UJI EFEKTIFITAS EKSTRAK DAUN TEMBAKAU DAN BIJI MAHONI SEBAGAI INSEKTISIDA ALAMI PADA TANAMAN JAMBU BIJI (PSIDIUM GUAJAVA L.).
UJI EFEKTIFITAS VARIASI MASSA EKSTRAK DAUN TEMBAKAU
DAN BIJI MAHONI SEBAGAI INS EK TISIDA ALAMI
PADA TANAMAN JAMBU BIJI (Psidium guajava L.)
Oleh:
Lena Ria Bakkara
NIM 4103210023
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan kasih-Nya
penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Uji Efektifitas
Ekstrak Daun Tembakau Dan Biji Mahoni Sebagai Insektisida Alami Pada
Tanaman Jambu Biji (Psidium guajava L.) yang diselesaikan untuk memperoleh
gelar Sarjana Sains, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Negeri Medan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak
Drs. Rahmat Nauli, M.Si, sebagai dosen pembimbing skripsi yang telah banyak
memberikan bimbingan dan saran kepada penulis sejak awal penelitian sampai
dengan selesainya penulisan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan
kepada Bapak Dr. Marham Sitorus, M.Si., Bapak Drs. P.M.Silitonga, MS., dan
Ibu Junifa Layla Sihombing, S.Si. M.Sc., sebagai dosen-dosen penguji yang telah
memberikan masukan dan saran-saran mulai dari rencana penelitian sampai
selesai penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada
Bapak Drs.Jamalum Purba,M.Si selaku dosen pembimbing akademik dan seluruh
Bapak dan Ibu Dosen serta Staf Pegawai Jurusan Kimia FMIPA UNIMED yang
sudah membantu penulis. Teristimewa penulis sampaikan terima kasih kepada
kedua orang tua, Bapak Rosinton Bakkara dan Ibu Ruslan Br.Sihombing yang
selalu mendoakan, mendukung dan memberikan kasih sayang kepada penulis
setiap waktu. Terima kasih juga kepada kakak Laura Br.Bakkara, Abang Dedi
Bakkara, Tante Artha Br.Sihombing dan saudara-saudara penulis yang sudah
berdoa, membantu dan memberikan dukungan serta dana untuk menyelesaikan
studi di UNIMED. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada teman-teman
seperjuangan Kimia NK 2010 dan untuk Melinda, Vivi, Helmina, Efbertias,
Jandriadi, Sumitro, Christesra, Juni, Sri, Desi Indy, Rini, Boston, Josua atas
persahabatan yang telah terjalin dan Meisokhi untuk semangat dan dukungan
doanya sehingga penulis bisa kuliah di UNIMED. Terima kasih untuk Robin
Tulus Hendrico Situmeang,S.Si atas doa, dukungan, dan kasih sayang semoga
tetap dalam lindungan Tuhan.
v
Penulis berupaya dengan semaksimal mungkin dalam penyelesaian skripsi
ini, namun penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi isi maupun
tata bahasa, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat
membangun dari pembaca demi sempurnanya skripsi ini. Kiranya isi skripsi ini
bermanfaat dalam memperkaya khasanah penelitian.
Medan, 18 Agustus 2014
Penulis,
Lena Ria Bakkara
NIM. 4103210023
iii
UJI EFEKTIFITAS EKSTRAK DAUN TEMBAKAU DAN BIJI MAHONI
SEBAGAI INSEKTISIDA ALAMI PADA TANAMAN
JAMBU BIJI (Psidium guajava L.)
Lena Ria Bakkara
4103210023
ABSTRAK
Uji Efektifitas Variasi Massa Ekstrak Daun Tembakau Dan Biji Mahoni
Sebagai Insektisida Alami Pada Tanaman Jambu Biji (Psidium guajava L.).
Penelitian ini bertujuan untuk menguji efektifitas dari ekstrak daun tembakau dan
biji mahoni dengan mengamati mortalitas lalat buah (Bactrocera dorsalis) pada
pengamatan 24 jam dan 48 jam. Pada ekstrak daun tembakau mengandung
alkaloid jenis nikotin yang berfungsi untuk membunuh serangga lalat buah dan
pada ekstrak biji mahoni mengandung flavonoid yang berfungsi melemahkan
saraf dan spirakel lalat buah. Untuk mengetahui adanya kandungan alkaloid dan
flavonoid pada daun tembakau dan biji mahoni maka dilakukan analisis skrining
fitokimia. Hasil yang ditunjukkan pada uji mayer, dragendorff dan wagner adalah
hasil yang positif adanya kandungan alkaloid pada daun tembakau dan hasil yang
ditunjukkan pada uji wilstater adalah hasil yang positif adanya kandungan
flavonoid pada biji mahoni. Untuk mengetahui mortalitas lalat buah pada
penelitian ini maka digunakan metode faktorial 3x3 dengan tiga perlakuan variasi
massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni yang diulang sebanyak tiga kali.
Diketahui faktor A sebagai faktor pertama adalah variasi massa ekstrak daun
tembakau dan ekstrak biji mahoni dengan variasi 1:1, 1:3 dan 3:1 serta pada faktor
B sebagai faktor kedua adalah waktu maserasi daun tembakau dan biji mahoni
selama 1x24 jam, 2x24 jam dan 3x24 jam. Pelarut yang digunakan untuk maserasi
adalah etanol yang bersifat polar. Dari data pengamatan selama 24 jam dan 48 jam
mortalitas lalat buah dengan perlakuan variasi massa ekstrak daun tembakau dan
biji mahoni 3:1 dengan waktu maserasi selama 3x24 jam merupakan tingkat
mortalitas yang paling optimal sebesar 53,3% dan 63.3%.
Kata Kunci : Efektifitas, Insektisida Alami, Mortalitas, Lalat Buah
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
x
Daftar Grafik
xi
Daftar Lampiran
xii
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1. Latar Belakang Masalah
1
1.2. Batasan Masalah
4
1.3. Rumusan Masalah
4
1.4. Tujuan Penelitian
5
1.5. Manfaat Penelitian
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1. Insektisida
6
2.1.1. Penggolongan Insektisida
6
2.1.2. Insektisida Alami
9
2.2. Pengenalan Tanaman
10
2.2.1. Deskripsi Tembakau (Nicotiana tobacum)
10
2.2.2. Kandungan Kimia Daun Tembakau
12
2.2.3. Deskripsi Mahoni (Swietenia mahagoni)
13
2.2.4. Kandungan Kimia Biji Mahoni
14
2.2.5. Deskripsi Jambu Biji (Psidium guajava L.)
15
vii
2.2.6. Kandungan Gizi Dan Manfaat Buah Jambu Biji
17
2.2.7. Hama Pada Tanaman Jambu Biji (Psidium guajava L.)
18
2.3. Pengenalan Lalat Buah (Bactrocera dorsalis)
19
2.3.1. Taksonomi Lalat Buah
19
2.3.2. Siklus Hidup Lalat Buah
19
2.3.3. Gejala Serangan Lalat Buah
20
2.4. Ekstraksi
21
2.5. Skrining Fitokimia
23
2.6. Uji Toksisitas
24
2.7. Rancangan Faktorial
25
2.8. Hipotesis Penelitian
26
BAB III. METODE PENELITIAN
27
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
27
3.2. Alat dan Bahan
27
3.2.1. Alat
27
3.2.2. Bahan
27
3.3. Prosedur Kerja
27
3.3.1. Tahap Persiapan Pembuatan Larutan
28
3.3.2. Ekstraksi
28
3.3.3. Uji Skrining Fitokimia
29
3.3.4. Pengujian Ekstrak Terhadap Serangga Lalat Buah
30
3.4. Rancangan Penelitian
30
3.5. Diagram Alir Penelitian
32
3.5.1. Proses Ekstraksi
32
3.5.2. Uji Alkaloid
33
3.5.3. Uji Flavonoid
34
3.5.4. Uji Variasi Massa Ekstrak Daun Tembakau Dan Biji Mahoni
Terhadap Mortalitas Lalat Buah Pada Tanaman Jambu Biji
35
viii
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
36
4.1. Preparasi Sampel
36
4.2. Penyiapan Ekstrak Dengan Metode Maserasi
37
4.3. Uji Skrining Fitokimia
38
4.4. Toksisitas Ekstrak Daun Tembakau Dan Biji Mahoni
43
4.5. Dugaan Mekanisme Asam Lemak Sebagai Insektisida
50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
52
5.1 Kesimpulan
52
5.2 Saran
52
DAFTAR PUSTAKA
53
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Kandungan gizi pada jambu biji
17
Tabel 3.1. Hasil pengamatan 24 jam dan 48 jam mortalitas lalat buah
dengan variasi massa ekstrak daun tembakau
dan biji mahoni dan lama waktu maserasi daun tembakau
dan biji mahoni
31
Tabel 4.1. Hasil uji skrining fitokimia
39
Tabel 4.2. Hasil pengamatan mortalitas lalat buah selama 24 jam
dengan variasi massa ekstrak daun tembakau dan
biji mahoni dengan lama waktu maserasi yang berbeda
45
Tabel 4.3. Hasil pengamatan mortalitas lalat buah selama 48 jam
dengan variasi massa ekstrak daun tembakau dan
biji mahoni dengan lama waktu maserasi yang berbeda
47
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Daun Tembakau
11
Gambar 2.2. Struktur Nikotin ( C10H14N2 )
12
Gambar 2.3. Biji Mahoni
14
Gambar 2.4. Struktur Senyawa Flavonoid
15
Gambar 2.5. Buah Jambu Biji (Psidium guajava L)
18
Gambar 2.6. Lalat Buah (Bactrocera dorsalis)
19
Gambar 3.1. Skema Maserasi Insektisida Dari Bahan Alam
32
Gambar 3.2. Skema Uji Alkaloid
33
Gambar 3.3. Skema Uji Flavonoid
34
Gambar 3.4. Skema Uji Lalat Buah Pada Tanaman Jambu Biji
35
Gambar 4.1. Reaksi Alkaloid Dengan Pereaksi Mayer
40
Gambar 4.2. Reaksi Hidrolisis Bismut
40
Gambar 4.3. Reaksi Alkaloid Dengan Pereaksi Dragendorff
41
Gambar 4.4. Reaksi Alkaloid Dengan Pereaksi Wagner
42
Gambar 4.5. Reaksi Flavonoid
42
xi
DAFTAR GRAFIK
Halaman
Grafik 4.1. Pengaruh variasi massa ekstrak daun tembakau
dan biji mahoni terhadap mortalitas lalat
buah pada pengamatan 24 jam
46
Grafik 4.2. Pengaruh waktu maserasi terhadap
mortalitas lalat buah pada pengamatan 24 jam
46
Grafik 4.3. Pengaruh variasi massa ekstrak daun tembakau
dan biji mahoni terhadap mortalitas lalat
buah pada pengamatan 48 jam
48
Grafik 4.4. Pengaruh waktu maserasi terhadap
mortalitas lalat buah pada pengamatan 48 jam
49
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Perhitungan Penentuan Kadar Air
57
Lampiran 2. Pembuatan Reagen
58
Lampiran 3. Data Perhitungan Analisis
59
Lampiran 4. Tabel Nilai Distribusi F
70
Lampiran 5. Tabel Nilai-Nilai Distribusi t
71
Lampiran 6. Dokumentasi Penelitian
72
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Jambu biji (Psidium guajava L.) adalah salah satu komoditas buah yang
prospektif. Tanaman jambu biji telah menyebar luas, terutama di daerah tropik.
Saat ini di Sumatera Utara jambu biji dikembangkan karena memiliki nilai
ekonomis, dan permintaan pasar yang tinggi (BPTP SUMUT, 2008). Produksi
jambu biji (Psidium guajava L.) di Indonesia mengalami ketidakstabilan setiap
tahunnya. Tahun 2010 produksi jambu biji adalah 204.551 ton kemudian pada
tahun 2011 terjadi peningkatan menjadi 211.836 ton. Dan pada tahun 2012 terjadi
penurunan produksi jambu biji menjadi 208.151 ton (BPS, 2013).
Penurunan produksi jambu biji disebabkan beberapa faktor yang
diantaranya adalah serangan hama. Hama yang menyerang buah jambu biji adalah
lalat buah. Lalat buah termasuk hama yang menimbulkan kerugian besar bagi
petani di Indonesia, terutama petani buah dan sayuran. Menurut Siwi (2004), di
Indonesia bagian barat, terdapat 89 jenis lalat buah yang termasuk jenis lokal
(indigenous) tetapi hanya 8 termasuk hama penting yang salah satunya adalah
Bactrocera dorsalis. Lalat buah (Bactrocera dorsalis) dapat menyebabkan buah
busuk atau jatuh sebelum waktunya, sehingga kualitasnya menurun. Hama lalat
buah ini juga yang menjadi faktor menurunnya produksi jambu biji di Sumatera
Utara. Serangan lalat buah dapat dikendalikan dengan penyemprotan insektisida,
baik insektisida sintetik (kimia) ataupun insektisida alami.
Pada umumnya, petani melakukan pengendalian dengan menggunakan
insektisida sintetik (kimia) dengan asumsi bahwa insektisida sintetik lebih efektif
untuk pengendalian organisme pengganggu tanaman. Jika dikaji secara mendalam
insektisida sintetik (kimia) dapat menimbulkan dampak residu dan mengakibatkan
terjadinya pencemaran pada tanah, air dan udara. Dalam penerapan di bidang
2
pertanian, ternyata tidak semua insektisida mengenai sasaran. Kurang lebih hanya
20% insektisida mengenai sasaran sedangkan 80% lainnya jatuh ke tanah.
Akumulasi residu pestisida sintetik tersebut mengakibatkan pencemaran lahan
pertanian. Apabila masuk ke dalam rantai makanan, sifat beracun bahan pestisida
dapat menimbulkan berbagai penyakit seperti kanker.
Dalam Peraturan Pemerintah (PP) No. 6 tahun 1995 pasal 3 ditetapkan
bahwa perlindungan tanaman dilaksanakan melalui sistem pengendalian hama
terpadu (PHT); selanjutnya dalam pasal 19 dinyatakan bahwa penggunaan
pestisida dalam rangka pengendalian Organisme Pengganggu Tumbuhan (OPT)
merupakan alternative terakhir dan dampak yang ditimbulkan harus ditekan
seminimal mungkin. Oleh karena itu, perlu dicari cara pengendalian yang efektif
terhadap hama sasaran namun aman terhadap organisme bukan sasaran dan
lingkungan. Mengacu pada hal tersebut maka salah satu cara pengendalian hama
yang ramah lingkungan adalah dengan menggunakan tanaman sebagai bahan
pembuatan pestisida nabati yang bersifat ramah lingkungan. Selain itu
penggunaan pestisida nabati dinilai sangat ekonomis karena bahan yang
digunakan dalam pembuatan pestisida nabati mudah diperoleh dan biaya yang
dibutuhkan relatif murah, sehingga petani dapat menekan biaya produksi. Salah
satu alternatif untuk menekan penggunaan pestisida yang tinggi adalah dengan
memanfaatkan pestisida nabati yang merupakan kearifan lokal masyarakat
Indonesia.
Salah satu kearifan lokal yang bersifat ramah lingkungan dan tepat
sasaran adalah pemanfaatan tanaman yang alami. Tanaman tembakau dan mahoni
merupakan tanaman yang efektif untuk dimanfaatkan sebagai insektisida alami.
Pada daun tembakau mengandung senyawa alkaloid, yaitu nikotin. Kandungan
alkaloid nikotin pada daun tembakau secara teori sebanyak 2-8%. Nikotin dapat
menyebabkan kematian pada serangga karena kandungan nikotin berperan sebagai
racun kontak pada serangga wordpress (2013). Mohamad shafiq (2009)
membuktikan hasil penelitian, bahwa ekstrak daun tembakau dapat digunakan
untuk membunuh kecoa dengan tingkat kematian 20% hingga 30%. Penelitian
3
Hadikusumo (2007) memanfaatkan ekstrak daun tembakau untuk membunuh
rayap kayu kering sebagai serangga uji dengan hasil kematian rayap kayu kering
sebesar 61%. Pada biji mahoni mengandung senyawa flavonoid. Flavonoid dapat
menyebabkan kelemahan pada saraf dan spirakel serangga yang mengakibatkan
serangga tidak bisa bernafas sehingga menyebabkan serangga mati. Menurut
Geby Oktavia (2013) membuktikan hasil penelitian, ekstrak biji mahoni dapat
mengendalikan bakteri Escherichia colise dengan daya hambat sebesar 2,33mm
dan 2,13mm. Selain itu, Isnawati (2013) membuktikan hasil penelitian, biji
mahoni juga berpengaruh terhadap mortalitas dan aktivitas makan ulat grayak
pada tanaman cabe rawit. Pemanfaatan kandungan kimia pada daun tembakau dan
biji mahoni dapat di aplikasikan untuk menjadi insektisida alami untuk di uji pada
lalat buah (Bactrocera dorsalis).
Dari literatur diatas dapat dimanfaatkan tanaman tembakau dan biji
mahoni sebagai insektisida alami karena adanya kandungan alkaloid dan
flavonoid. Untuk mengisolasi suatu senyawa alkaloid dan flavonoid pada suatu
tumbuhan digunakan pelarut organik yaitu etanol. Serbuk daun tembakau dan biji
mahoni dimaserasi dengan pelarut etanol selama beberapa hari lalu di saring dan
di pekatkan dengan rotary evaporator sehingga menghasilkan ekstrak daun
tembakau dan ekstrak biji mahoni. Ekstrak daun tembakau dan biji mahoni dimanf
aatkan sebagai insektisida alami dan di uji pada serangga lalat buah. Pada peneliti
an Aisyah (2013) modifikasi variasi komposisi ekstrak daun sirsak–brotowali
sebagai pestisida nabati dan uji efektifitas terhadap hama insekta pada cabai
menguji keefektifan bahan alam daun sirsak dan brotowali sebagai pestisida
nabati. Pemanfaatan pestisida nabati untuk mengamati mortalitas lalat buah
dengan menggunakan variasi komposisi ekstrak 1:1; 1:3 dan 3:1 yang optimal dan
dengan menggunakan pelarut polar hingga non polar yaitu air, etanol, etil asetat,
dan n-heksan dengan lama waktu maserasi 5 hari. Hasil uji yang optimal adalah
variasi ekstrak 3:1 dengan pelarut etil asetat yangmortalitas hewan uji sebesar
83.33%. Penggunaan pelarut etanol sebagai pengekstrak karena etanol memiliki
kemampuan untuk merusak membran sel tanaman dan menembus masuk kedalam
4
rongga sel yang mengandung zat aktif. Zat aktif yang larut dalam etanol dapat
terekstrak, kemudian dapat keluar dari sel disebabkan adanya perbedaan
konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dengan yang di luar sel. peristiwa
tersebut berulang hingga terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar
dan di dalam sel. Ketika keseimbangan konsentrasi tercapai maka proses ekstraksi
akan berhenti.
Berdasarkan hal tersebut maka peneliti tertarik untuk melakukan
penelitian tentang pemanfaatan insektisida alami dengan mengangkat judul
penelitian yaitu “Uji Efektifitas Variasi Massa Ekstrak Daun Tembakau Dan Biji
Mahoni Sebagai Insektisida Alami Pada Tanaman Jambu Biji (Psidium guajava
L.)”.
1.2. Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi untuk mengetahui efektifitas ekstrak daun
tembakau dan biji mahoni sebagai insektisida alami terhadap mortalitas lalat buah
(Bactrocera dorsalis) pada tanaman jambu biji (Psidium guajava L.) ditinjau dari
variasi massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni 1:1; 1:3 dan 3:1 dengan
waktu maserasi 1x24 jam, 2x24 jam dan 3x24 jam.
1.3. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Berapakah variasi massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni yang
berfungsi optimum sebagai insektisida alami terhadap mortalitas lalat buah
(Bactrocera dorsalis) dengan waktu pengamatan 24 jam dan 48 jam ?
2. Bagaimana pengaruh massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni sebagai
insektisida alami pada pengamatan 24 jam dan 48 jam lalat buah
mengkonsumsi insektisida terhadap mortalitas lalat buah (Bactrocera
dorsalis) ?
5
1.4. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan:
1. Jumlah variasi massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni yang berfungsi
paling optimum terhadap mortalitas lalat buah (Bactrocera dorsalis) sebagai
insektisida
alami
pada
tanaman
jambu
biji
(Psidium
guajava
L).
2. Pengaruh pemberian insektisida alami variasi massa ekstrak daun tembakau
dan biji mahoni terhadap mortalitas lalat buah (Bactrocera dorsalis) pada
tanaman jambu biji (Psidium guajava L.).
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Memberikan informasi tentang pengaruh insektisida alami variasi massa
ekstrak daun tembakau dan biji mahoni terhadap mortalitas lalat buah
(Bactrocera dorsalis).
2. Menambah khasanah informasi ilmiah/data ilmiah, khususnya bagi petani dan
umumnya untuk masyarakat umum yang berkaitan dengan insektisida alami.
3. Sebagai masukan kepada para peneliti lanjutan yang terkait dengan insektisida
alami.
51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan :
1. Variasi massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni yang optimal adalah
3:1 sebagai insektisida alami dari semua variasi massa ekstrak terhadap
mortalitas lalat buah (Bactrocera dorsalis) dengan persentase mortalitas
adalah 53.3% dan 63.3% pada pengamatan 24 jam dan 48 jam.
2. Pengaruh variasi massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni 3:1 efektif
sebagai insektisida alami terhadap mortalitas lalat buah (Bactrocera
dorsalis) pada pengamatan 24 jam dan 48 jam dengan persentase
mortalitas sebesar 53.3% dan 63.3%.
5.2. Saran
Berdasarkan hasil penelitian ini disarankan :
1. Perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk memvariasikan massa ekstrak
daun tembakau dan biji mahoni dengan kenaikan rentang massa yang lebih
stabil sehingga dapat diketahui variasi massa yang paling optimal.
2. Perlu adanya analisa kuantitatif dari daun tembakau dan biji mahoni untuk
mengetahui kadar dan kualitas produk dengan menggunakan GC-MS, LCMS dan NMR.
DAN BIJI MAHONI SEBAGAI INS EK TISIDA ALAMI
PADA TANAMAN JAMBU BIJI (Psidium guajava L.)
Oleh:
Lena Ria Bakkara
NIM 4103210023
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan kasih-Nya
penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Uji Efektifitas
Ekstrak Daun Tembakau Dan Biji Mahoni Sebagai Insektisida Alami Pada
Tanaman Jambu Biji (Psidium guajava L.) yang diselesaikan untuk memperoleh
gelar Sarjana Sains, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Negeri Medan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak
Drs. Rahmat Nauli, M.Si, sebagai dosen pembimbing skripsi yang telah banyak
memberikan bimbingan dan saran kepada penulis sejak awal penelitian sampai
dengan selesainya penulisan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan
kepada Bapak Dr. Marham Sitorus, M.Si., Bapak Drs. P.M.Silitonga, MS., dan
Ibu Junifa Layla Sihombing, S.Si. M.Sc., sebagai dosen-dosen penguji yang telah
memberikan masukan dan saran-saran mulai dari rencana penelitian sampai
selesai penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada
Bapak Drs.Jamalum Purba,M.Si selaku dosen pembimbing akademik dan seluruh
Bapak dan Ibu Dosen serta Staf Pegawai Jurusan Kimia FMIPA UNIMED yang
sudah membantu penulis. Teristimewa penulis sampaikan terima kasih kepada
kedua orang tua, Bapak Rosinton Bakkara dan Ibu Ruslan Br.Sihombing yang
selalu mendoakan, mendukung dan memberikan kasih sayang kepada penulis
setiap waktu. Terima kasih juga kepada kakak Laura Br.Bakkara, Abang Dedi
Bakkara, Tante Artha Br.Sihombing dan saudara-saudara penulis yang sudah
berdoa, membantu dan memberikan dukungan serta dana untuk menyelesaikan
studi di UNIMED. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada teman-teman
seperjuangan Kimia NK 2010 dan untuk Melinda, Vivi, Helmina, Efbertias,
Jandriadi, Sumitro, Christesra, Juni, Sri, Desi Indy, Rini, Boston, Josua atas
persahabatan yang telah terjalin dan Meisokhi untuk semangat dan dukungan
doanya sehingga penulis bisa kuliah di UNIMED. Terima kasih untuk Robin
Tulus Hendrico Situmeang,S.Si atas doa, dukungan, dan kasih sayang semoga
tetap dalam lindungan Tuhan.
v
Penulis berupaya dengan semaksimal mungkin dalam penyelesaian skripsi
ini, namun penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi isi maupun
tata bahasa, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat
membangun dari pembaca demi sempurnanya skripsi ini. Kiranya isi skripsi ini
bermanfaat dalam memperkaya khasanah penelitian.
Medan, 18 Agustus 2014
Penulis,
Lena Ria Bakkara
NIM. 4103210023
iii
UJI EFEKTIFITAS EKSTRAK DAUN TEMBAKAU DAN BIJI MAHONI
SEBAGAI INSEKTISIDA ALAMI PADA TANAMAN
JAMBU BIJI (Psidium guajava L.)
Lena Ria Bakkara
4103210023
ABSTRAK
Uji Efektifitas Variasi Massa Ekstrak Daun Tembakau Dan Biji Mahoni
Sebagai Insektisida Alami Pada Tanaman Jambu Biji (Psidium guajava L.).
Penelitian ini bertujuan untuk menguji efektifitas dari ekstrak daun tembakau dan
biji mahoni dengan mengamati mortalitas lalat buah (Bactrocera dorsalis) pada
pengamatan 24 jam dan 48 jam. Pada ekstrak daun tembakau mengandung
alkaloid jenis nikotin yang berfungsi untuk membunuh serangga lalat buah dan
pada ekstrak biji mahoni mengandung flavonoid yang berfungsi melemahkan
saraf dan spirakel lalat buah. Untuk mengetahui adanya kandungan alkaloid dan
flavonoid pada daun tembakau dan biji mahoni maka dilakukan analisis skrining
fitokimia. Hasil yang ditunjukkan pada uji mayer, dragendorff dan wagner adalah
hasil yang positif adanya kandungan alkaloid pada daun tembakau dan hasil yang
ditunjukkan pada uji wilstater adalah hasil yang positif adanya kandungan
flavonoid pada biji mahoni. Untuk mengetahui mortalitas lalat buah pada
penelitian ini maka digunakan metode faktorial 3x3 dengan tiga perlakuan variasi
massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni yang diulang sebanyak tiga kali.
Diketahui faktor A sebagai faktor pertama adalah variasi massa ekstrak daun
tembakau dan ekstrak biji mahoni dengan variasi 1:1, 1:3 dan 3:1 serta pada faktor
B sebagai faktor kedua adalah waktu maserasi daun tembakau dan biji mahoni
selama 1x24 jam, 2x24 jam dan 3x24 jam. Pelarut yang digunakan untuk maserasi
adalah etanol yang bersifat polar. Dari data pengamatan selama 24 jam dan 48 jam
mortalitas lalat buah dengan perlakuan variasi massa ekstrak daun tembakau dan
biji mahoni 3:1 dengan waktu maserasi selama 3x24 jam merupakan tingkat
mortalitas yang paling optimal sebesar 53,3% dan 63.3%.
Kata Kunci : Efektifitas, Insektisida Alami, Mortalitas, Lalat Buah
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
x
Daftar Grafik
xi
Daftar Lampiran
xii
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1. Latar Belakang Masalah
1
1.2. Batasan Masalah
4
1.3. Rumusan Masalah
4
1.4. Tujuan Penelitian
5
1.5. Manfaat Penelitian
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1. Insektisida
6
2.1.1. Penggolongan Insektisida
6
2.1.2. Insektisida Alami
9
2.2. Pengenalan Tanaman
10
2.2.1. Deskripsi Tembakau (Nicotiana tobacum)
10
2.2.2. Kandungan Kimia Daun Tembakau
12
2.2.3. Deskripsi Mahoni (Swietenia mahagoni)
13
2.2.4. Kandungan Kimia Biji Mahoni
14
2.2.5. Deskripsi Jambu Biji (Psidium guajava L.)
15
vii
2.2.6. Kandungan Gizi Dan Manfaat Buah Jambu Biji
17
2.2.7. Hama Pada Tanaman Jambu Biji (Psidium guajava L.)
18
2.3. Pengenalan Lalat Buah (Bactrocera dorsalis)
19
2.3.1. Taksonomi Lalat Buah
19
2.3.2. Siklus Hidup Lalat Buah
19
2.3.3. Gejala Serangan Lalat Buah
20
2.4. Ekstraksi
21
2.5. Skrining Fitokimia
23
2.6. Uji Toksisitas
24
2.7. Rancangan Faktorial
25
2.8. Hipotesis Penelitian
26
BAB III. METODE PENELITIAN
27
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
27
3.2. Alat dan Bahan
27
3.2.1. Alat
27
3.2.2. Bahan
27
3.3. Prosedur Kerja
27
3.3.1. Tahap Persiapan Pembuatan Larutan
28
3.3.2. Ekstraksi
28
3.3.3. Uji Skrining Fitokimia
29
3.3.4. Pengujian Ekstrak Terhadap Serangga Lalat Buah
30
3.4. Rancangan Penelitian
30
3.5. Diagram Alir Penelitian
32
3.5.1. Proses Ekstraksi
32
3.5.2. Uji Alkaloid
33
3.5.3. Uji Flavonoid
34
3.5.4. Uji Variasi Massa Ekstrak Daun Tembakau Dan Biji Mahoni
Terhadap Mortalitas Lalat Buah Pada Tanaman Jambu Biji
35
viii
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
36
4.1. Preparasi Sampel
36
4.2. Penyiapan Ekstrak Dengan Metode Maserasi
37
4.3. Uji Skrining Fitokimia
38
4.4. Toksisitas Ekstrak Daun Tembakau Dan Biji Mahoni
43
4.5. Dugaan Mekanisme Asam Lemak Sebagai Insektisida
50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
52
5.1 Kesimpulan
52
5.2 Saran
52
DAFTAR PUSTAKA
53
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Kandungan gizi pada jambu biji
17
Tabel 3.1. Hasil pengamatan 24 jam dan 48 jam mortalitas lalat buah
dengan variasi massa ekstrak daun tembakau
dan biji mahoni dan lama waktu maserasi daun tembakau
dan biji mahoni
31
Tabel 4.1. Hasil uji skrining fitokimia
39
Tabel 4.2. Hasil pengamatan mortalitas lalat buah selama 24 jam
dengan variasi massa ekstrak daun tembakau dan
biji mahoni dengan lama waktu maserasi yang berbeda
45
Tabel 4.3. Hasil pengamatan mortalitas lalat buah selama 48 jam
dengan variasi massa ekstrak daun tembakau dan
biji mahoni dengan lama waktu maserasi yang berbeda
47
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Daun Tembakau
11
Gambar 2.2. Struktur Nikotin ( C10H14N2 )
12
Gambar 2.3. Biji Mahoni
14
Gambar 2.4. Struktur Senyawa Flavonoid
15
Gambar 2.5. Buah Jambu Biji (Psidium guajava L)
18
Gambar 2.6. Lalat Buah (Bactrocera dorsalis)
19
Gambar 3.1. Skema Maserasi Insektisida Dari Bahan Alam
32
Gambar 3.2. Skema Uji Alkaloid
33
Gambar 3.3. Skema Uji Flavonoid
34
Gambar 3.4. Skema Uji Lalat Buah Pada Tanaman Jambu Biji
35
Gambar 4.1. Reaksi Alkaloid Dengan Pereaksi Mayer
40
Gambar 4.2. Reaksi Hidrolisis Bismut
40
Gambar 4.3. Reaksi Alkaloid Dengan Pereaksi Dragendorff
41
Gambar 4.4. Reaksi Alkaloid Dengan Pereaksi Wagner
42
Gambar 4.5. Reaksi Flavonoid
42
xi
DAFTAR GRAFIK
Halaman
Grafik 4.1. Pengaruh variasi massa ekstrak daun tembakau
dan biji mahoni terhadap mortalitas lalat
buah pada pengamatan 24 jam
46
Grafik 4.2. Pengaruh waktu maserasi terhadap
mortalitas lalat buah pada pengamatan 24 jam
46
Grafik 4.3. Pengaruh variasi massa ekstrak daun tembakau
dan biji mahoni terhadap mortalitas lalat
buah pada pengamatan 48 jam
48
Grafik 4.4. Pengaruh waktu maserasi terhadap
mortalitas lalat buah pada pengamatan 48 jam
49
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Perhitungan Penentuan Kadar Air
57
Lampiran 2. Pembuatan Reagen
58
Lampiran 3. Data Perhitungan Analisis
59
Lampiran 4. Tabel Nilai Distribusi F
70
Lampiran 5. Tabel Nilai-Nilai Distribusi t
71
Lampiran 6. Dokumentasi Penelitian
72
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Jambu biji (Psidium guajava L.) adalah salah satu komoditas buah yang
prospektif. Tanaman jambu biji telah menyebar luas, terutama di daerah tropik.
Saat ini di Sumatera Utara jambu biji dikembangkan karena memiliki nilai
ekonomis, dan permintaan pasar yang tinggi (BPTP SUMUT, 2008). Produksi
jambu biji (Psidium guajava L.) di Indonesia mengalami ketidakstabilan setiap
tahunnya. Tahun 2010 produksi jambu biji adalah 204.551 ton kemudian pada
tahun 2011 terjadi peningkatan menjadi 211.836 ton. Dan pada tahun 2012 terjadi
penurunan produksi jambu biji menjadi 208.151 ton (BPS, 2013).
Penurunan produksi jambu biji disebabkan beberapa faktor yang
diantaranya adalah serangan hama. Hama yang menyerang buah jambu biji adalah
lalat buah. Lalat buah termasuk hama yang menimbulkan kerugian besar bagi
petani di Indonesia, terutama petani buah dan sayuran. Menurut Siwi (2004), di
Indonesia bagian barat, terdapat 89 jenis lalat buah yang termasuk jenis lokal
(indigenous) tetapi hanya 8 termasuk hama penting yang salah satunya adalah
Bactrocera dorsalis. Lalat buah (Bactrocera dorsalis) dapat menyebabkan buah
busuk atau jatuh sebelum waktunya, sehingga kualitasnya menurun. Hama lalat
buah ini juga yang menjadi faktor menurunnya produksi jambu biji di Sumatera
Utara. Serangan lalat buah dapat dikendalikan dengan penyemprotan insektisida,
baik insektisida sintetik (kimia) ataupun insektisida alami.
Pada umumnya, petani melakukan pengendalian dengan menggunakan
insektisida sintetik (kimia) dengan asumsi bahwa insektisida sintetik lebih efektif
untuk pengendalian organisme pengganggu tanaman. Jika dikaji secara mendalam
insektisida sintetik (kimia) dapat menimbulkan dampak residu dan mengakibatkan
terjadinya pencemaran pada tanah, air dan udara. Dalam penerapan di bidang
2
pertanian, ternyata tidak semua insektisida mengenai sasaran. Kurang lebih hanya
20% insektisida mengenai sasaran sedangkan 80% lainnya jatuh ke tanah.
Akumulasi residu pestisida sintetik tersebut mengakibatkan pencemaran lahan
pertanian. Apabila masuk ke dalam rantai makanan, sifat beracun bahan pestisida
dapat menimbulkan berbagai penyakit seperti kanker.
Dalam Peraturan Pemerintah (PP) No. 6 tahun 1995 pasal 3 ditetapkan
bahwa perlindungan tanaman dilaksanakan melalui sistem pengendalian hama
terpadu (PHT); selanjutnya dalam pasal 19 dinyatakan bahwa penggunaan
pestisida dalam rangka pengendalian Organisme Pengganggu Tumbuhan (OPT)
merupakan alternative terakhir dan dampak yang ditimbulkan harus ditekan
seminimal mungkin. Oleh karena itu, perlu dicari cara pengendalian yang efektif
terhadap hama sasaran namun aman terhadap organisme bukan sasaran dan
lingkungan. Mengacu pada hal tersebut maka salah satu cara pengendalian hama
yang ramah lingkungan adalah dengan menggunakan tanaman sebagai bahan
pembuatan pestisida nabati yang bersifat ramah lingkungan. Selain itu
penggunaan pestisida nabati dinilai sangat ekonomis karena bahan yang
digunakan dalam pembuatan pestisida nabati mudah diperoleh dan biaya yang
dibutuhkan relatif murah, sehingga petani dapat menekan biaya produksi. Salah
satu alternatif untuk menekan penggunaan pestisida yang tinggi adalah dengan
memanfaatkan pestisida nabati yang merupakan kearifan lokal masyarakat
Indonesia.
Salah satu kearifan lokal yang bersifat ramah lingkungan dan tepat
sasaran adalah pemanfaatan tanaman yang alami. Tanaman tembakau dan mahoni
merupakan tanaman yang efektif untuk dimanfaatkan sebagai insektisida alami.
Pada daun tembakau mengandung senyawa alkaloid, yaitu nikotin. Kandungan
alkaloid nikotin pada daun tembakau secara teori sebanyak 2-8%. Nikotin dapat
menyebabkan kematian pada serangga karena kandungan nikotin berperan sebagai
racun kontak pada serangga wordpress (2013). Mohamad shafiq (2009)
membuktikan hasil penelitian, bahwa ekstrak daun tembakau dapat digunakan
untuk membunuh kecoa dengan tingkat kematian 20% hingga 30%. Penelitian
3
Hadikusumo (2007) memanfaatkan ekstrak daun tembakau untuk membunuh
rayap kayu kering sebagai serangga uji dengan hasil kematian rayap kayu kering
sebesar 61%. Pada biji mahoni mengandung senyawa flavonoid. Flavonoid dapat
menyebabkan kelemahan pada saraf dan spirakel serangga yang mengakibatkan
serangga tidak bisa bernafas sehingga menyebabkan serangga mati. Menurut
Geby Oktavia (2013) membuktikan hasil penelitian, ekstrak biji mahoni dapat
mengendalikan bakteri Escherichia colise dengan daya hambat sebesar 2,33mm
dan 2,13mm. Selain itu, Isnawati (2013) membuktikan hasil penelitian, biji
mahoni juga berpengaruh terhadap mortalitas dan aktivitas makan ulat grayak
pada tanaman cabe rawit. Pemanfaatan kandungan kimia pada daun tembakau dan
biji mahoni dapat di aplikasikan untuk menjadi insektisida alami untuk di uji pada
lalat buah (Bactrocera dorsalis).
Dari literatur diatas dapat dimanfaatkan tanaman tembakau dan biji
mahoni sebagai insektisida alami karena adanya kandungan alkaloid dan
flavonoid. Untuk mengisolasi suatu senyawa alkaloid dan flavonoid pada suatu
tumbuhan digunakan pelarut organik yaitu etanol. Serbuk daun tembakau dan biji
mahoni dimaserasi dengan pelarut etanol selama beberapa hari lalu di saring dan
di pekatkan dengan rotary evaporator sehingga menghasilkan ekstrak daun
tembakau dan ekstrak biji mahoni. Ekstrak daun tembakau dan biji mahoni dimanf
aatkan sebagai insektisida alami dan di uji pada serangga lalat buah. Pada peneliti
an Aisyah (2013) modifikasi variasi komposisi ekstrak daun sirsak–brotowali
sebagai pestisida nabati dan uji efektifitas terhadap hama insekta pada cabai
menguji keefektifan bahan alam daun sirsak dan brotowali sebagai pestisida
nabati. Pemanfaatan pestisida nabati untuk mengamati mortalitas lalat buah
dengan menggunakan variasi komposisi ekstrak 1:1; 1:3 dan 3:1 yang optimal dan
dengan menggunakan pelarut polar hingga non polar yaitu air, etanol, etil asetat,
dan n-heksan dengan lama waktu maserasi 5 hari. Hasil uji yang optimal adalah
variasi ekstrak 3:1 dengan pelarut etil asetat yangmortalitas hewan uji sebesar
83.33%. Penggunaan pelarut etanol sebagai pengekstrak karena etanol memiliki
kemampuan untuk merusak membran sel tanaman dan menembus masuk kedalam
4
rongga sel yang mengandung zat aktif. Zat aktif yang larut dalam etanol dapat
terekstrak, kemudian dapat keluar dari sel disebabkan adanya perbedaan
konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dengan yang di luar sel. peristiwa
tersebut berulang hingga terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar
dan di dalam sel. Ketika keseimbangan konsentrasi tercapai maka proses ekstraksi
akan berhenti.
Berdasarkan hal tersebut maka peneliti tertarik untuk melakukan
penelitian tentang pemanfaatan insektisida alami dengan mengangkat judul
penelitian yaitu “Uji Efektifitas Variasi Massa Ekstrak Daun Tembakau Dan Biji
Mahoni Sebagai Insektisida Alami Pada Tanaman Jambu Biji (Psidium guajava
L.)”.
1.2. Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi untuk mengetahui efektifitas ekstrak daun
tembakau dan biji mahoni sebagai insektisida alami terhadap mortalitas lalat buah
(Bactrocera dorsalis) pada tanaman jambu biji (Psidium guajava L.) ditinjau dari
variasi massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni 1:1; 1:3 dan 3:1 dengan
waktu maserasi 1x24 jam, 2x24 jam dan 3x24 jam.
1.3. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Berapakah variasi massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni yang
berfungsi optimum sebagai insektisida alami terhadap mortalitas lalat buah
(Bactrocera dorsalis) dengan waktu pengamatan 24 jam dan 48 jam ?
2. Bagaimana pengaruh massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni sebagai
insektisida alami pada pengamatan 24 jam dan 48 jam lalat buah
mengkonsumsi insektisida terhadap mortalitas lalat buah (Bactrocera
dorsalis) ?
5
1.4. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan:
1. Jumlah variasi massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni yang berfungsi
paling optimum terhadap mortalitas lalat buah (Bactrocera dorsalis) sebagai
insektisida
alami
pada
tanaman
jambu
biji
(Psidium
guajava
L).
2. Pengaruh pemberian insektisida alami variasi massa ekstrak daun tembakau
dan biji mahoni terhadap mortalitas lalat buah (Bactrocera dorsalis) pada
tanaman jambu biji (Psidium guajava L.).
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Memberikan informasi tentang pengaruh insektisida alami variasi massa
ekstrak daun tembakau dan biji mahoni terhadap mortalitas lalat buah
(Bactrocera dorsalis).
2. Menambah khasanah informasi ilmiah/data ilmiah, khususnya bagi petani dan
umumnya untuk masyarakat umum yang berkaitan dengan insektisida alami.
3. Sebagai masukan kepada para peneliti lanjutan yang terkait dengan insektisida
alami.
51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan :
1. Variasi massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni yang optimal adalah
3:1 sebagai insektisida alami dari semua variasi massa ekstrak terhadap
mortalitas lalat buah (Bactrocera dorsalis) dengan persentase mortalitas
adalah 53.3% dan 63.3% pada pengamatan 24 jam dan 48 jam.
2. Pengaruh variasi massa ekstrak daun tembakau dan biji mahoni 3:1 efektif
sebagai insektisida alami terhadap mortalitas lalat buah (Bactrocera
dorsalis) pada pengamatan 24 jam dan 48 jam dengan persentase
mortalitas sebesar 53.3% dan 63.3%.
5.2. Saran
Berdasarkan hasil penelitian ini disarankan :
1. Perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk memvariasikan massa ekstrak
daun tembakau dan biji mahoni dengan kenaikan rentang massa yang lebih
stabil sehingga dapat diketahui variasi massa yang paling optimal.
2. Perlu adanya analisa kuantitatif dari daun tembakau dan biji mahoni untuk
mengetahui kadar dan kualitas produk dengan menggunakan GC-MS, LCMS dan NMR.