Pengendalian Hama Ramah Lingkungan: Potensi dan Uji Efikasi Bacillus thuringiensis sebagai Insektisida.

Penggunaan pestisida kimia secara besar-besaran sejak diperkenalkannya DDT pada tahun 1940-an telah membawa dampak signifikan dalam dunia pertanian dan kesehatan masyarakat. DDT dan insektisida sintetis lainnya terbukti efektif dalam melindungi tanaman dari hama dan mengendalikan vektor penyakit pada manusia. Namun, penggunaan yang tidak terkendali dalam jangka waktu panjang memunculkan masalah serius seperti pencemaran lingkungan, kerusakan populasi serangga bermanfaat, serta munculnya resistensi hama terhadap bahan kimia tersebut.

Kesadaran akan dampak negatif ini memicu peralihan menuju metode pengendalian hama yang lebih ramah lingkungan. Salah satu pendekatan yang berkembang adalah penggunaan insektisida berbasis mikroba, terutama Bacillus thuringiensis (Bt), yang merupakan bakteri Gram-positif penghasil protein insektisida. Bt dan mikroorganisme entomopatogenik lainnya, seperti bakteri, virus, dan nematoda patogen serangga, menawarkan solusi yang lebih aman bagi lingkungan dan kesehatan manusia. Mereka efektif dalam mengendalikan hama spesifik tanpa merusak ekosistem secara luas.

Namun, sebelum digunakan secara luas, insektisida berbasis mikroba, termasuk Bt, perlu melalui uji efikasi yang ketat. Uji efikasi ini penting untuk memastikan bahwa insektisida tersebut benar-benar efektif dalam mengendalikan hama sasaran, tanpa mempengaruhi organisme non-target. Proses pengujian ini juga memastikan bahwa mikroba yang digunakan dapat diproduksi secara massal dan tetap stabil dalam formulasi komersial. Dengan demikian, insektisida berbasis mikroba tidak hanya ramah lingkungan, tetapi juga dapat diandalkan untuk pengendalian hama yang berkelanjutan.

Apa itu Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis (Bt) adalah bakteri Gram-positif yang membentuk spora dan menghasilkan beberapa jenis protein insektisida yang efektif terhadap berbagai hama serangga. Selama beberapa dekade, Bt telah terbukti aman dan potensial sebagai agen pengendali hama biologis.

Protein insektisida yang dihasilkan oleh Bt meliputi protein kristal yang dikenal sebagai delta-endotoksin (seperti toksin Cry dan Cyt) serta protein insektisida vegetatif (Vip) seperti Vip1, Vip2, dan Vip3. Toksin Vip1 dan Vip2 terutama aktif melawan serangga ordo Coleoptera, sedangkan Vip3 efektif melawan serangga ordo Lepidoptera.

Toksin yang dihasilkan oleh Bacillus thuringiensis (Bt) bekerja dengan cara menyebabkan lisis pada sel epitel usus tengah serangga, terutama pada Lepidoptera. Setelah toksin tertelan, dalam 5 menit pertama terjadi peningkatan penyerapan glukosa di sel usus, diikuti dengan perubahan histopatologi. Usus tengah menjadi lumpuh, sel kolumnar mulai membengkak, dan mikrovili menggelembung. Sel goblet juga mengalami perubahan, meski lebih lambat. Dalam 30 menit, aktivitas ion kalium di sel usus meningkat, menyebabkan penurunan kadar kalium dalam darah, serta penurunan leucine dan glukosa, yang akhirnya memicu kerusakan metabolik pada sel-sel usus. Sel-sel tersebut mulai mengalami lisis dan terlepas dari membran dasar. Kelumpuhan umum terjadi dalam 1 hingga 7 jam, dan dalam 1 hingga 3 hari, serangga mati akibat kelaparan.

Keunggulan Penggunaan Bacillus thuringiensis sebagai Pestisida.

Penggunaan Bacillus thuringiensis (Bt) sebagai pestisida memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan pestisida kimia. Pertama, Bt merupakan bioinsektisida yang ramah lingkungan karena bekerja secara spesifik pada hama serangga target tanpa merusak organisme lain, termasuk serangga penyerbuk, predator alami, dan hewan non-target. Hal ini berbeda dengan pestisida kimia yang sering membunuh serangga bermanfaat dan mencemari lingkungan. Kedua, Bt memiliki risiko yang lebih rendah terhadap kesehatan manusia dan hewan karena toksinnya hanya aktif pada serangga tertentu, sehingga aman digunakan pada tanaman pangan. Ketiga, penggunaan Bt dapat membantu mengurangi resistensi hama terhadap pestisida, karena protein yang dihasilkannya memiliki mekanisme kerja yang unik dan beragam. Selain itu, Bt dapat diproduksi secara massal dan diaplikasikan dalam bentuk semprotan atau dimasukkan ke dalam tanaman transgenik, seperti jagung dan kapas, yang membuatnya efektif untuk pengendalian jangka panjang. Dengan demikian, Bt menawarkan solusi pengendalian hama yang lebih berkelanjutan dan aman dibandingkan pestisida kimia.

Penggunaan Bacillus thuringiensis (Bt) sebagai pestisida tidak hanya memberikan keuntungan dalam hal ramah lingkungan dan keamanan, tetapi juga efisiensi kerja yang tinggi. Ketika diaplikasikan sebagai insektisida, partikel Bt yang tidak mengenai target serangga dan jatuh ke tanah dapat terdegradasi dan berperan sebagai pupuk berbasis pestisida. Proses ini membantu memperkaya tanah dengan bahan organik sambil tetap mempertahankan sifat pengendalian hama, menciptakan siklus yang bermanfaat bagi kesehatan tanah dan tanaman. Selain itu, Bt bekerja secara efektif dengan menyerang sistem pencernaan serangga target tanpa mempengaruhi organisme non-target, sehingga penggunaannya lebih hemat dan tepat sasaran dibandingkan dengan pestisida kimia. Efisiensi ini juga memperpanjang umur perlindungan tanaman karena toksin Bt tetap aktif dalam jangka waktu tertentu setelah aplikasi, memberikan perlindungan jangka panjang terhadap hama. Dengan kemampuan untuk mengendalikan hama secara spesifik dan berkelanjutan, serta memberikan manfaat tambahan sebagai pupuk, Bt menjadi pilihan yang efisien dan ekonomis dalam pengelolaan hama.

Uji Efikasi Bacillus thuringiensis.

Uji efikasi Bacillus thuringiensis (Bt) sebagai pestisida merupakan langkah penting untuk memastikan efektivitasnya dalam mengendalikan hama serangga sebelum digunakan secara luas. Ada beberapa metode yang sering digunakan untuk menguji efikasi Bt, di antaranya:

Uji Bioassay Laboratorium

Metode ini dilakukan di laboratorium dengan menggunakan serangga target dalam lingkungan terkontrol. Larva serangga diberi makan makanan yang telah dicampur dengan suspensi Bt, kemudian diamati untuk melihat efek toksin pada mortalitas dan perubahan fisik serangga. Hasil dari uji bioassay ini memberikan informasi penting tentang tingkat toksisitas Bt terhadap spesies hama yang berbeda.

Uji Lapangan Terbatas

Uji lapangan terbatas dilakukan pada skala kecil di area pertanian untuk menilai kinerja Bt dalam kondisi lingkungan nyata. Dalam metode ini, Bt disemprotkan pada tanaman yang rentan terhadap serangan hama, dan populasi hama diamati selama periode waktu tertentu. Metode ini membantu menentukan efektivitas Bt dalam mengurangi populasi hama di lingkungan alami sekaligus memastikan bahwa tidak ada efek negatif pada organisme non-target.

Uji Stabilitas dan Residual

Metode ini menguji seberapa lama toksin Bt tetap aktif di lapangan setelah aplikasi. Tanaman yang telah disemprot dengan Bt diuji secara berkala untuk melihat apakah toksin masih efektif dalam membunuh hama setelah beberapa waktu. Stabilitas Bt dalam berbagai kondisi lingkungan, seperti paparan sinar matahari dan hujan, juga diuji untuk menentukan berapa sering aplikasi perlu diulang.

Ketiga metode ini sangat penting dalam memastikan bahwa Bt efektif, aman, dan berkelanjutan sebagai bioinsektisida.

Author: Dherika

Referensi

Kumar, P., Kamle, M., Rituraj, B., Dipendra, K.M., & Bharti, S. (2021). Bacillus thuringiensis as Microbial Biopesticide: Uses and Application for Sustainable Agriculture. Egyptian Journal of Biological Pest Control, 31(95): 1-7. https://doi.org/10.1186/s41938-021-00440-3.

Peralta, C., & Palma, L. (2017). Is the Insect World Overcoming the Efficacy of Bacillus thuringiensis?. Toxins, 9(39): 1-5. Doi:10.3390/toxins9010039.