BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Insektisida2.1.1. DefinisiInsektisida berasal dari bahasa latin insectum yang mempunyai arti potongan, keratin, atau segmen tubuh, seperti kita lihat pada bagian tubuh serangga (Soemirat, 2003). Insektisida adalah bahan yang mengandung senyawa kimia beracun yang bisa mematikan semua jenis serangga. Serangga adalah binatang yang 26% spesiesnya merugikan manusia karena herbivore atau fitofak, sedang sebagian lainnya merugikan manusia karena menyebarkan penyait pada manusia dan binatang ternak. Walau demikian ada pula serangga yang sangat penting misalnya serangga penyerbuk (polinerator), pengurai (decomposer), predator dan parasitoid pada serangga lain, penghasil bahan berguna (lebah madu), dan sebagainya. Ukurannya sangat beragam. Ada yang besarnya kurang dari 0,25 mm, tetapi ada juga yang bisa mencapai 25 cm. secara umum tubuh serangga terdiri atas kepala, dada, dan perut. Pada dadanya ini terdapat 6 ruas kaki yang dapat bergerak. Serangga menyerang tanaman atau ternak untuk memperoleh makanan dengan berbagai cara, sesuai tipe mulutnya (menggigit dan mengunyah, menusuk dan menghisap, menghisap, mengunyah dan menjilat, memarut dan menghisap). Salah satu kesulitan pengendalian seragga adalah sifat serangga yang mudah menyesuaikan diri dengan keadaan sekitarnya. Sebagai contoh, walaupun tanaman kesukaannya tidak ada, serangga masih tetap bertahan hidup dengan memakan jenis tanaman apa saja yang ada. Serangga juga tidak hanya menyerang tanaman di lahan pertanian, tapi ada beberapa jenisnya yang menjadi hama gudang (Wudianto, 1997).

2.2.2. Sumber, Jenis, dan KarakteristikTidak secara pasti kapan insektisida mulai digunakan orang, yang pasti bahwa bahan yang tergolong insektisida (dalam arti fungsinya) yang digunakan pertama kali oleh manusia primitive adalah lumpur dan debu. Kedua bahan ini digunakan dengan cara membalurkannya ke seluruh bagian tubuh sebagai pencegah gigitan serangga. Catatan yang paling awal mengenai insektisida adalah penggunaan sulfur sebagai fumigant. Pada tahun 1944, suplai insektisida masih sangat terbatas pada beberapa jenis saja seperti senyawa arsen, minyak petrol, nikotin, piretrum, rotenon, sulfur, gas hydrogen sianida, dan kriolit. Baru setelah Perang Dunia II dimulailah era zaman pestisida dengan penemuan-penemuan senyawa kimia dengan konsep baru, yakni dibuatnya senyawa-senyawa insektisida organic sintesis. Yang pertama kali dibuat secara komersil adalah DDT (Sastroutomo, 1992).Senyawa-senyawa insektisida terdiri dari beberapa golongan berdasarkan susunan rumus bangunnya. Berikut diuraikan beberapa golongan besarnya.a) OrganochlorinesOrganochlorin adalah senyawa pestisida yang mengandung atom karbon (karena itu disebut organo), khlor dan hydrogen, dan terkadag oksigen, dengan formula umum CxHyClz. Golongan ini dibagi menjadi 3 subgolongan yang utama, yaitu DDT, BHC, dan siklodien. Senyawa DDT dan BHC (benzen heksakhlorida) merupakan senyawa organochlorin yang pertama kali diketahui mempunyai sifat sebagai racun serangga. Senyawa organochlorin memberikan pengaruh terhadap sistem syaraf yang lokasinya berbeda-beda tergantung dari jenis senyawanya. DDT memberi pengaruh terhadap sistem syaraf periferal, sedangkan BHC dan aldrin menyerang bagian syaraf pusat.b) OrganophosphatesGolongan ini sering disebut organic phosphates. Phosphorus insecticides, phosphates, phosphate insecticides, dan phosphorus esters atau phosphoric acid esters. Mereka itu adalah derivate dari phosphoric acid dan biasanya sangat toksik untuk hewan bertulang belakang. Golongan organophosphates struktur kimianya dan cara kerjanya berhubungan erat dengan gas syaraf. Organophosphates selain toksik terhadap tulang bertulang belakang ternyata tidak stabil dan non persisten, sehingga golongan ini dapat menggantikan organochlorines, khususnya untuk menggantikan DDT. c) CarbamatesInsektisida golongan karbamat sangat banyak digunakan seperti juga insektisida lainnya dari golongan organofosfat. Sifat-sifat dari senyawa ini tidak banyak berbeda dengan senyawa organofosfat baik dari segi aktivitas maupun daya racunnya, yaitu menghambat enzim cholinesterase. Kedua golongan ini juga mempunyai residu yang tidak dapat bertahan lama di alam. Senyawa karbamat merrupakan turunan dari asam karbamik HO-CO-NH2.d) PiretroidBerasal dari piretrum diperoleh dari bunga Chrysanthemum cinerariaefolium. Insektisida tanaman lain adalah nikotin yang sangat toksik secara akut dan bekerja pada susunan saraf. Piretrum mempunyai toksisitas rendah pada manusia tetapi menimbulkan alergi pada orang yang peka. Selain golongan-golongan di atas, terdapat pula golongan insektisida lainnya, diantaranya: Dinitrophenols, Thiocyanates, Organotins, Botanicals, Synthetic Pyrethroids, Siergists atau Activators, Inorganics, Fumigants, Microbials, Insect Growth Regulators (zat pengatur tumbuh serangga), Insect Repellents (zat penolak serangga). Dalam Sudarmo (1997) disebutkan untuk membunuh jasad sasaran atauserangga hama, insektisida bekerja dengan cara-cara berikut.1. FisisBahan insektisida memblokade proses metabolisme, bukan dengan reaksi biokemis atau neurologis, melainkan secara mekanis. Sebagai contoh minyak yang digunakan untuk membunuh larva atau jentik nyamuk, maka minyak tersebut akan memblokade penutupan pernafasan atau insang. Juga penggunaan boric acid, silica gel dan aerosilica del dapat membunuh serangga karena proses dehidrasi yaitu penyerapan air dari tubuh serangga. Sehingga serangga akan kehilangan kandungan air, selanjutnya mengering dan mati.2. Merusak enzimMercuri dan garam-garamnya, semua asam kuat dan beberapa logam berat termasuk cadmium dan timah hitam akan berpengaruh merusak semua enzim dalam sistem kehidupan serangga.3. Merusak sarafJenis insektisida yang merusak syaraf adalah methyl bromide, ethylene dibromide, hydrogen cyanide dan chloropicrin. Golongan organochlorine atau chlorinated dan pyretroids bersifat mempengaruhi akson suatu sel syaraf atau neuron yang berfingsi dalam transmisi impuls syaraf dari badan sel satu ke badan sel yang lain.4. Menghambat metabolismeInsektisida yang menghambat transport elektron mitokondria, contohnya rotenone, HCN, dinetrophenols, dan organotins. Sedangkan golongan lain yang menghambat metabolism namun dengan cara yang berbeda adalah komponen fluorine dan arsenical.5. Meracun ototInsektisida yang meracun otot yaitu karena berhubungan langsung terhadap jaringan otot adalah ryania yang mengandung semua alkaloid dan ryanodine. Kemudian sabadilla yang mengandung alkaloid, cevadine, dan veratridine.

6. Insektisida yang menghambat produksi energiDibandingkan dengan insetisida yang bekerja mengganggu racun saraf, insektisida golongan ini dapat dikatakan sangat sedikit. Namun demikian tidak menutup kemungkinan akan berkembang pada masa datang. Insektisida jenis ini yang telah beredar di Indonesia adalah dengan merek dagang AmdroMekanisme kerja insektisida ini mengganggu proses respirasi, suatu proses yang menghasilkan energi untuk proses metabolisme. Respirasi adalah suatu proses pemecahan gula atau senyawa lain yang menghasilkan energi. Energi ini digunakan untuk proses pertumbuhan. Proses respirasi adalah proses yang kompleks, yang melibatkan banyak reaksi yang memerlukan enzim. Gangguan-gangguan dalam setiap tahap reaksi ini akan menggaggu perolehan energi yang diperlukan yang akhirnya menghambat pertumbuhan dan jasad akan mati di atas kakinya sendiri karena kehabisan tenaga untuk tumbuh dan berkembang.7. Insektisida yang mempengaruhi pertumbuhan serangga hama Insect Growth Regulator (IGR) Insektisida ini dibagi menjadi dua yaitu yang mempengaruhi sistem endokrin dan yang menghambat sintesis kitin. Pertumbuhan serangga pada fase muda (larva), dikendalikan oleh hormon juvenile (juvenile hormon) yang diproduksi di otak. Hormon juvenil mengatur kapan fase larva berakhir kemudian dilanjutkan dengan molting kemudian menjadi dewasa. Insektisida berbahan aktin hydroprene, methoprene, pyriproxypen dan fenoxycarb bekerja menyerupai hormon juvenil, menyebabkan larva terganggu pertumbuhannya, tetap dalam fase muda, tidak dapat bekepompong dan akhirnya mati.Insektisida yang menghambat pembentukan kitin adalah dari golongan benzoylurea seperti lufenuron (Program), diflubenzuron (Dimilin), teflubenzuron (Nomolt) dan hexaflumuron (Sentricon). Kitin adalah komponen utama eksoskeleton serangga. Tergangguna proses pembentukan kitin larva tidak dapat melanjutkan pertumbuhannya secara normal dan akhirnya mati.8. Insektisida yang mempengaruhi keseimbangan air tubuhTubuh serangga dilapisi oleh zat lilin/minyak untuk mencegah hilangnya air dari tubuhnya. Diatom, silica aerogels dan asam borat adalah bahan yang dapat menyerap lilin/lemak, sehingga lapisan lilin akan hilang, serangga akan banyak kehilangan air dan mengalami desikasi dan akhirnya mati.9. Insektisida yang merusak jaringan pencernaan seranggaInsektisida golongan ini adalah yang berbahan aktif mikroorganisme Baccilus thuringiensis (Bti). Bti membentuk endotoksin yang bila masuk ke dalam pencernaan serangga (larva dari golongan lepidoptera) yang bersifat asam akan terlarut dan merusak sel-sel jaringan pencernaan dan menyebabkan kematian.

Tabel 2.1. Klasifikasi dan deskripsi insektisida berdasarkan mode of action menurut IRAC (Hudayya dan Jayanti, 2012) Kode Golongan Sasaran Cara Kerja Deskripsi

1 1 A (Karbamat) 1 B (Organofosfat) Saraf dan otot Menghambat asetilkolin Menghambat AChE (acetylcholinesterase), menyebabkan hyperexcitation. AChE adalah enzim yang mengakhiri aksi rangsang neurotransmiter asetilkolin pada sinapsis saraf.

2 2 A (Siklodine organoklorin) 2 B (Phenilpyrazoles) Saraf dan otot Antagonis GABA (gamma-aminobutyric acid) pada sistem saraf Memblokir saluran klorida aktivasi GABA menyebabkan hyperexcitation dan kejang-kejang. GABA adalah neurotransmiter inhibisi utama pada serangga.

3 3 A (Pirethroid dan Pirethrin) 3 B (DDT dan Metoksiklor) Saraf dan otot Mengganggu aliran Na+ dalam sel saraf Menyebabkan saluran natrium selalu terbuka, sehingga pada beberapa kasus menyebabkan hyperexcitation saraf. Saluran natrium terlibat dalam penyebaran info potensial di sepanjang akson saraf.

4 4 A (Neonikotinoid) 4 B (Nikotin) Saraf dan otot Menyerang sistem syarat (spesifik pada nAChR) Meniru tindakan agonis asetilkolin di nAChRs, menyebabkan hyperexcitation. Asetilkolin adalah neurotransmitter utama dalam sistem saraf serangga pusat.

5 Spinosin Saraf dan otot Menyerang sistem saraf (neurotransmiter) Allosterically mengaktifkan nAChRs, menyebabkan hyperexcitation dari sistem saraf.

6 Avermektin dan Milbemysin Saraf dan otot Menghambat fungsi GABA pada saluran utama klorida Allosterically mengaktifkan saluran utama klorida glutamat (GluCls), menyebabkan kelumpuhan. Glutamat adalah inhibitory neurotransmiter penting dalam serangga.

7 7 A (ZPT) 7 B (Fenoksikarb) 7 C (Piriproksifen) Pertumbuhan dan perkembangan Memanipulasi dengan meniru hormon juvenile Diterapkan di pra-metamorfik instar. Senyawa ini mengganggu dan mencegah metamorfosis.

8 8 A (Alkil halides) 8 B (Kloropikrin) 8 C (Sulfuril fluoride) 8 D (Boraks) 8 E (Tartar emetic) Belum diketahui Menghambat pembentukan sel Menghambat pembentukan sel, hanya mekanismenya belum diketahui.

9 9 B (Pimetrozine) 9 C (Flonicamid) Saraf dan otot Merusak proses pencernaan pada ordo Homoptera Menyebabkan penghambatan makan, selektif pada kutuputih dan kutudaun

10 10 A (Klofentezin, Heksitiazok, Diflovidazin) 10 B (Etoksazole) Pertumbuhan dan perkembangan Menghambat pertumbuhan tungau Menghambat pertumbuhan tungau

11 Bacillus thuringiensis atau Bacillus sphaericus Saluran pencernaan Mikroba perusak membran pada saluran pencernaan bagian tengah (midgut) serangga Racun protein yang mengikat pada reseptor pada membran saluran pencernaan tengah dan mendorong pembentukan pori-pori, mengakibatkan ketidakseimbangan ion dan septicaemia

12 12 A (Diafentiuron) 12 B (Organotin miticides) 12 C (Propargite) 12 D (Tetradifon) Respirasi Menghambat sintesis ATP Menghambat enzim yang mensintesis ATP pada mitokondria

13 Klorfenaphyr, DNOC, Sulfuramid Respirasi Menghambat fosforilasi oksidatif untuk pembentukan energi Gangguan pada gradien proton, sirkuit gradien proton (protonophores) yang pendek pada mitokondria sehingga ATP tidak dapat disintesis.

14 Nereistoksin analog Saraf dan otot Memblok salura pada nAChR Memblokir saluran ion nAChR, sehingga blok sistem saraf dan kelumpuhan. Asetilkolin adalah excitatory neurotransmitter utama dalam sistem saraf serangga pusat.

15 Benzoilurea Pertumbuhan dan perkembangan Menghambat biosintesis kitin Menghambat biosintesis kitin

16 Buprofezin Pertumbuhan dan perkembangan Menghambat biosintesis kitin Menghambat biosintesis kitin pada beberapa serangga khususnya kutuputih

17 Cyromazine Pertumbuhan dan perkembangan Mengganggu proses moulting (pergantian kulit) Merontokkan kutikula saat proses pergantian kulit serangga

18 Diasilhidrazine Pertumbuhan dan perkembangan Mengaktivasi hormone ecydsone Meniru hormon ganti kulit (ecdysone)menginduksi kutikula serangga dewasa agar rontok sebelum waktunya

19 Amitraz Saraf dan otot Agonist reseptor oktopamin Mengaktifkan reseptor oktopamin, mengarah ke hyperexcitation. Oktopamin adalah hormon pada serangga yang menyerupai adrenalin, seperti neurohormon untuk pertahanan diri atau untuk terbang.

21 21 A (METI akarisida dan Insektisida) 21 B (Rotenon) Respirasi Menghambat transpor elektron pada mitokondria (tipe I) Menghambat transpor elektron pada mitokondria sehingga mencegah pemanfaatan energi oleh sel.

22 22 A (Indoksakarb) 22 B (Metaflumizon) Saraf dan otot Memblokir saluran natrium (Na+) Memblokir saluran natrium, menyebabkan pemadaman sistem saraf dan kelumpuhan. Saluran natrium yang terlibat dalam penyebaran potensial aksi di sepanjang akson saraf.

23 Asam Tetronik dan Asam Tetramik Pertumbuhan dan perkembangan Menghambat asetil koenzim A karboksilase Menghambat kerja asetil koenzim A karboksilase untuk mensintesis lipid yang merupakan langkah pertama dalam biosintesis lipid, sehingga menyebabkan kematian serangga.

24 24 A (Phosfine) 24 B (Sianida) Respirasi Menghambat transport elektron pada mitokondria (tipe IV) Menghambat transpor elektron pada mitokondria sehingga mencegah pemanfaatan energi oleh sel.

25 Turunan Beta- Ketonitril Respirasi Menghambat transpor elektron pada mitokondria (tipe II) Menghambat transpor elektron pada mitokondria sehingga mencegah pemanfaatan energi oleh sel.

28 Diamida Saraf dan otot Mengaktifkan reseptor rianodin Aktifnya otot reseptor rianodin, menyebabkan kontraksi dan kelumpuhan. Reseptor rianodin berperan melepaskan kalsium ke dalam sitoplasma dari sel intraseluler.

DAFTAR PUSTAKA

Hudayya, A., dan Jayanti, A. 2012. Pengelompokkan Pestisida berdasarkan Cara Kerja ( Mode of Action ). Bandung. Penerbit Yayasan Bina Tani Sejahtera.

IRAC, 2011. IRAC MoA Classification Scheme. Diakses di http://www.irac-online.org/mode-of-action/updated-irac-moa-classification-v7-1-now-published/ [28 April 2015]

Sastroutomo, Soetikno S. 1992. Pestisida: Dasa-dasar dan Dampak Penggunaannya. Bandung: PT. Gramedia Pustaka Utama.

Soemirat, Juli. 2003. Toksikologi Lingkungan. Bandung: Gajah Mada University Press.

Sudarmo, Subiyakto. 1991. Pestisida. Yogyakarta: Penerbit Kanisius (Anggota IKAPI).

Wudianto, Rini. 1997. Petunjuk Penggunaan Pestisida. Jakarta: Penebar Swadaya.