tinjauan pustaka

TINJAUAN PUSTAKA
Biologi dan Ekologi Spodoptera litura
Ulat grayak (Spodoptera litura F.) merupakan salah satu hama daun yang
penting karena mempunyai kisaran inang yang luas meliputi kedelai, kacang
tanah, kubis, ubi jalar,kentang, dan lain-lain. Spodoptera litura disebut sebagai
ulat grayak karena ulat ini dalam jumlah yang besar (mencapai ribuan) beramairamai menyerbu dan memakan tanaman pada malam hari dan tanaman akan habis
dalam waktu yang singkat (Pracaya 2007). Ulat dan imago S. litura hanya keluar
pada malam hari dan bersembunyi pada waktu siang hari, menyerang tanaman
budidaya pada fase vegetatif yaitu memakan daun tanaman yang muda sehingga
tinggal tulang daun saja dan pada fase generatif dengan memangkas polong–
polong muda (Direktorat PerlindunganTanaman Pangan 1985).
Menurut
Adisarwanto & Widianto (1999) serangan S. litura menyebabkan kerusakan
sekitar 12,5% dan lebih dari 20% pada tanaman umur lebih dari 20 hst.
Spodoptera litura digolongkan ke dalam ordo Lepidoptera famili Noctuidae,
dan termasuk ke dalam jenis serangga yang mengalami metamorfosis sempurna
yang terdiri dari 4 stadia hidup, yaitu telur, larva, kepompong, dan imago
(Kalshoven 1981). Ngengat bertelur dalam 2-6 hari. Telur diletakkan dalam
kelompok telur dengan bentuk yang bermacam-macam dan tertutupi oleh bulubulu halus sebagai pelindung telur. Masing-masing kelompok telur berisi ±350
butir. Telur akan menetas sesudah 3-5 hari.
Stadia larva terdiri atas lima instar dan instar yang sangat berbahaya bagi
tanaman adalah instar III dan IV. Larva instar I dan II akan tinggal berkelompok
di sekitar kulit telur dan memakan epidermis daun bagian bawah (Direktorat
Perlindungan Tanaman Pangan 1985). Larva muda berwarna kehijauan umumnya
mempunyai dua bintik hitam dengan bentuk bulan sabit pada ruas abdomen
keempat dan kesepuluh yang dibatasi oleh alur-alur lateral dan dorsal berwarna
kuning yang memanjang sepanjang badan (Kalshoven 1981). Larva instar akhir
akan memakan helaian daun sehingga tinggal tulang-tulang daun saja dan juga
memakan bunga dan polong muda (Arifin 1991). Lama stadia larva berkisar
antara 20-26 hari (Departemen Pertanian 1981). Hama ini suka bersembunyi di
4
tempat gelap. Biasanya larva bersama-sama pindah dari tanaman yang telah habis
daunnya menuju tanaman lainnya.
Setelah dewasa ulat mulai berkepompong di dalam tanah dan pupanya
terbungkus tanah. Pupa berbentuk oval memanjang berwarna coklat muda dan
mengkilap, dan pada saat akan menjadi imago, pupa menjadi berwarna coklat
kehitaman. Pupa bertipe obtekta dan berada didalam tanah dengan kedalaman 1
cm dari permukaan tanah. Lamanya masa berpupa adalah 5-8 hari tergantung dari
ketinggian tempat.
Imago memiliki panjang tubuh 10-14 mm dengan jarak
rentang sayap 24-30 mm. Sayap depan berwarna putih keabu-abuan, pada bagian
tengah sayap depan terdapat 3 pasang bitik berwarna keperakan dan sayap
belakang berwarna putih dengan bagian tepi berwarna coklat gelap (Kalshoven
1981). Setelah menjadi imago, hama ini bisa terbang sejauh 5 km pada malam
hari.
Pengendalian Spodoptera litura
Dalam Pracaya 2007, pengendalian yang dilakukan oleh petani antara lain
secara teknis yaitu dengan mengambil telur dengan daun tempat menempelnya
sebelum telur menetas; secara kimiawi yaitu dengan menggunakan insektisida
Azodrin; secara sanitasi yaitu dengan pembersihan gulma disekitar tanaman dan
pembuatan perangkap ulat grayak.
Sampai saat ini pengendalian S. litura masih mengandalkan insektisida
kimia, dan cara ini berdampak buruk terhadap fungsi dan kelangsungan hidup
musuh alami serangga. Selain itu penggunaan insektisida dapat menimbulkan
masalah resistensi maupun resurgensi terhadap ulat grayak maupun hama lainnya
(Endo et al. 1988) dan mengakibatkan munculnya hama-hama yang sudah lama
menghilang sebagaimana dengan munculnya hama baru (Armes et al., 1995).
Oleh karena itu digunakan cara pengendalian alternatif yaitu dengan pemanfaatan
patogen serangga.
Patogen yang dapat digunakan sebagai bioinsektisida untuk pengendalian
ulat grayak yaitu Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus (SlNPV).
SlNPV
berpotensi untuk dikembangkan sebagai agens hayati karena memiliki sifat
menguntungkan yaitu (a) mempunyai daya bunuh spesifik, (b) tidak berdampak
5
negatif terhadap serangga bukan sasaran seperti parasitoid dan predator, (c) tidak
mencemari lingkungan hidup dan persisten di alam, (d) efektif juga terhadap
serangga yang telah resisten terhadap insektisida kimiawi dan (e) kompatibel
dengan komponen pengendalian hama yang lain termasuk insektisida kimia
(Bedjo 2005).
Struktur dan Morfologi NPV
Nucleopolyhedrovirus (NPV) termasuk dalam family Baculoviridae. NPV
merupakan patogen yang berpotensi sebagai agensia hayati dalam mengendalikan
sejumlah arthropoda. Dari beberapa genera yang menyerang arthropoda, NPV
merupakan genus terpenting karena sekitar 40% jenis virus yang dikenal
menyerang serangga termasuk dalam genus ini. NPV pada umumnya menyerang
ordo Lepidoptera (86%), Hymenoptera (7%) dan Diptera (3%). Selain itu virus
juga telah diketahui menyerang ordo Coleoptera, Trichoptera dan Neuroptera.
Umumnya NPV menginfeksi stadia larva Lepidoptera, dan sedikit sekali laporan
yang menyebutkan bahwa NPV dapat menginfeksi pupa dan imago. Sebagian
besar NPV bersifat spesifik inang sehingga penamaan NPV disesuaikan dengan
nama inang dimana pertama kali diisolasi dan diidentifikasi (CAB 2000).
Nucleopolyhedrovirus bereplikasi didalam inti sel serangga inang. Agar
NPV dapat menginfeksi sel serangga inang maka polihedra harus tertelan bersama
pakan yang dikonsumsinya. NPV berbentuk batang dan terdapat di dalam badan
oklusi yang disebut polihedra. Polihedra berbentuk kristal bersegi banyak dan
terdapat di dalam inti sel yang rentan, seperti hemolimfa, badan lemak,
hipodermis, dan matriks trakea. Polihedra berukuran 0,5-15 µm dan mengandung
partikel virus yang disebut virion (Tanada dan Kaya, 1993). Virion berbentuk
batang, berukuran 40-70 nm X 250-400 nm, dan berisi nukleokapsid yang
mengandung molekul deoxy-ribonucleic acid (DNA) (Smits 1967). Virion yang
mengandung satu nucleokapsid disebut single-enveloped NPV, sedangkan yang
mengandung beberapa nukleokapsid disebut multiple-enveloped NPV tergantung
jenis NPV (Maddox 1982). Morfologi polihedra dan virion dapat dilihat di bawah
mikroskop elektron dengan pengecatan negatif atau dengan teknik irisan jaringan
yang terinfeksi NPV.
6
Proses dan Gejala Infeksi
Nucleopolyhedrovirus biasanya ditemukan pada permukaan tanaman dan
tanah. Saat termakan oleh ulat dan masuk ke dalam saluran pencernaan yang
memiliki pH tinggi (>10), polihedra akan pecah melepaskan virion infektif.
Virion yang terlepas dari matrik protein menembus dinding saluran pencernaan
untuk masuk ke rongga tubuh dan memulai infeksi ke dalam sel – sel saluran
pencernaan ulat yang rentan. Untai DNA bereplikasi didalam inti sel (Dirjenbun,
2010).
Dalam waktu 1-2 hari setelah polihedra tertelan, hemolimfa yang semula
jernih berubah menjadi keruh.
Ulat tampak berminyak, disertai membran
integumen yang membengkak dan warna tubuh menjadi pucat-kemerahan,
terutama pada bagian perut kemudian akan menghitam. Kemampuan makan ulat
menurun, sehingga pertumbuhannya lambat. Ulat cenderung merayap ke pucuk
tanaman kemudian mati menggantung dengan posisi terbalik dengan tungkai
semu pada pucuk tanaman. Hoffmann & Frodsham (1993) mengatakan bahwa
penyakit yang diakibatkan oleh infeksi NPV sering disebut penyakit layu ulat
(caterpillar wilt) atau penyakit ulat ujung pohon (tree top). Integumen ulat yang
mati mengalami lisis dan disintegrasi, sehingga sangat rapuh. Apabila integumen
robek, dari dalam tubuh ulat keluar cairan hemolimfa berwarna putih-kecoklatan
yang mengandung polihedra.
Ulat muda (instar I-III) mati dalam 2 hari,
sedangkan ulat tua (instar IV-VI) dalam 4-9 hari setelah polihedra tertelan
(lgnoffo dan Couch, 1981). Sebelum mati, ulat masih dapat merusak tanaman,
namun kerusakan yang diakibatkan ulat yang sudah terinfeksi sangat rendah,
karena terjadi penurunan kemampuan makan dari ulat grayak yang mencapai
84%. Infeksi juga dapat terjadi pada larva instar awal akibat kontaminasi pada
telur.
Hal ini tejadi karena larva yang keluar akan memakan korion untuk
membuat lubang. Apabila korion mengandung NPV, virus ini masuk kedalam
tubuh larva dan menginfeksi organ tubuhnya maka kematian akan terjadi 1-2 hari
kemudian (Narayanan 2004).
7
Kelemahan Pemanfaatan SlNPV Untuk Pengendalian Spodoptera litura
Beberapa keunggulan penggunaan NPV untuk mengendalikan hama
tanaman dibandingkan dengan insektisida kimia antara lain efektif mengendalikan
hama sasaran, spesifik inang sehingga tidak berdampak negatif terhadap
kelangsungan hidup musuh alami dan serangga berguna lainnya serta
dihasilkannya inokulum yang dapat mengendalikan populasi hama selanjutnya
(Lacey et al. 2001).
Dalam pemanfaatannya, bioinsektisida SlNPV mempunyai beberapa
kelemahan.
Hal ini merupakan tantangan yang harus dapat diatasi sehingga
keefektifannya dapat dipertahankan. Beberapa kelemahan pada saat diaplikasikan
di lapangan antara lain SlNPV peka terhadap pengaruh sinar matahari terutama
sinar ultraviolet; kecepatan dalam mematikan inang relatif rendah yaitu 3-9 hari
sehingga selama waktu tersebut larva yang telah terinfeksi masih bisa
menimbulkan kerusakan walaupun intensitasnya menurun; SlNPV kurang efektif
terhadap larva yang berukuran besar; dan penggunaan SlNPV ini memerlukan
ketepatan waktu aplikasi yaitu pada waktu pagi (06.00-08.00) maupun sore hari
(16.00 – 18.00) (Bedjo, 2005).
Menurut Granados dan Federici (1986) Salah satu kelemahan utama dalam
penggunaan mikroorganisme sebagai insektisida adalah ketidakaktifan mereka
setelah terpapar sinar matahari langsung terutama sinar ultraviolet.
Dengan
panjang gelombang 280 - 320 nm, UV B merupakan penyebab utama
ketidakaktifan mikroba (Jacques 1977; Jones dan McKinley 1986 dalam
McIntosh AH et al, 2004). Ultraviolet A (320-400 nm) dapat juga berkontribusi
terhadap penurunan keefektifan Baculovirus (Shapiro dan Domek 2002 dalam
McIntosh et al. 2004) dan UV C (250-280 nm) lebih merusak DNA. Spodoptera
litura Nucleopolyhedrovirus, yang sangat patogenik untuk larva S. litura mulai
kehilangan keefektifannya setelah 12 jam paparan sinar matahari langsung (Sajap
et al. 2007).
Seperti yang diungkapkan oleh Young (2003) dalam Bedjo (2005) bahwa
NPV tidak tahan terhadap radiasi sinar ultraviolet maka berbagai upaya telah
dilakukan. Upaya yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kinerja NPV di
lapangan yaitu dengan manambahkan bahan perekat, perangsang makan, pemicu
8
kinerja dan mencampur dengan bahan tambahan (adjuvant) yang dapat
melindungi NPV terhadap sinar ultraviolet (CAB 2000).
Beberapa bahan yang telah diuji untuk mempertahankan persistensi NPV
terhadap paparan sinar ultraviolet antara lain penambahan pencerah flourescen
pada Lymantria dispar NPV(dougherty et.al 1996), dan pada S. exigua NPV (Lasa
et al. 2007), penambahan adjuvan pada H. armigera NPV (HaNPV) (Mehrvar et
al. 2008), penambahan ekstrak teh hijau pada S. exigua NPV (SeNPV) (Shapiro et
al 2008) dan penambahan Titanium dioksida (TiO 2 ) pada Helicoverpa zea
nucleopolyhedrovirus (HzNPV) (Farrar et.al 2004).
Farrar et al. (2004)
menyatakan bahwa Titanium dioksida dapat memantulkan cahaya UV dan dapat
meningkatkan persistensi polihedra Helicoverpa zea Nucleopolyhedrovirus
(HzNPV) dilapangan.
Selain itu, pendekatan yang telah digunakan dengan
harapan penurunan keefektifan oleh UV B adalah penambahan UV protektan,
seperti pewarna dan optik brighteners untuk formulasi (Shapiro dan Vaughn 1995
dalam McIntosh AH et al. 2004). Sel-sel serangga dapat melindungi virus dari
ketidakaktifan oleh UV B (Grasela et al. 2002 dalam McIntosh et al. 2004).
Bahan pelindung alami juga diujicobakan untuk melindungi NPV dari
paparan UV seperti Tinopal, gula sederhana, minyak kelapa, riboflavin (Sajap et
al. 2008), polyvinil, tween 80, kaolin, tetes tebu, dan sukrosa (Bedjo 2005). Gula,
seperti sukrosa, fruktosa dan sorbitol, juga dapat meningkatkan keefektifan NPV
(Ballard et al. 2000).
Bahan Kimia Pelindung Radiasi Ultraviolet
Radiasi UV adalah bagian dari spektrum elektromagnetik (cahaya) yang
mencapai bumi dari matahari. Radiasi ini memiliki panjang gelombang yang
lebih pendek daripada cahaya tampak, sehingga tak terlihat dengan mata
telanjang. Panjang gelombang ini diklasifikasikan sebagai UVA, UVB, dan UVC.
Ultraviolet A terpanjang dari ketiga jenis UV, di 320-400 nm. UVA dibagi
menjadi dua rentang panjang gelombang, UVA, yang mengukur 340-400 nm dan
UVA II membentang dari 320-400 nm. UVB berkisar antara 290 dan 320 nm.
Dengan sinar yang lebih pendek, UVC diserap oleh lapisan ozon dan tidak
mencapai bumi (Epstein dan Wang 2011).
9
Tabir surya merupakan penghalang antara kulit dan matahari, dapat berupa
fisik, kimia atau keduanya. Tabir surya terbuat dari bahan kimia yang dapat
menyerap panjang gelombang spesifik dari spektrum matahari. Pelindung fisik
seperti seng oksida, mencerminkan sinar UVA, sedangkan pelindung kimia yang
paling menyerap sinar UVB menggunakan blok Ming Oktil Metoksisinamat,
Parsol 1789, Octisalate, dan Titanium dioksida. Ada beberapa agen kimia yang
menyerap sinar UVA, seperti Parsol 1789; namun, tidak mampu untuk memblokir
semua dari sinar UVA.
Oktil metoksisinamat merupakan senyawa sinamat dari kelompok bahan
kimia minyak larut, menyerap cahaya dengan panjang gelombang dari 290 nm –
320 nm, dalam kisaran UVB. Bahan ini tidak melindungi dari UVA. Ketika
terkena sinar matahari metoksisinamat oktil diubah menjadi bentuk yang kurang
menyerap UV (dari E metoksisinamat-oktil--p-Z menjadi oktil-p-metoksisinamat).
Konversi ini dapat dicegah dengan beberapa UV blocker tertentu lainnya,
terutama bemotrizinol (Tinosorb M).
Etilheksil metoksisinamat adalah cairan bening yang tidak larut dalam air.
Etilheksil metoksisinamat digunakan dalam formulasi berbagai jenis produk
termasuk tabir surya dan produk make up yang mengandung bahan-bahan untuk
melindungi kulit dari matahari. Di Amerika Serikat, produk ini diatur sebagai
obat bebas (Over-the-Counter).
Administrasi Obat dan Makanan (FDA)
melakukan peninjauan OTC Etilheksil metoksisinamat menyetujui penggunaan
bahan ini sebagai bahan aktif dalam produk tabir surya sampai dengan konsentrasi
7,5%. Di Kanada, Etilheksil metoksisinamat diijinkan dalam produk tabir surya
pada konsentrasi hingga 8,5%.
Menurut petunjuk Kosmetika Uni Eropa, Etilheksil metoksisinamat dapat
digunakan pada konsentrasi maksimum 10% pada produk tabir surya. Etilheksil
metoksisinamat atau Octinoxate digunakan dalam produk yang diterapkan pada
kulit untuk menyerap, mencerminkan atau menyebarkan sinar UV. Bahan ini
berfungsi untuk melindungi kulit dari sinar matahari serta efek merusak lainnya
dari cahaya matahari. Etilheksil metoksisinamat juga melindungi kosmetik dan
produk perawatan pribadi dari kerusakan yang disebabkan oleh sinar UV.
Benzofenon adalah kelompok keton aromatik, yang semuanya mengandung
10
unsur difenilketon struktural, meningkatkan kelarutan keton dan mengubah
kemampuannya untuk menyerap sinar ultraviolet. Bahan ini digunakan sebagai
photostabilizers produk kosmetik dan perawatan pribadi serta memiliki efek
photoprotektif pada kulit bila digunakan dalam produk sunblock.
Benzofenon terdiri dari beberapa jenis antara lain Benzophenone-1,
Benzofenon-3, Benzofenon-4, Benzofenon-5, Benzofenon-9 dan Benzofenon-11
yang berfungsi melindungi kosmetik dan produk perawatan pribadi dari kerusakan
dengan menyerap, mencerminkan, atau memantulkan sinar UV. Benzofenon-3,
terdaftar sebagai oksibenzon. Sebagai bagian dari produk sunblock, Benzofenon3 melindungi kulit dari efek berbahaya dari matahari. Tereksposnya kulit yang
tidak dilindungi (terutama dalam kisaran UV-B) dapat mengakibatkan kulit
terbakar dan dapat mempercepat penuaan dini pada kulit bahkan dapat
menyebabkan kanker kulit. Oksibenzon dapat digunakan pada konsentrasi hingga
10%.
Titanium dioksida memiliki rumus TiO 2 .
Bahan ini digunakan dalam
berbagai kosmetik dan produk perawatan pribadi yaitu makeup, sabun mandi, dan
juga terdapat dalam produk-produk sunblock.
Titanium dioksida merupakan
bahan yang berasal dari mineral. Karena senyawa ini yang berasal dari tubuh
bumi, kemungkinan mengandung sejumlah kecil logam berat. Tingkat logam
berat dalam Titanium dioksida diatur oleh FDA (The Food and Drug
Administration) dalam jumlah kecil dalam produk kosmetik atau perawatan
sehingga tidak mengganggu kesehatan manusia.
Titanium dioksida bekerja
sebagai pelindung sinar matahari dengan memantulkan radiasi UV. Produk ini
mengurangi sengatan sinar matahari, penuaan kulit serta mengurangi risiko untuk
kanker kulit.
Titanium dioksida terdaftar sebagai CI 77891 dalam kosmetik
direktif Uni Eropa dan dapat digunakan tanpa batasan sebagai bahan pewarna
ketika kemurnian persyaratan terpenuhi. FDA juga telah menyetujui penggunaan
Titanium dioksida untuk digunakan dalam sunblock pada konsentrasi hingga 25%.