
menggunakan pestisida nabati.
Beberapa pestisida nabati yang dapat
digunakan adalah pestisida yang dibuat dari
akar tuba dan buah pinang. Kedua pestisida
ini dapat menyebabkan kematian terhadap
keong emas (Wibowo et al. 2008). Namun
dosis efektif dan toksisitas relatif dari
keduanya
belum
diketahui,
padahal
pengetahuan terhadap hal ini sangat
bermanfaat terutama untuk mengatasi masalah
kritis seperti di atas. Penentuan dosis efektif
ini dapat dilakukan melalui penentuan
konsentrasi kematian (KK) misalnya KK50
dan KK90 (konsentrasi pestisida yang dapat
memberikan respon kematian sebesar 50%
dan 90% dari populasi).
Respon keong emas yang diamati berupa
respon biner (mati atau hidup). Model yang
sering digunakan untuk menganalisis data
respon biner adalah model logit atau model
probit. Dalam pelaksanaannya, seringkali
dipilih salah satu dari kedua model ini tanpa
mempertimbangkan model lain yang mungkin
lebih sesuai. Hal ini dikarenakan hasil yang
tidak berbeda diperoleh dari keduanya kecuali
pada penentuan KK yang ekstrim (sangat
kecil atau sangat besar) (Robertson et al.
2007). Oleh karenanya dalam penelitian ini
hanya digunakan model probit untuk
menentukan KK50 dan KK90 serta toksisitas
relatif dari keduanya.
Tujuan
1. Menentukan dosis efektif pestisida nabati
ekstrak akar tuba dan buah pinang melalui
penentuan KK50 dan KK90
2. Membandingkan tingkat toksisitas kedua
pestisida nabati melalui rasio konsentrasi
kematian.
TINJAUAN PUSTAKA
Peubah Respon Biner
dan Model Linear Terampat
Banyak peubah respon (Y) yang hanya
memiliki dua kategori (berskala biner). Hasil
pengamatan
dari
masing-masing
unit
percobaan diklasifikasikan ke dalam sukses
(Y=1) atau gagal (Y=0). Peubah respon ini
mengikuti sebaran bernoulli dengan fungsi
massa peluang:
untuk yi = 0 dan 1 dan πi adalah peluang
kejadian ke-i bernilai Y=1. Sebaran bernoulli
ini termasuk ke dalam keluarga sebaran
eksponensial (Agresti 1990).
Secara umum, peubah respon pada model
regresi adalah:
dengan εi merupakan komponen acak (galat).
Dalam model regresi biner,
, sehingga
dengan
(Hosmer dan
modelnya menjadi
Lemeshow 2000). Asumsi yang mendasari
model-model regresi biner adalah bahwa antar
pengamatan yi saling bebas satu dengan
lainnya (Liang dan McCullagh 1993).
Komponen acak εi hanya menghasilkan
dua nilai, yaitu:
jika yi = 1 dengan peluang πi dan
jika yi = 0 dengan peluang
,
sehingga εi menyebar dengan nilai tengah dan
ragam sebagai berikut (Hosmer dan
Lemeshow 2000):
.
Dari persamaan di atas terlihat bahwa galat
dari model menyebar dengan ragam yang
tidak homogen.
Model linear terampat atau Generalized
Linear
Model
(GLM)
merupakan
pengembangan dari model linear klasik.
Model linear terampat merupakan model
statistik yang terdiri atas tiga komponen
(McCullagh dan Nelder 1989):
2
1. Fungsi sebaran peluang f(y) yang termasuk
dalam keluarga eksponensial untuk suatu
peubah acak Y yang tergantung pada
parameter nilai tengah µ atau parameter
lainnya.
2. Prediktor linear η yang mencakup p
peubah penjelas x1, x2, …, xp dengan
bentuk:
.
3. Fungsi hubung (link function) yang
menggambarkan
hubungan
antara
prediktor linear η dengan nilai tengah µ.
Hubungan ini dapat dituliskan dengan η =
g(µ). Salah satu fungsi hubung yang sering
digunakan untuk menganalisis data biner
adalah fungsi hubung probit yang
menggunakan model probit.
Model Probit
Dalam model probit, peubah respon yang
digunakan dapat berupa data proporsi maupun
data biner. Sedangkan konsentrasi stimulus
(pestisida) umumnya dinyatakan dalam
bentuk logaritmanya (Agresti 1990). Prosedur
ini dapat digunakan untuk menduga stimulus
yang dibutuhkan untuk mempengaruhi
proporsi respon tertentu. Jika fungsi hubung
yang digunakan adalah fungsi hubung probit,
fungsi sebaran yang digunakan adalah sebaran
normal baku, yaitu (McCullagh dan Nelder,
1989):
bebas, fungsi kemungkinannya
(Hosmer dan Lemeshow 2000):
adalah
Parameter βi diduga dengan memaksimumkan
persamaan di atas. Untuk memudahkan
perhitungan, dilakukan pendekatan logaritma,
sehingga disebut sebagai fungsi log
kemungkinan (log likelihood function). Fungsi
ini adalah sebagai berikut (Hosmer dan
Lemeshow 2000).
Nilai dugaan β dapat diperoleh dengan
terhadap
membuat turunan pertama dari
β dan menyamakannya dengan nol. Secara
teknis dugaan β diperoleh dengan proses
iterasi menggunakan kuadrat terkecil terboboti
(weighted least square) (McCullagh dan
Nelder 1989).
Uji Taraf Nyata Parameter
Parameter βi diuji dengan menggunakan
uji W (Wald) (Hosmer dan Lemeshow 2000).
Hipotesis statistik yang digunakan:
H0 : βi = 0
H1 : βi ≠ 0
dengan i = 0, 1, …p. Statistik ujinya:
sehingga
merupakan penduga βi dan
dengan
merupakan penduga galat baku dari
.
Statistik W mengikuti sebaran normal baku.
dengan
Uji Kebaikan Suai
Uji kebaikan model dilakukan dengan
melihat statistik uji kebaikan suai (goodness
of fit). Metode yang digunakan untuk uji
kebaikan suai ini adalah uji kebaikan suai
Pearson. Hipotesis yang diuji adalah:
H0 : model sesuai
H1 : model tidak sesuai
Statistik uji untuk analisis probit didefinisikan
sebagai (Finney 1971):
Sedangkan s adalah peubah acak yang
menyebar normal baku dan i = 1, 2, …, m.
kemudian digantikan dengan
lambang Y yang berarti transformasi probit
dari proporsi kematian.
Pendugaan Parameter
Karena asumsi kehomogenan ragam galat
tidak dipenuhi, maka pendugaan βi dilakukan
dengan metode kemungkinan maksimum
(maximum likelihood). Jika diasumsikan antar
amatan yang satu dengan yang lainnya saling
χ2 =
dengan r adalah banyaknya objek yang mati, n
adalah banyaknya objek yang diuji, dan π
adalah proporsi kematian objek. Kriteria
keputusannya adalah H0 ditolak jika χ2hitung >
3
χ2α,db dengan db = m-p, m menyatakan
banyaknya grup dalam peubah penjelas dan p
menyatakan banyaknya parameter. Jika
hasilnya adalah tolak H0, maka dalam
penentuan selang kepercayaan konsentrasi
kematian
perlu
ditambahkan
faktor
heterogenitas (h), dengan h = χ2 / (m-2).
Dosis Efektif (DE)
dan Konsentrasi Kematian (KK)
Besaran yang umum digunakan untuk
menyatakan keefektifan suatu zat kimia dalam
menimbulkan respon biologis disebut dosis
efektif (DE). DEk adalah dosis yang
menghasilkan k% respon dari populasi.
Sebagai contoh, dosis yang menghasilkan
50% respon dari populasi organisme disebut
DE50 (Hewlett dan Plackett 1979).
Respon hewan uji terhadap pestisida yang
umum diamati adalah kematian. Dalam hal
ini, keefektifan pestisida dalam membunuh
(toksisitas) biasa dinyatakan dalam besaran
yang spesifik. Besaran tersebut adalah dosis
kematian (DK). DK umumnya dinyatakan
dalam satuan mg pestisida per berat badan
hewan uji (mg/kg atau mg/g) atau mg
pestisida per hewan uji (misal mg/belalang).
Dalam beberapa pengujian, jumlah pestisida
yang dikenakan pada hewan uji tidak
diketahui dengan pasti, sehingga pestisida
yang digunakan hanya dinyatakan dalam
satuan konsentrasi (misal g/l). Dalam hal ini,
besaran yang lebih tepat adalah konsentrasi
kematian (KK).
KKk dapat dihitung setelah diperoleh
persamaan probit (
, dengan y
adalah transformasi probit dari proporsi
kematian dan x adalah logaritma berbasis 10
dari konsentrasi). Kita gunakan nilai probit
untuk proporsi kematian tertentu (k) sebagai
nilai y dalam persamaan probit untuk
mendapatkan x. KKk adalah antilog dari x.
Toksisitas Relatif
dan Rasio Konsentrasi Kematian
Toksisitas relatif antara dua pestisida
adalah keefektifan membunuh relatif antara
dua pestisida. Toksisitas relatif sering
digunakan untuk membandingkan dua atau
lebih pestisida yang diuji, sehingga dapat
diketahui intensitas (konsentrasi) yang
dibutuhkan dari satu pestisida untuk
menghasilkan tingkat respon yang sama
dengan pestisida yang lain. Salah satu cara
untuk mengetahui toksisitas relatif adalah
dengan menggunakan rasio konsentrasi
kematian. Rasio konsentrasi kematian ini
lebih umum digunakan dari pada statistik
alternatifnya yaitu potensi relatif. Hal ini
dikarenakan rasio konsentrasi kematian tidak
memerlukan asumsi kesejajaran seperti pada
potensi relatif (Robertson et al. 2007).
Ada dua cara untuk mendapatkan rasio
konsentrasi kematian, yaitu:
1. Menghitung antilog dari jarak horizontal
antar dua kurva log konsentrasi-probit.
P
r
o
b Pk
i
t
A
a1
B
b1
Log Konsentrasi
Gambar 1
Ilustrasi rasio konsentrasi
kematian.
Ket: Pk = nilai probit yang berpadanan
dengan respon k%
Rasio konsentrasi kematian pestisida B
terhadap pestisida A untuk KKk = antilog
(a1-b1).
2. Menghitung secara langsung rasio dari dua
nilai KKk yang diperoleh.
Rasio konsentrasi kematian pestisida B
terhadap pestisida A untuk KKk
=
.
METODOLOGI
Data
Data yang digunakan adalah data hasil
penelitian Wibowo et al. (2008) pada Jurnal
Hama dan Penyakit Tumbuhan Tropika Vol.
10 No. 1. Data ini berupa data kematian keong
emas akibat pengaruh pestisida nabati ekstrak
akar tuba dan buah pinang. Pada jurnal ini
terdapat beberapa kali pengamatan. Tetapi
dalam penelitian ini hanya digunakan
pengamatan ke - 24 jam. Hal ini dikarenakan
pada pengamatan berikutnya, respon yang
didapatkan sudah 100% pada beberapa tingkat
konsentrasi.
Metode
Metode yang digunakan dalam penelitian
adalah analisis probit. Analisis probit ini
digunakan untuk menentukan KK50 dan KK90
dari pestisida nabati yang digunakan beserta
toksisitas relatif di antara kedua pestisida yang
digunakan. Langkah-langkah yang dilakukan
dalam penelitian ini:
4
1. Menentukan persamaan probit
2. Menentukan KK50 dan KK90 dari pestisida
nabati yang digunakan
3. Menentukan toksisitas relatif dari pestisida
nabati yang digunakan melalui rasio
konsentrasi kematian
4. Interpretasi hasil.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Persamaan Probit pada Akar Tuba
Data proporsi hasil pengamatan beserta
transformasi probitnya bagi akar tuba dapat
dilihat pada Tabel 1. Data yang ditransformasi
hanya berjumlah 5. Hal ini dikarenakan tidak
adanya respon yang terjadi pada kontrol (nol).
Jika terdapat respon pada kontrol, hasil yang
didapatkan hanya digunakan sebagai faktor
koreksi bagi perlakuan yang diujicobakan.
Tabel 1
Hasil pengamatan dan transformasi
probit pada akar tuba
Konsentrasi
(g/l)
n
r
π
0
50
0
0
--
--
0.6
50
17
0.34
0.39
-0.412
0.8
50
36
0.72
0.65
0.583
Probit
(y)
1
50
41
0.82
0.82
0.915
1.2
50
46
0.92
0.91
1.405
1.5
50
47
0.94
0.97
1.555
Ket:
n
r
π
: banyaknya keong emas yang diuji
: banyaknya keong emas yang mati
: proporsi kematian keong emas
Tabel 2 Pendugaan parameter pada akar tuba
logaritma berbasis 10 dari konsentrasi dan y
adalah nilai probit. Angka 5.268 adalah
dugaan bagi parameter β1. Angka ini
menunjukkan bahwa setiap penambahan 0.1
satuan log konsentrasi akan meningkatkan
nilai probit rata-rata sebesar 0.5268. Sebagai
contoh ketika nilai x sebesar 0.1, nilai probit
yang diperoleh adalah 1.4258, sedangkan
ketika nilai x sebesar 0.2, nilai probit yang
diperoleh adalah 1.9526, sehingga terlihat
bahwa peningkatan nilai x sebesar 0.1 dapat
meningkatkan nilai probit sebesar 0.5268.
Sedangkan 0.899 adalah dugaan bagi
parameter β0. Angka ini menunjukkan bahwa
pada saat log konsentrasi bernilai 0.000, maka
nilai probit secara rata-rata sebesar 0.899.
Selain itu juga diketahui bahwa nilai-p
untuk parameter β1 sebesar 0.000. Nilai ini
lebih kecil dari nilai alpha yang digunakan
yaitu 0.050. Sehingga dapat dikatakan bahwa
log konsentrasi berpengaruh nyata terhadap
nilai probit pada alpha 0.050.
Berdasarkan persamaan probit yang
diperoleh, dapat diperoleh nilai dugaan dari
proporsi kematian ( ). Nilai dugaan ini dapat
dilihat pada Tabel 1. Sedangkan plot antara
konsentrasi dengan proporsi kematian beserta
selang kepercayaan 95%-nya dapat dilihat
pada Gambar 2. Dari Tabel 1 dan Gambar 2,
terlihat bahwa proporsi kematian aktual dan
dugaannya tidak berbeda jauh. Hal ini
mengindikasikan bahwa model yang terbentuk
telah sesuai dengan data yang ada. Hasil ini
diperkuat dengan hasil uji kebaikan suai pada
Tabel 3. Pada Tabel 3, didapatkan nilai-p
sebesar 0.421. Nilai ini lebih besar dari nilai
alpha (0.05), sehingga dapat dikatakan bahwa
model telah sesuai pada alpha 0.05.
Tabel 3 Uji kebaikan suai pada akar tuba
Probit
Probit
Parameter
Dugaan
Galat baku
β1
β0
5.268
0.899
0.751
0.106
Z
7.019
8.479
nilai-p
0.000
0.000
Batas
bawah
3.797
0.793
Batas
atas
6.739
Selang
kepercayaan
95%
1.005
Setelah beberapa proses iterasi, diperoleh
hasil seperti yang tercantum pada Tabel 2.
Berdasarkan tabel ini, diperoleh persamaan
, dengan x adalah
probit
uji kebaikan suai Pearson
Khi kuadrat
2.813
Derajat bebas
3
Nilai p
0.421
Tabel 4 Dosis efektif pada akar tuba
Dosis
efektif
KK50 akar
tuba
KK90 akar
tuba
Konsentrasi
(g/l)
SK 95%
Batas
Batas
bawah
atas
(g/l)
(g/l)
0.675
0.589
0.741
1.182
1.069
1.376
5
Gambar 2 Grafik hubungan konsentrasi dengan dugaan proporsi kematian pada ekstrak akar tuba
beserta selang kepercayaan 95%-nya.
KK50 dan KK90 pada Akar Tuba
Setelah diketahui bahwa model yang
diperoleh telah sesuai dengan data yang ada,
dapat ditentukan KK50 dan KK90 dari ekstrak
akar tuba. Berdasarkan Tabel 4, nilai KK50
sebesar 0.675 g/l dengan batas bawah 0.589
g/l dan batas atas sebesar 0.741 g/l.
Sedangkan KK90 sebesar 1.182 g/l dengan
batas bawah 1.069 g/l dan batas atas sebesar
1.376 g/l. Hal ini berarti untuk membunuh
setengah (50%) dari populasi keong emas,
petani membutuhkan ekstrak akar tuba sebesar
0.675 g/l. Sedangkan
untuk membunuh
sebagian besar (90%) populasi keong emas,
petani membutuhkan ekstrak akar tuba sebesar
1.182 g/l.
Persamaan Probit pada Buah Pinang
Data hasil pengamatan pada pestisida buah
pinang berserta transformasi probitnya dapat
dilihat pada Tabel 5. Hanya 3 data yang
ditransformasi ke probit. Hal ini dikarenakan
selain terdapat kontrol yang digunakan, juga
terdapat data proporsi kematian sebesar 1.
Sedangkan tidak terdapat nilai probit untuk
proporsi kematian sebesar 1, karena pada
kenyataannya di alam tidak mungkin terjadi
kematian populasi hama hingga 100%.
Berdasarkan Tabel 6, diperoleh persamaan
, dengan x adalah
probit
logaritma berbasis 10 dari konsentrasi dan y
adalah nilai probit. Penduga parameter β1
sebesar 2.787 berarti bahwa setiap
penambahan 0.1 satuan log konsentrasi akan
meningkatkan nilai probit rata-rata sebesar
0.2787. Sedangkan dugaan bagi parameter β0
sebesar 1.169 berarti bahwa pada saat log
konsentrasi bernilai 0.000, maka nilai probit
secara rata-rata sebesar 1.169. Selain itu juga
diketahui bahwa log konsentrasi berpengaruh
terhadap nilai probit pada alpha (0.050). Hal
ini dikarenakan nilai-p bagi parameter β1
sebesar 0.000.
Tabel 5 Hasil pengamatan dan transformasi
probit pada buah pinang
Konsentrasi
(g/l)
Ket:
n
r
π
n
r
probit
(y)
π
0
50
0
0
--
--
0.5
50
31
0.62
0.63
0.306
1
50
45
0.9
0.88
1.282
2
50
48
0.96
0.98
1.751
3
50
50
1
0.99
--
: banyaknya keong emas yang diuji
: banyaknya keong emas yang mati
: proporsi kematian keong emas
Berdasarkan persamaan probit yang
diperoleh, didapatkan nilai-nilai dugaan bagi
proporsi kematian ( ) seperti yang tercantum
pada Tabel 5. Sedangkan hubungan antara
6
Gambar 2 Grafik hubungan konsentrasi dengan dugaan proporsi kematian pada ekstrak buah
pinang beserta selang kepercayaan 95%-nya.
konsentrasi dengan proporsi kematian beserta
selang kepercayaan 95%-nya dapat dilihat
pada Gambar 3. Berdasarkan Tabel 5 dan
Gambar 3, terlihat bahwa perbedaan antara
nilai aktual dan dugaan dari proporsi kematian
pada buah pinang tidak berbeda jauh.
Sehingga dapat dikatakan bahwa model yang
diperoleh telah sesuai dengan data yang ada.
Hal ini diperkuat dengan hasil uji kebaikan
suai pada Tabel 7 yang menghasilkan nilai-p
sebesar 0.533.
Tabel 6
Pendugaan parameter
pinang
pada buah
Probit
Parameter
β1
β0
Dugaan
2.787
1.169
Galat baku
0.549
0.142
Z
5.075
8.213
Nilai p
0.000
0.000
Batas
bawah
1.711
1.026
Batas
atas
3.863
1.311
Selang
kepercayaan
95%
Tabel 7 Uji kebaikan suai pada buah pinang
Probit
uji kebaikan suai Pearson
Khi kuadrat
Derajat bebas
Nilai p
1.258
2
0.533
KK50 dan KK90 pada Buah Pinang
Dari Tabel 8 terlihat nilai KK50 sebesar
0.381 g/l dengan batas bawah 0.224 g/l dan
batas atas sebesar 0.501 g/l. Sedangkan KK90
sebesar 1.098 g/l dengan batas bawah 0.884
g/l dan batas atas sebesar 1.529 g/l. Hal ini
berarti untuk membunuh setengah (50%) dari
populasi keong emas, petani membutuhkan
ekstrak buah pinang sebesar 0.381 g/l.
Sedangkan untuk membunuh sebagian besar
(90%) dari populasi keong emas, petani
membutuhkan ekstrak buah pinang sebesar
1.098 g/l.
Tabel 8 Dosis efektif pada buah pinang
SK 95%
Dosis
Konsentrasi Batas
Batas
efektif
(g/l)
bawah
atas
(g/l)
(g/l)
KK50 buah
0.381
0.224
0.501
pinang
KK90 buah
1.098
0.884
1.529
pinang
Pembandingan antara Pestisida
Akar Tuba dan Buah Pinang
Tingkat toksisitas akar tuba dan buah
pinang dapat dibandingkan melalui Gambar 2
dan 3. Terlihat bahwa ekstrak buah pinang
memiliki nilai dugaan bagi KK50 dan KK90
yang lebih kecil dari pada akar tuba. Namun
dugaan kedua nilai ini pada buah pinang
memiliki ketidakpastian yang lebih besar
karena memiliki selang kepercayaan yang
lebih besar dibandingkan akar tuba.
Diketahui bahwa selang kepercayaan 95%
KK50 bagi akar tuba dan buah pinang berturut-
7
turut adalah 0.589-0.741 dan 0.224-0.501.
Kedua selang ini tidak saling tumpang tindih.
Hal ini mengindikasikan bahwa pada KK50,
kedua pestisida memiliki toksisitas yang
berbeda. Sedangkan selang kepercayaan 95%
KK90 bagi akar tuba dan buah pinang berturutturut adalah 1.069-1.376 dan 0.884-1.529.
Kedua selang ini saling tumpang tindih,
sehingga mengindikasikan bahwa kedua
pestisida pada KK90 tidak berbeda nyata.
Selain membandingkan kedua pestisida
melalui selang kepercayaan, keduanya juga
dapat dibandingkan melalui besaran rasio
konsentrasi kematian. Dari Tabel 9, nilai rasio
konsentrasi kematian buah pinang terhadap
akar tuba untuk KK50 dan KK90 berturut-turut
sebesar 1.845 dan 1.031. Hal ini menunjukkan
bahwa buah pinang memiliki
tingkat
toksisitas sebesar 1.845 dan 1.031 kali lipat
pada KK50 dan KK90 dibandingkan dengan
akar tuba. Dengan kata lain ekstrak buah
pinang memiliki tingkat toksisitas yang relatif
lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak akar
tuba. Jadi untuk menghasilkan tingkat respon
yang sama, akan lebih efektif jika
menggunakan pestisida yang berasal dari
ekstrak buah pinang.
Tabel 9 Rasio konsentrasi kematian buah
pinang terhadap akar tuba
SK 95%
batas
batas
ratio
bawah
atas
(g/l)
(g/l)
KK50 1.845
1.197
2.842
KK90
1.031
0.744
1.429
Jika dilihat dari segi praktis, untuk
memperoleh ekstrak buah pinang relatif lebih
mudah dibandingkan ekstrak akar tuba. Hal
ini dikarenakan buah pinang dapat diperoleh
dengan mudah di pasaran sedangkan tanaman
tuba lebih sulit diperoleh di pasaran. Selain itu
dilihat
dari
cara
pembuatan,
untuk
memperoleh ekstrak dari kedua pestisida
tersebut relatif mudah. Hal ini dikarenakan
yang digunakan adalah ekstrak kasar dari
kedua pestisida. Ekstrak kasar dari buah
pinang diperoleh dengan cara menumbuk
buah pinang, sedangkan ekstrak kasar akar
tuba diperoleh dengan cara menghaluskannya
menggunakan alat blender (penghalus). Oleh
karena itu, dilihat dari segi toksisitasnya dan
segi praktis dari kedua pestisida yang
digunakan,
akan
lebih
efektif
jika
menggunakan pestisida ekstrak buah pinang
untuk memberantas hama keong emas.
SIMPULAN
Ekstrak kasar buah pinang lebih efektif
daripada
akar
tuba
karena
tingkat
toksisitasnya lebih tinggi (KK50 = 0.381 g/l
dan KK90 = 1.098 g/l) dibandingkan akar tuba
(KK50 = 0.675 g/l dan KK90 = 1.182 g/l).
Didukung oleh segi kepraktisan memperoleh
dan cara pembuatan, ekstrak kasar buah
pinang lebih disarankan untuk digunakan
sebagai pestisida nabati dalam pemberantasan
hama keong emas.
DAFTAR PUSTAKA
Agresti A. 1990. Categorical Data Analysis.
New York: John Wiley & Sons.
Finney DJ. 1971. Probit Analysis. New York:
Cambridge University Press.
Hewlett PS, Plackett RL. 1979. The
Interpretation of Quantal Responses in
Biology. London: Edward ArnoKK.
Hidayah N. 2010. Keong Emas Serang
Ratusan Hektare Tanaman Padi di
Cirebon. http://www.mediaindonesia.com/
read/2010/07/29/158793/123/101/KeongEmas-Serang-Ratusan-Hektare-TanamanPadi-di-Cirebon. [30 Juli 2010].
Hosmer DW, Lemeshow S. 2000. Applied
Logistic Regression. Ed ke-2. New York:
John Wiley & Sons, Inc.
Liang K, McCullagh P. 1993. Case studies in
binary dispersion. Biometrics 49: 623-630.
McCullagh P, Nelder JA. 1989. Generalized
Linear Model. Ed ke-2. London: Chapman
and Hall.
Robertson JL, Russell RM, Preisler HK, Savin
NE. 2007. Bioassays with Arthropods. Ed
ke-2. London: CRC Press.
Wibowo L, Indriyati, Solikhin. 2008. Uji
aplikasi ekstrak kasar buah pinang, akar
tuba, patah tulang, dan daun nimba
terhadap keong emas (Pomacea sp.) di
rumah kaca. Hama dan Penyakit
Tumbuhan Tropika 8:17-2.
7
turut adalah 0.589-0.741 dan 0.224-0.501.
Kedua selang ini tidak saling tumpang tindih.
Hal ini mengindikasikan bahwa pada KK50,
kedua pestisida memiliki toksisitas yang
berbeda. Sedangkan selang kepercayaan 95%
KK90 bagi akar tuba dan buah pinang berturutturut adalah 1.069-1.376 dan 0.884-1.529.
Kedua selang ini saling tumpang tindih,
sehingga mengindikasikan bahwa kedua
pestisida pada KK90 tidak berbeda nyata.
Selain membandingkan kedua pestisida
melalui selang kepercayaan, keduanya juga
dapat dibandingkan melalui besaran rasio
konsentrasi kematian. Dari Tabel 9, nilai rasio
konsentrasi kematian buah pinang terhadap
akar tuba untuk KK50 dan KK90 berturut-turut
sebesar 1.845 dan 1.031. Hal ini menunjukkan
bahwa buah pinang memiliki
tingkat
toksisitas sebesar 1.845 dan 1.031 kali lipat
pada KK50 dan KK90 dibandingkan dengan
akar tuba. Dengan kata lain ekstrak buah
pinang memiliki tingkat toksisitas yang relatif
lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak akar
tuba. Jadi untuk menghasilkan tingkat respon
yang sama, akan lebih efektif jika
menggunakan pestisida yang berasal dari
ekstrak buah pinang.
Tabel 9 Rasio konsentrasi kematian buah
pinang terhadap akar tuba
SK 95%
batas
batas
ratio
bawah
atas
(g/l)
(g/l)
KK50 1.845
1.197
2.842
KK90
1.031
0.744
1.429
Jika dilihat dari segi praktis, untuk
memperoleh ekstrak buah pinang relatif lebih
mudah dibandingkan ekstrak akar tuba. Hal
ini dikarenakan buah pinang dapat diperoleh
dengan mudah di pasaran sedangkan tanaman
tuba lebih sulit diperoleh di pasaran. Selain itu
dilihat
dari
cara
pembuatan,
untuk
memperoleh ekstrak dari kedua pestisida
tersebut relatif mudah. Hal ini dikarenakan
yang digunakan adalah ekstrak kasar dari
kedua pestisida. Ekstrak kasar dari buah
pinang diperoleh dengan cara menumbuk
buah pinang, sedangkan ekstrak kasar akar
tuba diperoleh dengan cara menghaluskannya
menggunakan alat blender (penghalus). Oleh
karena itu, dilihat dari segi toksisitasnya dan
segi praktis dari kedua pestisida yang
digunakan,
akan
lebih
efektif
jika
menggunakan pestisida ekstrak buah pinang
untuk memberantas hama keong emas.
SIMPULAN
Ekstrak kasar buah pinang lebih efektif
daripada
akar
tuba
karena
tingkat
toksisitasnya lebih tinggi (KK50 = 0.381 g/l
dan KK90 = 1.098 g/l) dibandingkan akar tuba
(KK50 = 0.675 g/l dan KK90 = 1.182 g/l).
Didukung oleh segi kepraktisan memperoleh
dan cara pembuatan, ekstrak kasar buah
pinang lebih disarankan untuk digunakan
sebagai pestisida nabati dalam pemberantasan
hama keong emas.
DAFTAR PUSTAKA
Agresti A. 1990. Categorical Data Analysis.
New York: John Wiley & Sons.
Finney DJ. 1971. Probit Analysis. New York:
Cambridge University Press.
Hewlett PS, Plackett RL. 1979. The
Interpretation of Quantal Responses in
Biology. London: Edward ArnoKK.
Hidayah N. 2010. Keong Emas Serang
Ratusan Hektare Tanaman Padi di
Cirebon. http://www.mediaindonesia.com/
read/2010/07/29/158793/123/101/KeongEmas-Serang-Ratusan-Hektare-TanamanPadi-di-Cirebon. [30 Juli 2010].
Hosmer DW, Lemeshow S. 2000. Applied
Logistic Regression. Ed ke-2. New York:
John Wiley & Sons, Inc.
Liang K, McCullagh P. 1993. Case studies in
binary dispersion. Biometrics 49: 623-630.
McCullagh P, Nelder JA. 1989. Generalized
Linear Model. Ed ke-2. London: Chapman
and Hall.
Robertson JL, Russell RM, Preisler HK, Savin
NE. 2007. Bioassays with Arthropods. Ed
ke-2. London: CRC Press.
Wibowo L, Indriyati, Solikhin. 2008. Uji
aplikasi ekstrak kasar buah pinang, akar
tuba, patah tulang, dan daun nimba
terhadap keong emas (Pomacea sp.) di
rumah kaca. Hama dan Penyakit
Tumbuhan Tropika 8:17-2.
ANALISIS PROBIT UNTUK PEMBANDINGAN TINGKAT TOKSISITAS
EKSTRAK KASAR AKAR TUBA DAN BUAH PINANG
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
ANALISIS PROBIT UNTUK PEMBANDINGAN TINGKAT TOKSISITAS
EKSTRAK KASAR AKAR TUBA DAN BUAH PINANG
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
RINGKASAN
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA. Analisis Probit untuk Pembandingan
Tingkat Toksisitas Ekstrak Kasar Akar Tuba dan Buah Pinang. Dibimbing oleh AUNUDDIN dan
INDAHWATI.
Serangan hama keong emas menjadi masalah yang sangat penting dalam setiap pertanian padi
sawah. Umumnya petani mengendalikan hama ini secara mekanis dengan mengambil keong emas
yang ada. Selain itu, petani juga menggunakan pestisida sintetis untuk membunuh keong emas.
Namun, kedua cara ini tidak cukup efektif. Salah satu cara untuk mengatasi hal ini adalah dengan
menggunakan pestisida nabati ekstrak akar tuba dan buah pinang. Telah diketahui bahwa kedua
pestisida ini dapat menyebabkan kematian keong emas. Namun dosis efektif dan toksisitas relatif
keduanya belum diketahui, padahal hal ini perlu diketahui terutama dalam mengatasi masalah
kritis. Penentuan dosis efektif ini dapat dilakukan melalui penentuan konsentrasi kematian (KK)
misalnya KK50 dan KK90. Dalam penelitian ini digunakan analisis probit untuk memodelkan
hubungan antara respon kematian keong emas (data biner) dengan konsentrasi kedua pestisida
nabati. Hasil analisis menunjukkan bahwa ekstrak kasar buah pinang lebih efektif daripada ekstrak
akar tuba karena tingkat toksisitasnya lebih tinggi (KK50 = 0.381 g/l dan KK90 = 1.098 g/l)
dibandingkan akar tuba (KK50 = 0.675 g/l dan KK90 = 1.182 g/l). Didukung oleh segi kepraktisan
memperoleh dan cara pembuatan, ekstrak kasar buah pinang lebih disarankan untuk digunakan
sebagai pestisida nabati dalam pemberantasan hama keong emas.
Kata kunci : probit, konsentrasi kematian, rasio konsentrasi kematian
ABSTRACT
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA. Probit Analysis for Benchmarking
Toxicity Level of Tuba Root and Areca-nut Fruit Coarse Extract. Supervised by AUNUDDIN and
INDAHWATI.
Golden snail pests become a very important issue in any lowland rice farming. Generally farmers
control this pests mechanically by taking existing golden snail. In addition, farmers also use
synthetic pesticides to kill golden snail. However, both ways are not effective enough. One way to
overcome this problem is to use a plant pesticide tuba root and areca-nut fruit coarse extract. It is
known that both of these pesticides can cause death of golden snail. But the effective
dose and relative toxicity of the two plant pesticides is not yet known, but it is important to
know especially in dealing with critical issues. Determination of effective dose can be done
through the determination of the lethal concentration (LC), for example, LC50 and LC90. This
research use probit analysis to modeling a connection between golden snail death response (binary
data) and both of plant pesticides concentration. Analysis result show that areca-nut coarse extract
are more effective than tuba root extract since toxicity level of areca-nut (LC50 = 0.381 g/l and
LC90 = 1.098 g/l) higher than tuba root (LC50 = 0.675 g/l and LC90 = 1.182 g/l). Supported by the
terms of practically to obtain and how to manufacture, areca-nut coarse extract is recommended
for use in eradication of golden snail pests.
Key Words : probit, lethal concentration, lethal concentration ratio.
ANALISIS PROBIT UNTUK PEMBANDINGAN TINGKAT TOKSISITAS
EKSTRAK KASAR AKAR TUBA DAN BUAH PINANG
HERA AMRANSYAH DIAN ARI ANGGASTA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Statistika pada
Departemen Statistika
DEPARTEMEN STATISTIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
Judul :
Nama :
NRP :
Analisis Probit untuk Pembandingan Tingkat Toksisitas Ekstrak Kasar
Akar Tuba dan Buah Pinang
Hera Amransyah Dian Ari Anggasta
G14062434
Menyetujui:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Prof. Dr. Ir. Aunuddin, M.Sc
NIP.19470615 197106 1 001
Ir. Indahwati, M.Si
NIP. 19650712 199003 2 002
Mengetahui,
Ketua Departemen Statistika,
Dr. Ir. Hari Wijayanto, M.Si
NIP. 19650421 199002 1 001
Tanggal Lulus:
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lampung pada tanggal 3 Oktober 1988 sebagai anak pertama dari
pasangan Bapak Muhammad Imron dan Ibu Herlina Ermariawati.
Penulis mengawali pendidikan dasar pada tahun 1994 di SD Negeri 01 Tanjung Jaya dan
pindah ke SD Negeri 04 Tanjung Jaya pada tahun 1995 kemudian lulus pada tahun 2000. Penulis
melanjutkan sekolah ke SMP Negeri 01 Bangun Rejo hingga tahun 2003. Selanjutnya, penulis
menamatkan pendidikan menengah atas di SMA Negeri 01 Kalirejo pada tahun 2006 dan pada
tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI dengan mayor
Statistika dan minor Agronomi dan Hortikultura.
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di Unit Kegiatan Mahasiswa Panahan IPB sebagai
Kepala Divisi Hubungan Masyarakat pada tahun 2008. Penulis juga aktif di berbagai kegiatan
kampus IPB antara lain: Staf Divisi Lapang Kejuaraan Panahan Nasional 2007, Staf Divisi
Logstran Statistika Ria 2008, Kepala Divisi Dana Usaha Lomba Jajak Pendapat Statistika dalam
Pesta Sains 2008 dan Staf Divisi Medis Welcome Ceremony Statistics.
KATA PENGANTAR
Penulis bersyukur kepada Alloh Subhanahu wa Ta’ala karena atas segala rahmat, hidayah,
kemudahan, dan karunia-Nya-lah skripsi yang berjudul “Analisis Probit untuk Pembandingan
Tingkat Toksisitas Ekstrak Kasar Akar Tuba dan Buah Pinang” ini dapat diselesaikan dengan baik.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Aunuddin, M.Sc sebagai ketua komisi pembimbing skripsi atas
kesabarannya dalam membimbing dan memberi ide, saran serta kritik selama penulisan karya
ilmiah ini.
2. Ibu Ir. Indahwati, M.Si selaku anggota komisi pembimbing skripsi yang telah membimbing
serta memberikan masukan bagi penulis.
3. Bapak Djoko Prijono yang telah menjadi teman berdiskusi dan bertanya selama pembuatan
karya ilmiah ini.
4. Mamah, Papah dan adik-adik tersayang atas segala dukungan dan semangat yang tak hentihentinya selama ini.
5. Seluruh dosen dan staf Departemen Statistika yang telah memberikan banyak nasehat kepada
penulis.
6. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas saran, masukan, dan kritiknya
kepada penulis.
Penulis sangat berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi penulis, mahasiswa, akademisi,
dan masyarakat Indonesia.
Bogor, Januari 2011
Hera Amransyah Dian Ari Anggasta
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................
viii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ................................................................................................................
Tujuan .............................................................................................................................
1
1
TINJAUAN PUSTAKA
Peubah Respon Biner dan Model Linear Terampat ........................................................
Model Probit ...................................................................................................................
Pendugaan Parameter .....................................................................................................
Uji Taraf Nyata Parameter ..............................................................................................
Uji Kebaikan Suai ...........................................................................................................
Dosis Efektif (DE) dan Konsentrasi Kematian (KK) .....................................................
Toksisitas Relatif dan Rasio Konsentrasi Kematian ......................................................
1
2
2
2
2
3
3
Metodologi
Data .................................................................................................................................
Metode .............................................................................................................................
3
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Persamaan Probit pada Akar Tuba .................................................................................
KK50 dan KK90 pada Akar Tuba .....................................................................................
Persamaan Probit pada Buah Pinang ..............................................................................
KK50 dan KK90 pada Buah Pinang ..................................................................................
Pembandingan Toksisitas Pestisida Akar Tuba dan Buah Pinang ..................................
4
5
5
6
6
SIMPULAN .........................................................................................................................
7
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................................
7
DAFTAR TABEL
1
Halaman
Hasil pengamatan dan transformasi probit pada akar tuba ........................................
4
2
Pendugaan parameter pada akar tuba .......................................................................
4
3
Uji kebaikan suai pada akar tuba ...............................................................................
4
4
Dosis efektif pada akar tuba ......................................................................................
4
5
Hasil pengamatan dan transformasi probit pada buah pinang ..................................
5
6
Pendugaan parameter pada buah pinang ...................................................................
6
7
Uji kebaikan suai pada buah pinang ..........................................................................
6
8
Dosis efektif pada buah pinang .................................................................................
6
9
Rasio konsentrasi kematian buah pinang terhadap akar tuba ....................................
7
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
Halaman
Ilustrasi rasio konsentrasi kematian ...........................................................................
3
Grafik hubungan konsentrasi dengan dugaan proporsi kematian pada ekstrak
akar tuba beserta selang kepercayaan 95%-nya..........................................................
5
Grafik hubungan konsentrasi dengan dugaan proporsi kematian pada ekstrak
buah pinang beserta selang kepercayaan 95%-nya .....................................................
6
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Serangan hama khususnya keong emas
menjadi masalah yang sangat penting dalam
pertanian padi sawah. Serangan keong emas
yang tidak terkendali dapat menyebabkan
hilangnya investasi yang telah tertanam. Pada
bulan Juli 2010, serangan hama ini telah
menyebabkan rusaknya ratusan hektare
tanaman padi di Cirebon (Hidayah 2010).
Umumnya petani mengendalikan hama ini
secara mekanis dengan mengambil satu
persatu keong emas yang ada. Selain itu,
petani juga menggunakan pestisida sintetis
untuk membunuh keong emas. Namun kedua
cara ini tidak cukup efektif, terlebih lagi
banyaknya dampak negatif yang disebabkan
oleh pestisida sintetis. Salah satu cara untuk
mengatasi masalah ini adalah dengan
menggunakan pestisida nabati.
Beberapa pestisida nabati yang dapat
digunakan adalah pestisida yang dibuat dari
akar tuba dan buah pinang. Kedua pestisida
ini dapat menyebabkan kematian terhadap
keong emas (Wibowo et al. 2008). Namun
dosis efektif dan toksisitas relatif dari
keduanya
belum
diketahui,
padahal
pengetahuan terhadap hal ini sangat
bermanfaat terutama untuk mengatasi masalah
kritis seperti di atas. Penentuan dosis efektif
ini dapat dilakukan melalui penentuan
konsentrasi kematian (KK) misalnya KK50
dan KK90 (konsentrasi pestisida yang dapat
memberikan respon kematian sebesar 50%
dan 90% dari populasi).
Respon keong emas yang diamati berupa
respon biner (mati atau hidup). Model yang
sering digunakan untuk menganalisis data
respon biner adalah model logit atau model
probit. Dalam pelaksanaannya, seringkali
dipilih salah satu dari kedua model ini tanpa
mempertimbangkan model lain yang mungkin
lebih sesuai. Hal ini dikarenakan hasil yang
tidak berbeda diperoleh dari keduanya kecuali
pada penentuan KK yang ekstrim (sangat
kecil atau sangat besar) (Robertson et al.
2007). Oleh karenanya dalam penelitian ini
hanya digunakan model probit untuk
menentukan KK50 dan KK90 serta toksisitas
relatif dari keduanya.
Tujuan
1. Menentukan dosis efektif pestisida nabati
ekstrak akar tuba dan buah pinang melalui
penentuan KK50 dan KK90
2. Membandingkan tingkat toksisitas kedua
pestisida nabati melalui rasio konsentrasi
kematian.
TINJAUAN PUSTAKA
Peubah Respon Biner
dan Model Linear Terampat
Banyak peubah respon (Y) yang hanya
memiliki dua kategori (berskala biner). Hasil
pengamatan
dari
masing-masing
unit
percobaan diklasifikasikan ke dalam sukses
(Y=1) atau gagal (Y=0). Peubah respon ini
mengikuti sebaran bernoulli dengan fungsi
massa peluang:
untuk yi = 0 dan 1 dan πi adalah peluang
kejadian ke-i bernilai Y=1. Sebaran bernoulli
ini termasuk ke dalam keluarga sebaran
eksponensial (Agresti 1990).
Secara umum, peubah respon pada model
regresi adalah:
dengan εi merupakan komponen acak (galat).
Dalam model regresi biner,
, sehingga
dengan
(Hosmer dan
modelnya menjadi
Lemeshow 2000). Asumsi yang mendasari
model-model regresi biner adalah bahwa antar
pengamatan yi saling bebas satu dengan
lainnya (Liang dan McCullagh 1993).
Komponen acak εi hanya menghasilkan
dua nilai, yaitu:
jika yi = 1 dengan peluang πi dan
jika yi = 0 dengan peluang
,
sehingga εi menyebar dengan nilai tengah dan
ragam sebagai berikut (Hosmer dan
Lemeshow 2000):
.
Dari persamaan di atas terlihat bahwa galat
dari model menyebar dengan ragam yang
tidak homogen.
Model linear terampat atau Generalized
Linear
Model
(GLM)
merupakan
pengembangan dari model linear klasik.
Model linear terampat merupakan model
statistik yang terdiri atas tiga komponen
(McCullagh dan Nelder 1989):
2
1. Fungsi sebaran peluang f(y) yang termasuk
dalam keluarga eksponensial untuk suatu
peubah acak Y yang tergantung pada
parameter nilai tengah µ atau parameter
lainnya.
2. Prediktor linear η yang mencakup p
peubah penjelas x1, x2, …, xp dengan
bentuk:
.
3. Fungsi hubung (link function) yang
menggambarkan
hubunga