Pestisida Dan Teknik Aplikasi Pertemuan-II Revisi

Pertemuan II

Sejarah Penggunaan Fungisida

Sejarah Penggunaan Fungisida

Penderitaan manusia akibat penyakit Tanaman

Penyakit karat pada gandum telah diketahui sejak jaman Romawi

dulu dianggap akibat kemarahan para dewapencegahan melalui upacara-upacara persem-

bahan kepada dewa Robigus dan Robigosaat itu dewa tidak sepenuhnya dipercaya pengendalian secara kimiawi juga dilakukan,

dengan belerang, yang saat itu masih misterius

Dampak kejadian lain dari penyakit tanaman :

۞ 943 penyakit cendawan di Eropa, yang disebut penyakit “St Anthony’s fire” pada manusia dengan gejala “meratap dan kejang” kini diketahui akibat megkonsumsi biji rye yang

terkontaminasi alkaloid yang terdapat dalam Claviseps purpurea

۞ 1750, di Eropa penyakit-penyakit pada cerealia secara

ekonomi sangat merugikan Akademi Seni dan Sain Perancis adakan sayembara

untuk tulisan terbaik mengenai penyebab dan pengendalian penyakit smut (bunt) pada gandum

solusi belum dite-mukan hingga 10 tahun kemudian

10 tahun kemudian lebih dari setengah tanaman gandum di Perancis gagal oleh Ustilago nuda

Seorang peneliti bernama Tillet

Menjelaskan penyebab penyakit bunt, diberi nama Tilletia tritici

percobaan efikasi berbagai macam perlakuan terhadap T. tritici

tanaman diaplikasi dengan bahan campuran kapur atau urin relativ terbebas dari penyakit bunt

Tillet perlakuan benih terhadapT. tritici perintis pertama praktik perlakuan fungisi-da pada benih

Faktor penyakit tanaman dalam keberlangsungan beberapa industri

Industri anggur penyakit tepung, Uncinula necator, mula-mula di

Belanda dalam 1845,

diikuti oleh penyakit embun bulu, Plasmopara viticola akhir 1850-an

Dalam periode ini juga tercatat sebagai awal penggunaan fungisida modern

sulfur untuk pengendalian U. necator di Belanda

belum didapat produk sulfur yang dapat diaplikasikan

secara mudah dalam area luas

Faktor penyakit tanaman dalam keberlangsungan beberapa industri

(lanjutan)

1855, Bequerel memproduksi bentuk sulfur lembut (halus) dapat diaplikasikan secara merata pada permukaan tanaman (bagaimana proses pembuatannya ?)

1885, campuran Bordeaux oleh Millardet (tembaga sulfat dan kapur) untuk pengendalian P. viticola

efektif terhadap penyakit hawar pada kentang Banyak versi campuran ini, tetapi campuran yang esensial sampai saat ini

masih digunakan untuk mengendalikan penyakit cendawan pada berbagai macam tanaman

Pengembangan FS thd penyakit pada anggur di Perancis, merangsang penelitian FS internasional

1886, percobaan di USA untuk evaluasi semua jenis FS unggulan di Perancis terhadap : penyakit busuk hitam (Guignardia bidwellii) pada anggur kudis,Venturia inaequalis pada apel tepung, Sphaerotheca fuliginea pada anggur dan sejumlah patogen pada sayuran

Kolaborasi USDA dan para pakar Perancis menguji hubungan dosis, biaya serta waktu optimum

penyemprotan dan fitotoksisitas

produksi gandum sangat dibatasi penyakit karat, hingga datangnya fungisida sistemik dalam pertengahan tahun 1960-an

Tanaman lainnya juga mengalami gangguan penyakit karat

۞ 1869, pada kopi di Sri Lanka, dalam 10 tahun produktivitas turun lebih dari 50 %

۞ Banyak perkebunan kopi diganti dengan teh ۞ Perkebunan kopi di Sri Lanka dan India saat

ini sepenuhnya tergantung pada fungisida

۞ Senyawa organik kompleks untuk perlakuan benih pada gandum dalam pengendalian penyakit karat

۞ Senyawa arsenik dan intermediat dyestuff dalam industri farmasi, memicu fitopatologis German dalam penelitian yang sama

Hasilkan FS sintetik fenol yang mengandung unsur merkuri, tembaga dan timah

Ditemukan oleh Bayer senyawa bermerkuri dan fenol berklor, mendorong pengembangan perlakuan benih dengan merkuri organik

Produk yang pertama adalah :Uspulum, diintroduksi dalam 1915 oleh Bayer,diikuti oleh Ceresan dari ICI (1929)diikuti Agrosan G, juga dari ICI (1933)

Produk-produk merkuri, tembaga dan timah

Populer dan menyebar luas

Bayer, ICI berkembang menjadi perusahaan-perusahaan utama dalam industri agrokimia dari akhir 1850-an

produk-produk berbasis merkuri dilarang dalam 1970-1980-an karena mencemari tanah

Selama Perang di Eropa kegiatan pertanian dilakukan untuk memenuhi kebutuhan sendiri

Setelah krisis mereda, pertanian diperhatikan kembali, merupakan awal bangkitnya teknologi FS pertanian

Awalnya sebagian besar produk yang diintroduksi benar-benar untuk merespon kebutuhan petani

Ketika itu, Bisnis FS diperoleh dari pengendalian penyakit tanaman yang sebelumnya tidak dikendalikan dan kompetisi antar perusahaan relatif ringan

FUNGISIDA NON-SISTEMIK

tidak dapat mengendalikan patogen-patogen yang sudah mapan di dalam jaringan tanaman

aplikasi harus sebelum kolonisasi patogen

Patogen berkembang pada jaringan baru yang terbebas dari deposit fungisida

Aplikasi harus berkali-kali

۞Namun FS-NS cara kerjanya non-spesifik ۞masih handal dalam pengendalian patogen minor ۞untuk mengatasi resistansi patogen terhadap FS- sistemik

Berkembangnya FS sistemik

Sebelum dikembangkannya FS-S akhir 1960-an, semua senyawa FS bersifat protektan non-sistemik

Fungisida sistemik (FS-S) telah merebut pasar FS non-sistemik (FS-NS)

FS-S, pada daun dapat mengendalikan penyakit dengan membunuh miselium cendawan tepung atau lebih umum melalui pencegahan germinasi spora

Gambar 2.1. Perkembangan fungisida non-sistemik (▲) dan sistemik (●)

Tahun

Jumlah produk

Sifat-sifat FS-S

Tingkat dan durasi pengendaliannya lebih baik

Lebih fleksibel dalam penggunaannya

Namun gagal memberikan hasil pengendalian penyakit secara sempurna

Karena itu, penelitian terus berlangsung untuk

mendapatkan produk yang lebih efektifmendapatkan teknologi pengendalian yang lebih baik

Persyaratan penting yang diperlukan

Aman terhadap pekerja pabrik

pengguna konsumer tanaman yang diaplikasi

harus dijamin tidak mencemari lingkunganSelain itu, fungisida harus memiliki sifat-sifat

seperti dalam Tabel 1.3.

Sifat

Keananan

Keragaan

Penggunaan

Biaya

Tipe produk yang baik

Aman bagi penggunaDiterima lingkunganAman terhadap konsemer produk yang diaplikasi

Memiliki spektrum pengendalian yang luasMemiliki periode pengendalian yang cukup lamaMeningkatkan kepercayaanMemiliki aktivitas anti resistanMemperbaiki keamanan tanaman

Kompatibel dengan produk lainnyaMudah dibuat formulasiAman diaplikasikan

Biaya tiap perlakuan murah karena hal sebagai berikut :

Harga fungisida lebih murah Tingkat (dosis) penggunaan yang rendah Sedikit perlakuan tiap musimBiaya aplikasi

lebih murah

Tabel 1.3. Tipe fungisida yang ideal

II. PERDAGANGAN FUNGISIDA

Perdagangan Fungisida Pasar Global

Pasar fungisida [total penjualan = $ 6.0 miliar (+ Rp. 55.2 triliun)]

Sisa Asia; 9%

Sisa Dunia; 2%Jepang; 28%

Amerika Utara dan Selatan; 21%

Eropa; 40%

Target Penemuan Fungisida

didasarkan pada nilai ekonominya bukan oleh sifat biologinya semata

FS ditargetkan untuk penyakit-penyakit penting secara ekonomi komoditas tanaman komersial yang

ditanam dalam skala luas

Pentingnya patogen sebagai target tergantung pada :

Frekuensi penyakit Beratnya penyakit Nilai kerugian secara ekonomis

Resiko komersial rencana pengembangan tiap produk FS harus

memperhitungkan bahwa FS itu dapat mencapai level penjualan yang dapat mengembalikan modal investasi

Biaya penemuan fungisida

۞ Rataan biaya industri pengembangan satu pestisida sintetik sekitar $ 200 juta,

۞ Perlu waktu sekitar 8 tahun sebelum produk lengkap (siap dipasarkan)

۞ Satu produk perdagangan dihasilkan dari sekitar 40 000 senyawa yang diseleksi (disekrining)

Biaya lain-lain

Duapertiga dari total biaya untuk

biaya percobaan efikasi

pengujian toksikologi dan

keamanan terhadap lingkungan setara dengan $ 80 juta dalam 1976

Untuk memenuhi keperluan-keperluan regulasi ?

Skrining Fungisida

Merupakan suatu seri tahapan pengujian kandidat FS

Cara kerja (mode of action)

Tingkat dosis (konsentrasi) aplikasi yang efektif

Spektrum penggunaan terhadap patogen sasaran

Fitotoksisitas

redistribusi dalam tanaman

Keamanan terhadap organisme bukan sasaran

Dampak negatif lainnya (lingkungan, konsumen, pengguna)

Formulasi

Macam-macam

Simak kembali topik insektisida

Sebutkan sebanyak mungkin macam formulasi fungisida yang anda ketahui dan pelajari karakternya

Apa kelebihan dan kekurangan masing-masing formulasi

PERFORMA FUNGISIDA

Klasifikasi FungisidaMenurut cara kerja (mode of action) biokimianya spektrum pengendaliannya terhadap penyakit protektan, kuratif atau eradikan, Mobilitasnya dalam tanaman

Fungisida non-sistemikFungisida sistemik

Aktivitas-ktivitas kuratif dan eradikan merupakan karakter hampir semua fungisida sistemik

Protektan sistemik merupakan suatu fenomena yang tidak umum

Klasifikasi FungisidaMenurut Cara Kerja (Mode Of

Action) Biokimianya

Gangguan Umum Pada Fungsi Sel

Fungisida non-sistemikberperan dalam pembentukan lapisan

protektan sebagai barier terhadap infeksi, mempunyai spektrum yang sangat luas,bila masuk ke dalam jaringan tanaman

memungkinkan tarjadinya fitotoksik FS anorganik :

Belerang, Tembaga, Merkuri, Timah

FS organik sintetis : ditiokarbamat, ftalimid, sulfamid, triazin,

klorofenil, quinon, nitroparafin

Gangguan Fungsi Membran Sel

Inhibitor Biosintesis Sterol

Inhibitor demetilasi-C14

Inhibitor Biosintesis Gliserofosfolipid

Gangguan Fungsi Membran Sel

Inhibitor Biosintesis Sterol

sangat efektif sebagai agens pengendali penyakit tanaman

bersifat sistemik, sebagai protektan, curativ dan eradikan

Sterol adalah pemeliharaan integritas membran sel cendawanreduksi dalam ketersediaan ergosterol (sterol)

mengakibatkan kekacauan dalam membran dan kebocoran elektrolit

sintetis ergosterol merupakan sifat sebagian besar cendawan (Ascomycetes, Deuteromycetes dan Basidiomycetes)

Tidak terdapat pada Phycomycetes (Oomycetes)

Gangguan Fungsi Membran Sel (lanjutan)

۞ Oomycetes mencukupi kebutuhan sterolnya langsung dari inangnya

۞ Perbedaan ini menyebabkan Inhibitor biosintesis sterol

tidak dapat digunakan untuk pengendalian cendawan Phycomycetes (Oomycetes) :P. viticola, Pythium spp. dan P. infestans.

tidak dapat digunakan untuk menghambat perkecambahan spora, karena sterol sudah terdapat sebagai produk

simpanan dalam spora dan perkecambahan dapat berjalan tanpa proses

biosintesis sterol


Inhibitor demetilasi-C14

Kekuatan komersial inhibitor-inhibitor dimetilasi C14 (DMI) timbul dari spektrum aktivitas dan penggunaannya yang sangat luas, dengan penggunaan terhadap berbagai jenis patogen termasuk anggauta Phycomycetes

Fungisida DMI1,2,4-triazolImidazolPirimidinilbenzhidrol

Kisaran spektrum penggunaan utama fungisida DMI

0

5

10

15

20

25

Pen

ggun

aan

(sen

yaw

a/ta

rget


Fungisida DMI (lanjutan)Siprokonazol, untuk cendawan tepungImazalil, digunakan untuk

cereal, buah-buahan, sayuran dan tanaman hias terhadap Fusarium, Helminthosporium dan Septoria

Juga untuk perlakuan pascapanen pada jeruk dan pisang

Prokloraz, untuk

Pseudocercosporella herpotrichoides, Septoris spp., Fusarium, Alternaria, Botrytis,

Cercospora, Erysiphe, Colletotrichum dan PiryculariaJuga untuk perlakuan pascapanen pada buah


Penghambatan Biosintesis Gliserofosfolipid۞ Gliserofosfolipid

senyawa esensial pada fungsi membran sel, menyediakan suatu barier permeabilitas terhadap

pergerakan ion-ion, molekul-molekul makro dan suatu matrik cair

untuk aktivitas protein-protein yang berasosiasi dengan membran,

Senyawa-senyawa tersebut terdapat dalam semua organisme eukayota,

tetapi sedikit fungisida tanaman komersial yang spesifik menghambat biosintesis senyawa-senyawa tersebut


Fungisida-fungisida Inhibitor Biosintesis Gliserofosfolipid : IprobenfosEdifenfos IsoprotiolanValidamisin A :

Produk sekunder hasil fermentasi Streptomyces hygroscopicus var limoneus

Gangguan Proses-proses Nukleus

Inhibitor metabolisme asam nukleik

Inhibitor sintesis DNA

Inhibitor sintesis RNA

Inhibitor biosintesis tubulin

Gangguan Proses-proses Nukleus

Inhibitor metabolisme asam nukleik Sintesis asam nukleik melibatkan banyak reaksi

biokimia, sintesis prekursor purin dan pirimidin sampai

pada reaksi-reaksi polimerisasi ribonukleotida dan

deoksiribonukleotida 5`-trifosfat ke dalam RNA dan DNA.

Fungisida dengan cara kerja ini, sedikit yang komersial, BenzimidazolFenilamidHidroksipirimidinfenoksiquinolin

Gangguan Proses-proses Nukleus (lanjutan)

Inhibitor Sintesis DNA

Fungisida dengan cara kerja ini :Himeksazol

digunakan sebagai agens perlakuan benih, atau tanah

untuk Pythium spp., Fusarium spp., Corticium sasakii dan Aphanomyces spp.

pada bit gula, padi, sayuran dan tanaman hias


Tubulin

Membentuk bagian esensial sitoskeleton Aktif dalam pembentukan spindel dan segregasi kromosom

dalam pembelahan sel

Benzimidazol mengganggu mitosis selama pembelahan sel pada metafase

Spindel mitotik mengalami distorsi dan inti

keturunannya gagal memisah, menghasilkan kematian sel

karena afinitas yang tinggi bezimmidazol terhadap protein-protein tubulin pada cendawan yang sensitif


Inhibitor sintesis RNA

Fungisida dengan cara kerja ini :Senyawa-senyawa Fenilamid meliputi

asilalanin, butirolakton dan satu anggauta oksazolidinon

mempunyai aktivitas spesifik terhadap Oomycetes

Basis spesifitasnya sampai saat ini belum diketahui


Inhibitor biosintesis tubulin

Fungisida dengan cara kerja ini : Bezimidazoles

Popularitas benzimidazol dalam perdagangan didasarkan pada performanya dalam praktik

untuk pengendalian berbagai macam cendawan ascomyset, deuteromycet dan basidiomycet

Namun tidak mempunyai aktivitas terhadap oomycet

Perkembangan fungisida sistemik dalam 1960-an termasuk bezimidazol, terdiri dari

benomil, karbendazim, metil tiofanat, fuberidazol dan tiabendazol

Pengaruh Pada Fungsi Dinding Sel

Inhibitor biosintesis kitin

Inhibitor biositesis melanin

Pengaruh Pada Fungsi Dinding Sel

Inhibitor biosintesis kitin۞Kitin

komponen dinding sel beberapa cendawan equivalen dengan selulosa dalam tumbuhan terdapat dalam cendawan Ascomycetes dan

Basidiomycetes tetapi tidak terdapat dalam Phycomycetes

yang selulosa sebagai unsur utama dinding selnyatidak aktif terhadap Plasmopara,

Phytophthora atau Pythium

Pengahambatan biosintesis kitin (lanjutan)

Fungisida dengan cara kerja ini :Polioksin

Sangat mirip dengan produk sekunder Sterptomyces cacaoi var. asoensis

Untuk pengendalianR. solani (hawar seludang pada padi)C. miyabeanus (bercak daun pada

padi)Alternaria kikuchianna (bercak hitam

pada pir)

Pengaruh Pada Fungsi Dinding Sel (lanjutan)

Penghambatan biositesis melanin

۞ Sintesis melanin penting dalam patogenisitas cendawan ۞ Melanizasi dinding-dinding apresorium esensial dalam

perkembangan infeksi hifa dan penetrasi pada epidermis inang

Mutan P. grisea yang tidak mengandung melanin tidak patogenik. ۞ Penemuan trisiklazole mengawali pengembangan senyawa-

senyawa lain seperti, piroquilon dan klobentiazone)

۞ Efektif terhadap

Ascomycetes dan Deutermycites berpigmen Penghambatan senyawa-senyawa tersebut terhadap sintesis

melanin memberikan pengendalian yang sangat baik terhadap P. grisea pada padi

Inhibitor Sintesis Protein

Penghambatan Sintesis Protein

Blastisidin S, diisolasi dari produk fermentasi biakan Streptomyces griseochromagens, selektif terhadap P. grisea dengan aktivitas

sistemik moderat

Blastisidin S berinteraksi dengan subunit ribosomal menghalangi tempat ikatan untuk molekul-

molekul aminoasil-tRNA yang baru masuk, mencegah pemanjangan rantaian protein.

Penghambatan Respirasi

Gangguan pada fosforilasi oksidatif

Penghambatan kompleks II


Gangguan pada fosforilasi oksidatif

Senyawa-senyawa yang melepaskan fosforilasi oksidatif memungkinkan transport elektron diteruskan dengan pengambilan oksigen secara maksimum tetapi tanpa produksi ATP

Sejumlah produk yang mengeksploitir cara kerja ini telah tersedia

Secara khas, senyawa-senyawa ini memiliki spektrum aktivitas yang luas yang menjangkau bidang-bidang utama dari penggunaan pestisida


Fungisida yang bekerja pada fosforilasi oksidatif

۞ Dinokap, untuk cendawan tepung

۞ Binapikril, protektan lebih efektif dari dinokap

۞ Draksolon, untuk perlakuan tanah terhadap Pythium, FusariumPerlakuan tajuk terhadap cendawan tepung

۞ Fentin, untuk tanaman kentang, bit gula, kopi, padi, dan sayuran, terhadapP. infestans, Alternaria spp. Helminthosporium spp., C.

beticola, Ramularis spp., G. cingulata dan P. grisea


Penghambatan kompleks II

Suksinat dehidrogenase muncul dalam rantaian respirasi sebagai bagian dari kompleks suksinat dehdrogenase,

atau kompleks II.

Kompleks ini mengandung protein besi-sulfur yang berperan dalam transfer elektron dari flavin adenin dinukleotida tereduksi (FAD) ke coenzim Q

Inhibitor-inhibitor suksinat dehidrogenase merupakan fungisida spesifik terhadap basidiomycetes, termasuk manjur terhadap Rhizoctonia, tingkat seksual dari Corticium


۞ Fungisida yang ganggu compleks IIKarboksamid,

untuk perlakuan benih pada cereal, jagung, kapas, oilseed rape dan legum, terhadap

Helminthosporium spp.Rhizoctonia sppUstilago spp.Sphaerotheca reilanaTilletia caries

Gangguan Nonspesifik Pada Integritas Membran Sel

Gangguan Nonspesifik Pada Integritas Membran Sel

Guadinin

berpengaruh non-spesifik pada membran melalui suatu daya kerja detergen bagian lipofilik dari molekulnya

berinteraksi dengan lipid moieti membran,

bagian polar bereaksi dengan kelompok fosfolipid dalam fase encer mengakibatkan perubahan-perubahan permeabilitas, gangguan pengambilan nutrisi, perubahan komposisi membran dan pengham-batan respirasi

Penghambatan Biosintesis Poliamin

Pada cendawan, biosintesis poliamin terbatas oleh enzim ornitin dekarboksilase,

hambatannya dianggap menjadi suatu sasaran potensial untuk fungisida selektif baru

Agens-agens berhubungan dengan farmasi yang ada diketahui memiliki aktivitas fungisidal yang baik

perhatian langsung ditujukan pada penggunaan senyawa-senyawa analog dengan poliamin seperti

putrescin, spermidin dan spermin dalam gangguannya terhadap pertumbuhan dan perkembangan cendawan.

Penghambatan pada Pensinyalan Ca+

Ca+ memiliki peran esensial dalam pengaturan fungsi dalam semua organisme eukaryota

Dalam cendawan, pensinyalan Ca+ menjembatani beberapa aktivitas seperti pemanjangan ujung hifa, pencabangan, pergerakan sitoplasmik dan sporulasi

Punya peran dalam homoeostasis pH cendawan, sebagai contoh, mengendalikan aktivitas enzim dan transport membran,

merupakan sasaran potensial fungisida baru dan penting secara komersial

Namun, belum ada senyawa berbasis penghambatan pensinyalan Ca+ yang telah diberitakan

Cara Kerja Yang Tidak Teridentifikasi

Anilinopirimidin

Mepanipirim, pirimetanil dan siprodanil, juga diketahui sebagai pirimidinamin merupakan fungisida berspektrum luas dan memiliki penggunaan potensial pada berbagai varietas tanaman

Mepanipirim dan pirimetanil aktif terhadap B. cinerea pada tanaman anggur dan buah-buahan lainnya serta terhadap V. Inaequalis pada apel

Siprodanil memiliki aktivitas tambahan terhadap P. herpotrichoides, E. graminis, P. teres, R. solani, Helminthosporium graminearum dan S. nodorum, pada cereal

Sekian untuk hari ini

Pertemuan berikutnya(Pertemuan III)

Bakterisida dan nematisida

Pestisida Dan Teknik Aplikasi Pertemuan-II Revisi

Documents

Transcript of Pestisida Dan Teknik Aplikasi Pertemuan-II Revisi